CN103647225A - 特高压gis配电装置的布置结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种特高压GIS配电装置的布置结构，包括：配电装置室，包括：位于地面以上的地上部分和位于地面以下的地下部分；特高压GIS配电装置，包括：GIS主设备、主母线和进出线套管，GIS主设备和主母线设置于配电装置室的地下部分，进出线套管设置于配电装置室外。本发明的特高压GIS配电装置的布置结构中所设置的配电装置室一部分位于地下，一部分位于地上，GIS配电装置的GIS主设备和主母线布置于配电装置室的地下部分，地下部分的侧壁和底板与土壤直接接触，使在冬季寒冷期布置结构采用地温供热的方式，节省了采暖相关设备和电能的投资，从而在投资较低的前提下，保证了特高压GIS配电装置的正常运行温度。
Description
技术领域
本发明涉及特高压变电站技术领域，更具体地说，涉及一种特高压GIS配电装置的布置结构。
背景技术
在电力工业中，GIS（Gas-insulated Metal-enclosed Switchgear，气体绝缘金属封闭式组合电器）配电装置将特高压变电站中除变压器以外的一次设备（包括：断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等），经优化设计集中密闭在箱体中，并采用低气压的SF6（六氟化硫）气体、N2（氮气）气体或混合气体作为装置的绝缘介质，采用真空或SF6作为装置的灭弧介质。GIS配电装置综合运用了现代绝缘技术、开断技术、制造技术、传感技术、数字技术生产的集智能控制、保护、监视、测量、通讯等高新技术，具有体积小、重量轻、安全性好、可靠性高、维护工作量小、能适应恶劣环境条件等优点。。
对于严寒地区的特高压工程，特高压GIS配电装置的SF6绝缘气体的液化温度为-25℃，而环境最低温度往往低于该液化温度，易导致高压SF6断路器的灭弧性能和绝缘能力降低，影响特高压GIS配电装置的正常运行。
为保证特高压GIS配电装置的正常运行温度，常规的方法为在地上设置配电装置室，室内冬季采用电采暖。但是，由于特高压GIS配电装置通常采用一字型布置，因此导致配电装置室的长度可达400m～500m，且配电装置室的室内高度约19米，上述的电采暖方法在采暖设备、站用电设备、采暖电能方面的投资很高，能耗巨大且不利于环境保护。
发明内容
本发明提供了一种特高压GIS配电装置的布置结构，以在投资较低的前提下，为特高压GIS配电装置供暖，保证特高压GIS配电装置的正常运行温度。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种特高压GIS配电装置的布置结构，包括：配电装置室，所述配电装置室包括：位于地面以上的地上部分和位于地面以下的地下部分；特高压GIS配电装置，所述特高压GIS配电装置包括：GIS主设备、主母线和进出线套管，其中，所述GIS主设备和所述主母线设置于所述配电装置室的地下部分，所述进出线套管设置于所述配电装置室外。
优选的，所述配电装置室的地下部分的高度小于或等于7m。
优选的，所述配电装置室的地下部分的侧壁为钢筋混凝土连续墙结构。
优选的，所述配电装置室还包括：设置于所述配电装置室的地下部分和所述配电装置室的地上部分的分界面处的保温屋面。
优选的，所述保温屋面包括：钢屋架、檩条和夹芯保温屋面板。
优选的，所述保温屋面为可移动的整体式屋盖结构，且所述保温屋面朝向所述配电装置室的地上部分的一面上设置有吊环；所述特高压GIS配电装置的布置结构还包括：设置于所述配电装置室的地上部分的桥式吊车，所述桥式吊车通过所述吊环将所述保温屋面吊起，以方便所述特高压GIS配电装置的安装和检修。
优选的，所述配电装置室还包括：位于所述桥式吊车的端部的检修入口。
优选的，所述配电装置室的地上部分为装配式排架单层厂房结构。
优选的，GIS主设备的基础为钢筋混凝土薄板基础。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明所提供的特高压GIS配电装置的布置结构中所设置的配电装置室一部分位于地下，一部分位于地上，GIS配电装置的GIS主设备和主母线布置于配电装置室的地下部分，地下部分的侧壁和底板与土壤直接接触。由于地表浅层在长期的太阳辐射下具有大量的浅层地温热能，因此在冬季寒冷期，地下部分的侧壁和底板的温度要高于配电装置室内的温度，基于热量传导原理，土壤作为热源会通过地下部分的侧壁和底板不断向配电装置室内空气散热，从而可使配电装置室内的温度满足GIS配电装置的正常运行。
由于采用地温供热的方式，本发明中的布置结构避免了电采暖方式的采暖设备、站用电设备、采暖电能等的使用，节省了采暖相关设备和电能的投资，从而在投资较低的前提下，保证了特高压GIS配电装置的正常运行温度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的特高压GIS配电装置的布置结构的剖面图；
图2为本发明实施例所提供的特高压GIS配电装置的布置结构的保温屋面的吊装和叠放的示意图；
图3为本发明实施例所提供的特高压GIS配电装置的布置结构的供暖的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
本发明实施例提供了一种特高压GIS配电装置的布置结构，如图1所示，该布置结构包括：
配电装置室11，所述配电装置室11包括：位于地面以上的地上部分112和位于地面以下的地下部分111；
特高压GIS配电装置12，所述特高压GIS配电装置12包括：GIS主设备、主母线和进出线套管，其中，所述GIS主设备和所述主母线设置于所述配电装置室11的地下部分111，所述进出线套管设置于所述配电装置室11外。
地表浅层如同一个巨大的太阳能集热器，在长期的太阳辐射下收集了47%的太阳能，形成了蕴藏在地球浅表层数百米内土壤砂石和地下水中的浅层地温热能，浅层地温热能是一种近乎无限、不受地域和资源限制的低焓热能，其广泛存在于浅表地层的准恒温带中。
本实施例中，使配电装置室11的一部分埋于地下，将特高压GIS配电装置12的GIS主设备和主母线布置于配电装置室11地下部分111，仅将特高压GIS配电装置12的进出线套管布置于配电装置室11外。在冬季寒冷期（即采暖期），由于土壤中浅层地温热能的作用，配电装置室11的侧壁和底板区域温度较高，配电装置室11中间区域和地上部分112的温度较低，因此浅层地温热能会透过配电装置室11的侧壁和底板向配电装置室11中间区域和地上部分112传导，以维持配电装置室11内各个区域的热平衡，从而可保持室内温度在特高压GIS配电装置12的绝缘气体SF6的液化温度（即-25℃）以上。
可见，本实施例所提供的特高压GIS配电装置的布置结构，在采暖期避免使用电采暖，通过合理利用浅层地表热能为特高压GIS配电装置12供暖，在无需使用电采暖相关的采暖设备、站用电设备、采暖电能等设备和电能的前提下，保证了配电装置的正常运行，投资成本大大降低。
并且，由于本实施例所提供的布置结构采暖节约了能耗，因此有利于环境保护。
根据特高压变电站的实际情况和土方工程量等各方面因素，本实施例中，配电装置室111的地下部分的高度优选的小于或等于7m。
本实施例中，特高压GIS配电装置12可采用一字型布置方式，结合根据特高压变电站的实际情况，配电装置室111的终期平面尺寸优选为30m×（400m～500m）。
所述配电装置室11的地下部分111的侧壁1111优选为钢筋混凝土连续墙结构。侧壁1111作为挡土墙和地上部分112的基础，不仅要抵受侧向土壤的压力，还要承受地上部分112的建筑下传荷载，在布置时，需根据压弯验算确定其配筋量，使侧壁1111的强度和刚度均能满足受力要求。
GIS主设备的基础优选的可为钢筋混凝土薄板基础。需要注意的是，由于在特高压GIS配电装置的布置结构的施工阶段，地下部分111的侧壁1111与GIS主设备的基础是分开浇注的，因此，地下部分111的单面侧壁1111应具有单独抵受侧向土壤压力的能力，此时侧壁1111作为挡土墙的抗滑移和抗倾覆能力都需得到满足。
另外，配电装置室11的地上部分112优选的可以为装配式排架单层厂房结构，这种结构能够是整个布置结构更好的应对配电装置安装、检修时的极端恶劣天气条件。
具体的，地上部分112整体可采用钢排架结构，其中，可设置H型钢柱作为支撑，H型钢柱的柱顶可设梯形钢屋架；另外，优选的还可设置钢结构柱间支撑和屋盖支撑系统；地上部分112的围护墙及屋面1121可以均采用非保温压型钢板；并且，优选的可按照60m的间距设置伸缩缝。
需要说明的是，本实施例仅以以上结构设置为例对配电装置室11的地上部分112的设置进行说明，在本发明的其它实施例中，地上部分112还可以有其它的实现方案。
为了使配电装置室11的地下部分111的保暖性更好，进一步保证特高压GIS配电装置12更好的运行，所述配电装置室11优选的还包括：设置于所述配电装置室11的地下部分111和所述配电装置室11的地上部分112的分界面处的保温屋面113。
保温屋面113优选的可包括：钢屋架、檩条和夹芯保温屋面。根据配电装置室11的尺寸设计，本实施例中，保温屋面113的钢屋架跨度（沿配电装置室11的宽度方向）优选为26m，保温屋面113由多个基本单元构成，每个基本单元宽度（沿配电装置室11的长度方向）优选为6m。
需要说明的是，地下部分111和地上部分112的分界面与地面位于同一个面上。
为了便于地下部分111的特高压GIS配电装置12的安装和检修，所述保温屋面113优选的为可移动的整体式屋盖结构，且所述保温屋面113朝向所述配电装置室11的地上部分112的一面上设置有吊环；另外，所述特高压GIS配电装置的布置结构还可以包括：设置于所述配电装置室11的地上部分112的桥式吊车13，所述桥式吊车13通过所述吊环将所述保温屋面113吊起，以方便所述特高压GIS配电装置12的安装和检修。
具体的，如图2所示，保温屋面113可分块拆解为多个基本单元，每个基本单元朝向地上部分112的一面上均设置有吊装点201和吊环202。当需要对地下部分111内布置的装置进行安装或检修时，利用桥式吊车13通过吊环202将保温屋面113的基本单元吊起、移动、叠放，为配电装置检修和安装创造有利条件。
另外，如图2中标号204所示，为了方便保温屋面113的基本单元吊起后的临时放置，可以使保温屋面113的钢屋架的上弦和下弦结构起拱。
为了进一步的方便安装或检修，所述配电装置室11优选的还包括：位于所述桥式吊车13的端部的检修入口，工作人员可通过该检修入口进入配电装置室11的地下部分111对内部装置进行相关操作。
还可以在配电装置室11外、桥式吊车13的端部设置汽车运输场地，以进一步满足安装和维修的要求。
需要说明的是，如果安装保温屋面113，其重量完全由地下部分111的侧壁1111承受，因此在侧壁1111布置时，需将保温屋面113的自重考虑进去。
安装有保温屋面113的配电装置室11的供暖过程如图3中箭头所示，本实施例所提供的特高压配电装置的布置结构，在冬季寒冷期，由于地下部分311的侧壁和底板区域的土壤温度要高于配电装置室11的温度，且配电装置室11的地上部分312不具备保温构造，因此可以把配电装置室11的地下部分311看做一个独立的采暖空间。土壤内的地表浅层热能通过侧壁和底板向地下部分311内的空气传导热量（如图3中箭头所示），地下部分311内的空气通过保温屋面向地上部分312内的空气散热（如图3中箭头所示），最终达到热传递的平衡，维持配电装置室11内较高的温度，满足特高压GIS配电装置的正常运行。
本实施例所提供的特高压配电装置的布置结构优选的还包括：分支母线室和疏散口，并将二者联合设置，使分支母线室和疏散口在配电装置室11的地下部分111的两侧交错布置，从而保证了配电装置室11内任意地点的人员到达疏散口的距离不超过60m。
本实施例中，配电装置室11的防火设计中，优选的在疏散口设置甲级防火门和保温隔离门，以满足安全疏散的要求；配电装置室11的地下部分111的火灾危险类别优选为戊类，耐火等级为二级。
另外，本实施例配电装置室11的地下部分111的通风设计中，进风优选的通过布置在地下部分111底部与室外相连的管道，排风优选的通过布置在地下部分111顶部的轴流风机，最大通风、排风能力按事故通风排风换气考虑；该通风设计还可起到调节配电装置室11内温度的作用。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种特高压GIS配电装置的布置结构，其特征在于，包括：
配电装置室，所述配电装置室包括：位于地面以上的地上部分和位于地面以下的地下部分；
特高压GIS配电装置，所述特高压GIS配电装置包括：GIS主设备、主母线和进出线套管，其中，所述GIS主设备和所述主母线设置于所述配电装置室的地下部分，所述进出线套管设置于所述配电装置室外。
2.根据权利要求1所述的特高压GIS配电装置的布置结构，其特征在于，所述配电装置室的地下部分的高度小于或等于7m。
3.根据权利要求1所述的特高压GIS配电装置的布置结构，其特征在于，所述配电装置室的地下部分的侧壁为钢筋混凝土连续墙结构。
4.根据权利要求1所述的特高压GIS配电装置的布置结构，其特征在于，所述配电装置室还包括：设置于所述配电装置室的地下部分和所述配电装置室的地上部分的分界面处的保温屋面。
5.根据权利要求4述的特高压GIS配电装置的布置结构，其特征在于，所述保温屋面包括：钢屋架、檩条和夹芯保温屋面板。
6.根据权利要求4述的特高压GIS配电装置的布置结构，其特征在于，所述保温屋面为可移动的整体式屋盖结构，且所述保温屋面朝向所述配电装置室的地上部分的一面上设置有吊环；
所述特高压GIS配电装置的布置结构还包括：设置于所述配电装置室的地上部分的桥式吊车，所述桥式吊车通过所述吊环将所述保温屋面吊起，以方便所述特高压GIS配电装置的安装和检修。
7.根据权利要求6述的特高压GIS配电装置的布置结构，其特征在于，所述配电装置室还包括：位于所述桥式吊车的端部的检修入口。
8.根据权利要求1述的特高压GIS配电装置的布置结构，其特征在于，所述配电装置室的地上部分为装配式排架单层厂房结构。
9.根据权利要求1述的特高压GIS配电装置的布置结构，其特征在于，GIS主设备的基础为钢筋混凝土薄板基础。
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