CN102891439A

CN102891439A - 一种超高压智能变电站中压侧hgis配电装置

Info

Publication number: CN102891439A
Application number: CN2012103834519A
Authority: CN
Inventors: 况骄庭; 李国尧; 钱锋; 周志超; 徐峰; 丁健; 杨卫星; 陈建华; 梅狄克; 周毅
Original assignee: Zhejiang Electric Power Design Institute
Current assignee: Zhejiang Electric Power Design Institute
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2013-01-23

Abstract

一种超高压变电站内中压侧采用HGIS设备的配电装置，它主要包括HGIS设备紧凑型双列背靠背布置，配电装置采用联合构架和大跨度母线梁架构设置，配电装置场地内道路优化布置，所述采用双母线或双母线分段接线型式的HGIS配电装置将出线排架、进线排架以及母线梁设计成一体化联合构架；它具有能大幅缩减变电站、特别是智能变电站占地面积，节省用钢量，降低工程总投资等特点。适用于超高压智能变电站工程设计建设，尤其适用于中压侧采用双母线或双母线分段接线型式超高压智能变电站设计。

Description

一种超高压智能变电站中压侧HGIS配电装置

技术领域

本发明涉及的是一种超高压变电站内中压侧采用HGIS设备的配电装置，适用于超高压智能变电站设计，尤其适用于中压侧采用双母线或双母线分段接线型式超高压智能变电站设计；属于输变电工程设计技术领域。

背景技术

智能变电站是以数字化变电站为依托，通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、智能分析软件等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台，实现变电站的自动运行控制、设备状态检修、运行状态自适应、分布协同控制、智能分析决策等高级应用功能，提高管理和运行维护水平。

配电装置是能够控制、接受和分配电能的电气装置的总称。它在功能上是完整的，包括具备各种功用的电气设备，如汇流母线、断路器、隔离开关、电抗器、避雷器、互感器、电缆和测量仪表等二次设备。配电装置根据其开关设备可分为以下几种类型：（1）空气绝缘敞开式设备（AIS型）；（2）罐式断路器型；（3）半气体绝缘金属封闭式设备（HGIS型）；（4）气体绝缘金属封闭式设备（GIS型）。

HGIS设备是由金属外壳密封，把气体绝缘的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等设备分相组合一体的新型户外组合电器。它吸收了GIS与AIS的成功运行经验，解决了GIS集成度过高带来的负面问题和AIS单体元件组合占地面积过大等问题。它采用了一系列相关领域中的新技术，使其具有结构简单紧凑，占地面积小，运行可靠性高，维护工作量小，安装方便，土建基础量少，施工周期短，无油环保等优点。

应用于智能变电站的HGIS往往配置电子式互感器、状态监测传感器、以及智能组件，互感器、传感器非常适合与HGIS本体设备一体化设计，一体化安装，从而节省占地面积，节约设备投资，降低工程总造价。

500kV变电站是我国数量最多的一类超高压变电站，在500kV变电站设计包括智能变电站常规设计中(详见附图2所示。为方便叙述和说明，附图2按国家电网通用设计500-B-4配置方案绘制，该变电站三侧电压等级分别为500kV、220kV、35kV)，中压侧220kV配电装置设计是一个重要的组成部分。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种改进的，能大幅缩减变电站、特别是智能变电站占地面积，减少结构用钢量，降低工程总投资的超高压智能变电站中压侧HGIS配电装置。

本发明通过如下技术方案来完成的，它主要包括HGIS设备紧凑型双列背靠背布置，配电装置采用联合构架设置和大跨度母线梁设置，配电装置场地内道路优化布置。

所述HGIS设备紧凑型双列背靠背布置，采用出线间隔与进线间隔HGIS设备背靠背布置，出线间隔和进线间隔HGIS设备共用一段导线与正母线A、B相（或B、C相）管母连接，并采用管母线做跨道路引接。

所述配电装置的联合构架设置，它是将出线排架、进线排架以及母线门形架设计成联合构架，取消冗余的构架柱。为进一步优化间隔纵向尺寸，出线侧构架柱采用垂直单杆柱，并取消联合构架联系梁，在高架柱处设置斜杆与母线梁相连，整体受力仍稳定安全，从而大大减少用钢量。

所述的大跨度母线梁，即采用大跨度母线梁构架设置，将常规M形母线构架中间构架柱取消，改为门形架，并与出线排架、进线排架进行一体化联合设计。

所述配电装置场地内道路优化布置，将常规设置在出线排架处的检修道路结合联合构架设计移至紧凑型双列背靠背布置的HGIS之间，节省配电装置场地占地。

所述联合构架采用两个联合部分设计，缩短了构架温度区段，显著减少了温度作用效应，有效减小部分构件的内力，从而减小部分构件断面，节省用钢量。

本发明的有益效果是：

该设计方案与国家电网通用设计500-B-4同类型同规模设计方案相比，占地指标以及用钢量指标详见下表：

表1占地、用钢量指标比较

（1）双列背靠背布置的HGIS设备采用紧凑型设计，并利用背靠背布置的HGIS之间空余场地布置检修道路，纵向布置尺寸节约13m，占地节省约24%，效益显著。

（2）配电装置构架布置采用联合构架形式，采用大跨度母线梁构架，取消场地中间A形构架柱，节约用钢量约29%，效益显著。

本发明具有能大幅缩减变电站、特别是智能变电站占地面积，节省用钢量，降低工程总投资等特点。适用于超高压智能变电站工程设计建设，尤其适用于中压侧采用双母线或双母线分段接线型式超高压智能变电站设计。

附图说明

图1是某超高压智能变电站220kV HGIS配电装置平面布置图。

图2是某超高压智能变电站220kV HGIS配电装置进、出线断面图。

图3是某超高压智能变电站220kV HGIS联合构架透视图。

图4是国网通用设计500-B-4方案220kV配电装置进、出线断面图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作详细的介绍：本发明所述的超高压智能变电站内中压侧采用HGIS设备的配电装置，它主要包括HGIS设备紧凑型双列背靠背布置，联合构架和大跨度母线梁4设置，配电装置场地内道路优化布置，采用双母线或双母线分段接线型式的HGIS配电装置将出线排架1、进线排架2以及母线梁4设计成一体化联合构架。

所述HGIS设备紧凑型双列背靠背布置，采用出线间隔与进线间隔HGIS设备背靠背布置，出线间隔和进线间隔HGIS设备共用一段导线与正母线A、B相或B、C相管母连接，并采用管母线做跨道路引接。

所述大跨度母线梁构架设置，采用单跨梁悬挂正、副母线，其中不设中间构架柱；所述联合构架设置是：出线侧构架柱采用垂直单杆柱，并取消联合构架联系梁，在高架柱处设置斜杆与母线梁4相连，或所述联合构架可结合分段间隔布置并采用两个联合部分设置。

所述配电装置场地内道路优化布置，采用将常规设置在出线排架1处的检修道路3结合联合构架设置移至紧凑型双列背靠背布置的HGIS之间。

图1是某超高压智能变电站优化设计后的220kV HGIS配电装置平面布置简图，采用局部双层出线，优化配电装置总体布局。图1中220kV接线形式为双母线双分段接线，采用户外悬吊管母线中型、HGIS双列背靠背布置。为使得整个配电装置场地横向尺寸与高压侧配电装置场地相适应，便于围墙建设规整，提高土地的利用率，220kV配电装置局部采用双层出线。两回出线共用一跨构架，间隔宽度25m，为提高高层出线下引线风偏影响电气距离裕度，双层出线两回间隔26m。

图4是国家电网通用设计500-B-4中压侧配电装置进线、出线断面图。图中：a、母线中间构架柱，b、支柱绝缘子，c(d)、母线套管，e、间隔与母线连接线。由于母线架中间构架柱a的存在，双列背靠背布置的HGIS之间无法设置道路。

图2是某超高压智能变电站优化设计后的220kV HGIS配电装置进、出线断面图。220kV采用双母线大跨度横梁，取消常规设计母线中间构架柱a。同时取消支柱绝缘子b，出线间隔HGIS与正母线A、B相连接的导线e采用铝管母线。如此则可将出线排架1处检修道路3移至双列背靠背布置的HGIS之间，这为出线排架1与母线架设计成联合构架创造了条件。由表1可知，优化设计方案与通用设计方案相比：纵向占地节约13m，占地面积节约6.2亩，占地指标相当于通用设计方案的7968/12099=65.9%；构架用钢量减少63吨，相当于通用设计方案的159.26/222.94=71.4%。经济技术指标明显优化。

图3是某超高压智能变电站优化设计后的220kV HGIS联合构架透视图。构架单杆钢管柱选用Ф500×8（Q345），梁主材选用Ф127×8（Q235）。经计算单杆柱和梁的内力受单侧出线覆冰工况组合控制，单杆柱底的最大应力为234和-172N/mm²，应力比达到75.5%和55.5%左右。在大风工况下单杆柱顶位移为35mm，满足规范要求的H/200要求。安装工况10m/s风速组合下，梁跨中最大位移为60mm，满足规范要求的L/300。

本发明主要包括HGIS设备紧凑型双列背靠背布置，配电装置联合构架设计，大跨度母线梁架构设计，配电装置场地内道路优化布置。

所述HGIS设备紧凑型双列背靠背布置，出线间隔与进线间隔HGIS设备背靠背布置，出线间隔和进线间隔HGIS设备共用一段导线与正母线A、B相（或B、C相）管母连接，并采用管母线做跨道路引接。

所述配电装置联合构架设计，将出线排架1、进线排架2以及母线门形架设计成联合构架，取消冗余的构架柱。为进一步优化间隔纵向尺寸，出线侧构架柱采用垂直单杆柱，并取消联合构架联系梁，在高架柱处设置斜杆与母线梁4相连，整体受力仍稳定安全，从而大大减少用钢量。

所述大跨度母线梁构架设计，采用大跨度母线梁构架，将常规M形母线构架中间构架柱取消，改为门形架，并与出线排架1、进线排架2进行一体化联合设计。

所述配电装置场地内道路优化布置，将常规设置在出线排架1处的检修道路3结合联合构架设计移至紧凑型双列背靠背布置的HGIS之间，节省配电装置场地占地。

实施例：

附图1、附图2、附图3所示为采用本发明所述方案设计的某500kV智能变电站中压侧220kV配电装置平面布置图、配电装置进、出线断面图以及联合架构设计透视图。为便于对比叙述，附图4是国网通用设计500-B-4方案220kV配电装置进、出线断面图。

本方案可以采用如下步骤实现本设计方案的目的：

第一步，参考国网通用设计500-B-4方案设计，取消附图4中220kV配电装置母线中间构架柱a；

第二步，设计大跨度母线梁构架；

第三步，取消附图4中支柱绝缘子b，调整并适当缩小HGIS套管c和d之间的距离，连接导体e采用管形母线；

第四步，将出线排架1、进线排架2向母线梁4靠近移动，并与母线梁4进行一体化设计形成联合构架，并结合分段间隔布置采用两个联合部分设计；

第五步，将出线侧道路移至母线套管c、d之间，管母线e下方；

第六步，为进一步优化间隔纵向尺寸，出线侧构架柱采用垂直单杆柱，并取消联合构架联系梁，在高架柱处设置斜杆与母线梁4相连，整体受力稳定安全；

第七步，合理调整包括避雷器、围墙等布置定位；

第八步，并根据工程需要考虑是否设计局部双层构架。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想；该部分内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种超高压变电站内中压侧采用HGIS设备的配电装置，它主要包括HGIS设备紧凑型双列背靠背布置，配电装置采用联合构架和大跨度母线梁架构设置，配电装置场地内道路优化布置，其特征在于所述采用双母线或双母线分段接线型式的HGIS配电装置将出线排架(1)、进线排架(2)以及母线梁(4)设计成一体化联合构架。

2.根据权利要求1所述的超高压变电站内中压侧采用HGIS设备的配电装置，其特征在于所述HGIS设备紧凑型双列背靠背布置，它是采用出线间隔与进线间隔HGIS设备背靠背布置，出线间隔和进线间隔HGIS设备共用一段导线与正母线A、B相或B、C相管母连接，并采用管母线做跨道路引接。

3.根据权利要求1所述的超高压变电站内中压侧采用HGIS设备的配电装置，其特征在于所述大跨度母线梁构架设置，采用单跨梁悬挂正、副母线，其中不设中间构架柱；所述联合构架的出线侧构架柱采用垂直单杆柱，并取消联合构架联系梁，在高架柱处设置斜杆与母线梁相连，或所述联合构架可结合分段间隔布置并采用两个联合部分设置。

4.根据权利要求1所述的超高压变电站内中压侧采用HGIS设备的配电装置，其特征在于所述配电装置场地内道路优化布置采用将常规设置在出线排架(1)处的检修道路(3)结合联合构架设置移至紧凑型双列背靠背布置的HGIS之间。