探究330kV配电装置GIS布置和屋外敞开式布置的方案比较论文_王雅楠

探究330kV配电装置GIS布置和屋外敞开式布置的方案比较论文_王雅楠

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摘要:根据系统规划和电厂厂址总平面布置条件,330kV配电装置的选型进行优化论证,比较了GIS双母线接线和屋外敞开式双母线接线的技术经济性能及对厂区布置的影响。

关键词:330KV配电装置;接线方案;配电装置

1 电气主接线方案

拟设工程进线3回、出线4回,厂内设330kV配电装置;厂内330kV主接线和配电装置考虑两

种方案:(1)双母 线接线、屋外GIS布置;(2)3/2断路器接线、屋外敞开式布置。

由于GIS电气设备本身具有较高的安全可靠性,双母线接线GIS和3/2断路器接线GIS运行的安全可靠性差别不大,但双母线接线少用2套断路器,具有明显的经济效益;若采用敞开式布置型式、设备的可靠性相对较低,需采用运行方式更为灵活、可靠的3/2断路器接线形式。因此,本专题将对双母线接线、屋外GIS布置和双母线接线、屋外敞开式布置的主接线型式进行优化论证。

2 电气主接线方案技术比较

2.1 主接线型式

2.1.1 双母线接线

采用双母线接线可以提高运行可靠性和灵活性, 两组母线同时工作,并通过母线联络断路器并联运行,电源与负荷平均分配在两组母线上。

具有如下优点:轮流检修母线时,不会停止对用户的供电;检修任一组母线隔离开关时,只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线,其它电路均可通过另一组母线继续运行;工作母线发生故障时,能利用备用母线使无故障电路迅速地恢复正常工作。

双母线的主要缺点:隔离开关作为操作电器容易误操作,引起重大事故;工作母线故障,转移母线时该母线上全部装置仍将短时停。

2.1.2 3/2断路器接线

3/2断路器接线是一种没有多回路集结点,一个回路由两台断路器供电的双重连接的多环形接线,在现代国内外大型电厂和变电站超高压配电装置广泛应用的一种接线方式。

具有如下优点:运行调度灵活,正常运行时两条母线和全部断路器都投入运行,形成多环状的供电环;操作检修方便,隔离开关仅仅在检修时用,一组母线停电或检修时回路不需切换,任意一台断路器检修,各回路仍然按照原有运行方式运行,不需切换;可靠性高,每个回路通过两个断路器供电,母线故障时,跳开与此母线相连的断路器即可,不影响回路的供电,线路故障时不影响机组的安全运行。

3/2断路器接线的主要缺点:占地面积稍大,一次投资较大,电流互感器的二次回路、保护装置的跳合闸出口回路较为复杂。该接线适用于330、500kV及以上的进出线回路数相等或相差不大的,在系统中居于重要地位的配电装置。

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2.2 330kV配电装置的布置型式

2.2.1 屋外GIS布置型式

GIS内的各元件带电部分在金属壳体内部连接起来,且SF6气体比空气具有更优良的绝缘和灭弧性能,取消了外部绝缘。使高压配电装置具有小型化、集成化特点。GIS配电装置已有多年的运行经验,可满足电厂生产运行要求,尤其海边电厂,很多采用GIS布置型式。

GIS设备主要具有以下优点:GIS现场组装,设计和施工安装工作量较少,缩短建设工期,大大减少了施工、安装费用;地面积小,大大节省了土地费用,尤其适用于土地资料较为紧张的地区;设备均布置于地面,抗震性能好,。外壳屏蔽接地,没有触电危险,电晕损耗、无线电干扰、静电感应影响可降低到最小程度;维护工作量小,SF6气体的年泄漏率较小,补气周期约8年一次;运行安全、可靠、没有火灾危险;

GIS设备的主要缺点:初始投资成本较高;检修工艺要求高;SF6气体经电弧作用而生成含毒物质,检修时要采取防护措施,当架空进、出线较多时,架空线布置困难;设备故障时,检修周期长。

2.2.2 屋外敞开式布置型式

敞开式配电装置具有以下主要优点:投资最少,进出线布置较为方便;运行业绩多,施工及运行经验丰富;敞开式布置方案较多;设备选型容易,制造厂家较多,均能满足运行可靠性的要求。

敞开式布置的主要缺点:占地面积庞大;土方开挖、施工、安装工程量大;施工周期长;设备敞开布置,受污秽、温度、风速等环境条件影响较大,运行可靠性略低;运行维护工作量大,设备、绝缘子串需定期清扫。

结合厂区总平面的布置方案,3/2断路器接线、330kV屋外敞开式布置推荐采用平环式布置型式,较常规的三列式布置,该布置方案的纵向(进出线方向)尺寸大大减少,横向尺寸加大,使厂区布置更为美观。

由上可见,双母线、3/2断路器接线均能保证系统的安全可靠运行,且均有较多的制造、施工、运行业绩。但从整个厂区的美观,占地等方面考虑,330kV GIS具有较大优势,占地省、美观性好。

3 电气主接线方案经济比较

双母线接线/屋外GIS布置和3/2断路器接线/屋外敞开式布置的经济比较仅对存在差异的主要设备投资、支架/构架及其土建基础、安装费用进行了比较,不包括设备维护费等。经过初步计算采用双母线 GIS布置的初始投资费用仅比采用3/2断路器敞开式布置的初设投资费用多了占总GIS投资的6.9%左右。

结束语:综上所述,3/2接线、330kV 敞开式布置具有较高的灵活性、可靠性,运行经验丰富,初始投资较省,具有较大的经济优势;但同样存在占地面积大、后期维护量大、美观性不足等问题。双母线接线、330kV 屋外GIS布置具有占地面积小、后期运行维护工作量少、设备可靠性高等优势;初始投资略大。采用何种主接线型式,不仅与主接线本身的运行灵活、可靠性有关,也需要考虑所选择设备的本身的安全可靠性,同时兼顾配电装置的占地及在整个厂区中的布置,是一个综合性的问题、需统筹考虑。每个工程应根据场地条件,结合总图的厂区平面布置,考虑实际情况进行优化选择。在满足系统的情况下,对主接线方案、设备型式及其布置方案进行优化,可以节约投资、满足运行要求,又不牺牲可靠性,兼顾电厂厂区的美观性。

参考文献:

[1] 张波,崔翔,赵志斌,等.大型变电站接地网的频域分析方法[J].中国电机工程学报,2013,22(9):59-63.

[2]南方电网技术研究中心.HVDC 系统地中电流对交流系统及其它设施的影响及防范措施研究[R].广州:南方电网技术研究中心,2005.

[3] 叶廷路.浅谈330kV配电装置GIS布置[J].电网技术,2014,18(1):20-25.

论文作者:王雅楠

论文发表刊物:《基层建设》2016年18期

论文发表时间:2016/11/16

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