CN108390262A - 220kV母线加长型单列布置GIS设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站组合电器配电装置，特别是一种220kV母线加长型单列布置GIS设备，其结构要点在于，两组母线的线路侧电压互感器均向上安装于线路侧出线分支母线上方，其中B组母线安装于其自身组别和A组母线的线路侧电压互感器的下方，B组母线的电流互感器到断路器之间通过内装有分支母线的长套管连接；而A组母线紧靠其所在组别的断路器安装，与B组母线的出线设备交错处位于B组母线所在电流互感器与断路器之间连接的长套管的下方空间；由此A、B两组母线呈等长、平行且同平面低位布置。本发明优点在于：施工简单方便，不改变配电装置整体布局，无需双层出线，有效降低了施工成本，且线路接线清晰简单，提高了运行的可靠性，同时降低了运维的难度。

Description

220kV母线加长型单列布置GIS设备

技术领域

本发明涉及一种变电站组合电器配电装置，特别是一种220kV母线加长型单列布置GIS设备。

背景技术

在电气领域中，GIS（Gas Insulated Substation）是气体绝缘变电站的英文名字简称，指以六氟化硫（SF6）气体作为绝缘介质，将多个设备及组母线合在一起的设备组合体，即SF6全封闭组合电器。它将一座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，经优化设计有机地组合成一个整体。

在标准设计中，当进出线回路数大于等于15回或系统需要时，基本采用双母线双分段接线，220kV配电装置的布置型式有GIS设备单列、HGIS设备悬吊管母双列、AIS设备支持管母双列、AIS设备支持管母三列、AIS设备悬吊管母双列共5种型式。随着电网对于安全要求的提高，多数500kV变电站、220kV变电站的220kV配电装置接线需要考虑在一条母线检修或故障停运时另一条母线故障造成一组220kV母线（I/IIM为一组母线、III/IVM为一组母线）全停的故障方式（N-2故障）下，避免发生220kV环网全失的严重事故，要求220kV同名线路尽量布置在不同组母线。

由于GIS设备单列布置，两组母线同轴一字排列布置，所有线路设备同列于母线的同一侧，呈单列布置，为了实现同名线路布置在不同母线的出线要求，本领域一般采用以下两种方式：

1、采用电缆交叉方案：由于同名线路一般布置在相邻间隔中（参见附图1和附图3，如泉州I和泉州II），往往只能连接到同一组母线上，因此从布置上需要从另一组母线上将电缆接过来，由此产生电缆交叉，考虑电缆间的安全问题，需要拉大配电尺寸，所以此方案将产生增加用地、提高成本等问题，且施工复杂，线路运行可靠性可能被降低。

2、采用两组母线直接并列平行布置，如中国专利CN201120492033、CN201610888753所述技术方案，将两组母线依据设备直接采用并列分布，可以看做将III/IVM母线旋转180度，然后与I/IIM母线平行布置，其问题在于：1）由于母线长度不变，各个间隔宽度不变，因此虽然在整个配电装置区域长度上有所减少，但宽度上却增加了更多；2）因为母线长度不变，多数线路需要相应变成双列布置：为了实现同名线路布置在不同母线上，要么需要将同名线路分别分布在两组母线外侧，其中一同名线路采用架高出线，实现同一方向出线（可参照CN201120492033附图2中的1A和1B以及图3的架高出线9、10），要么采用双层布置的GIS，如CN201610888753所述技术方案，二者均需要设置双层出线架构，因此不但大大改变了配电装置的整体布置，而且增加了施工布置工作量及架构成本。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种施工简单方便，不改变配电装置整体布局，无需双层出线，降低成本的220kV母线加长型单列布置GIS设备。

本发明所述目的是通过以下途径来实现的：

220kV母线加长型单列布置GIS设备，包括有IM、IIM、IIIM和IVM四段母线，其中IM、IIM为一组，IIIM和IVM为一组，两组分别标识为A组母线和B组母线，每组母线均经由母线侧隔离开关及接地开关、电流互感器，并通过母线侧分支母线接入断路器，再经由出线侧隔离开关及接地开关、带电显示装置、线路侧电压互感器及三工位开关至出线线路，其结构要点在于，两组母线的线路侧电压互感器均向上安装于线路侧出线分支母线上方，其中B组母线安装于其所在的线路侧电压互感器的下方，该组母线的电流互感器到断路器之间通过内装有分支母线的长套管连接，此B组母线与A组母线的（出线）设备交错处位于A组母线所在的线路侧电压互感器的下方；而A组母线紧靠其所在组别的断路器安装，与B组母线的（出线）设备交错处位于B组母线所在电流互感器与断路器之间连接的长套管的下方空间；由此A、B两组母线呈等长、平行且同平面低位布置，所有线路设备同列于母线的同一侧，呈单列布置。

本发明通过对两组母线从母线侧至出线侧的部分设备进行布局，将出线PT，即线路侧电压互感器从原来位于出线分支母线下方，转移到出线分支母线上方，空出下方的空间；进一步改变其中一组母线的位置，将其从原来线路侧电压互感器与断路器之间的空间转移到线路侧电压互感器的下方空间，并延长母线侧分支母线的长度，也就是延长其所在的套管，此时，两组母线被错位分开，不再是一字排开的布局；然后两组母线分别延长至原来的两倍长度并分别进入对向组母线的空间中，A组母线与B组母线设备交错处位于B组母线延长的长套管下方，而B组母线则位于自身组别和A组母线的线路侧电压互感器的下方，由此形成紧凑的2组平行母线布置形式，4段主母线平行低位布置，这样，所有线路侧设备依然可以位于该2组平行的母线一侧进行单列布置，然后根据设计要求，将同名线路分别从不同组别的母线进行引接，部分与主母线交叉处均采用分支母线从主母线上部跨越至目标母线处与之相连，所述A组母线可以是IM/IIM组母线，也可以是IIIM/IVM组母线，则B组则对应为另外一组。因此本发明无需改变线路的布局，也不需要进行反向架高出线，施工简单方便，不改变配电装置整体布局，无需双层出线，有效降低了施工成本，且线路接线清晰简单，提高了运行的可靠性，同时降低了运维的难度。

本发明相比电缆交叉方案而言，由于电缆交叉方案需要增加电缆隧道的空间，要考虑220kV电缆的材料及隧道内部的相关费用，而本发明所述加长型单列布置GIS设备中GIS母线管按1.2万每米计算，由于不需要电缆及隧道的相关费用，造价可比电缆交叉方案要减少80%以上。

本发明相比两组母线直接并列平行布置方案而言，两组母线直接并列平行布置方案需要增加双列布置面积或改为双层布置或增加反出构架或改为双层构架，增加了施工复杂性和线路运行的风险，而本发明所述加长型单列布置GIS设备仅改变GIS设备结构，而不改变原有的线路、整体布局等设计方案，整体出线及布置尺寸较原有设计基本一致，导线布置也更简洁、清晰，可满足运输、运行、维护、巡检等要求。

由此本发明所述加长型单列布置GIS设备可以实现多回同名线路布置于分段异侧，可以很好的解决目前500kV变电站当220kV四段母线中有两段母线故障或一段母线检修另一段母线故障（N-2故障）时，存在出现多个220kV变电站全停或线路严重过载而引发大面积停电时间的隐患。

本发明可以进一步具体为：

所述两组母线的线路侧电压互感器所在相套管的高度大于标准设计带电距离。

为了确保运行安全，改变分布的线路侧电压互感器所在相套管应进行加高以满足220kV带电距离要求。

综上所述，本发明提供了一种220kV母线加长型单列布置GIS设备，将220kV4组管母加长布置，每段母线均加长为原来的两倍，4段母线平行布置，并均局限在原有的设备空间中，同名I/II回路无需改变分布格局便可分别从不同组别的母线引接，实现了多回同名线路布置于分段异侧。本发明的优点在于：施工简单方便，不改变配电装置整体布局，无需双层出线，有效降低了施工成本，且线路接线清晰简单，提高了运行的可靠性，同时降低了运维的难度。

附图说明

图1为本发明背景技术所述的常规220kV母线GIS设备单列布置方案主接线图；

图2为本发明所述220kV母线加长型单列布置GIS设备的主接线图；

图3为本发明背景技术所述常规220kV母线GIS设备的平面布置图；

图4为本发明所述220kV母线加长型单列布置GIS设备的平面布置图；

图5为本发明实施例中所述常规220kV母线GIS设备布置方案出线断面图；（用于对比图6和图7）；

图6为本发明所述220kV母线加长型单列布置GIS设备I/IIM组母线出线断面图；

图7为本发明所述220kV母线加长型单列布置GIS设备III/IVM组母线出线断面图。

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

具体实施方式

最佳实施例：

为了便于比对，先对常规220kV母线GIS设备布置方案进行描述，参见附图5，并结合附图1和附图3，常规220kV母线GIS设备，从母线侧至出线侧分别布置有主母线（I/IIM组或III/IVM组）、母线侧隔离开关及接地开关DS、电流互感器CT，并通过分支母线接入断路器CB，然后经由出线分支母线沿电流互感器CT、出线侧隔离开关及接地开关DS、带电显示装置、线路侧电压互感器PT及三工位开关依序连接。线路侧电压互感器PT位于出线分支母线下方，而主母线则位于线路侧电压互感器PT设备与断路器CB之间的空间中。4段母线两两相接，形成2段一字排开的平行母线布置形式，如附图1、3所示。

进一步参照附图2、4、6、7，本发明所述方案是对上述常规常规220kV双母线分段GIS设备方案进行如下变化：

1、将两组母线的线路侧电压互感器PT从原来位于出线分支母线下方，转移到出线分支母线上方，空出下方的空间；如附图6、7所示。

2、将III/IVM组母线（也可以是I/IIM组母线）从原来线路侧电压互感器PT与断路器CB之间的空间转移到线路侧电压互感器PT的下方空间，并延长母线侧分支母线的长度，也就是延长电流互感器CT至断路器CB之间连接的套管，并空出套管下方的空间。如附图7所示。

3、将III/IVM组母线的延长为原来长度的2倍，全组母线位于III/IVM组母线和I/IIM组母线中线路侧电压互感器PT转移而空出的空间中，如附图6、7，同样，I/IIM组母线也延长为原来长度的2倍，在自身组别中紧靠断路器CB，而与III/IVM组母线交错处则位于III/IVM组母线延长套管下方所在空间。

由此，两组母线的线路侧电压互感器均向上安装于线路侧出线分支母线上方，其中III/IVM组母线的一端安装于其所在的线路侧电压互感器的下方，同时电流互感器到断路器之间通过内装有分支母线的长套管连接，此III/IVM组母线与I/IIM组母线设备交错处位于I/IIM组母线所在的线路侧电压互感器的下方；而I/IIM组母线紧靠其所在的断路器安装，与III/IVM组母线设备交错处位于III/IVM组母线所在电流互感器与断路器之间连接的长套管的下方空间；由此两组母线均呈等长、平行且同平面低位布置，所有线路设备同列于母线的同一侧，呈单列布置。上述I/IIM组母线和III/IVM组母线的位置可以互换，即由I/IIM组母线改变位置外移至其所在的线路侧电压互感器的下方。

参照附图2和附图4，可参照对比附图1、3，本发明所述220kVGIS接线为双母线双分段接线，将220kV4组管母加长布置，每段母线均加长为原来的两倍，4段母线平行布置，同名出线回路分别接在不同组别的母线上（I/IIM为一组母线、III/IVM为一组母线）。断路器单列布置，布置于GIS区域中部，立式布置；4段主母线平行低位布置，母线上部连接母线侧隔离开关及接地开关，并通过分支母线接入断路器，其中距断路器较远的III/IVM回路分支母线较长，将跨越I/IIM母线但不接通；断路器上部出口连接电流互感器，断路器、出线侧隔离开关及接地开关、带电显示装置、线路侧电压互感器及三工位开关等设备，最终通过套管与外部导线相连。

本发明以加长的III/IVM母线管占据常规220kV布置方案出线PT所在位置为例，采用220kV母线加长型单列布置GIS设备后出线PT需布置在出线分支母线上部，同时出线PT所在相套管进行加高以满足220kV带电距离要求。其余主变进线，母设，母联等间隔情况可参照出线间隔，部分与主母线交叉处均采用分支母线从主母线上部跨越至目标母线处与之相连。本发明仅改变GIS设备结构，不改变原有的设计方案，整体出线及布置尺寸较原有设计基本一致，使之满足多回同名线路布置于分段异侧，单列布置GIS设备整体整齐、对称、美观，构架及导线布置也更简洁、清晰，道路设计合理，可满足运输、运行、维护、巡检等要求，对原有布置方案改动较小，仅增加220kVGIS设备费用，不另行增加变电站站内用地。

本发明未述部分与现有技术相同。

Claims (2)

1.220kV母线加长型单列布置GIS设备，包括有IM、IIM、IIIM和IVM四段母线，其中IM、IIM为一组，IIIM和IVM为一组，两组分别标识为A组母线和B组母线，每组母线均经由母线侧隔离开关及接地开关、电流互感器，并通过母线侧分支母线接入断路器，再经由出线设备包括出线侧隔离开关及接地开关、带电显示装置、线路侧电压互感器及三工位开关至出线线路，其特征在于，两组母线的线路侧电压互感器均向上安装于线路侧出线分支母线上方，其中B组母线安装于其所在的线路侧电压互感器的下方，该组母线的电流互感器到断路器之间通过内装有分支母线的长套管连接，此B组母线与A组母线的出线设备交错处位于A组母线所在的线路侧电压互感器的下方；而A组母线紧靠其所在组别的断路器安装，与B组母线的出线设备交错处位于B组母线所在电流互感器与断路器之间连接的长套管的下方空间；由此A、B两组母线呈等长、平行且同平面低位布置，所有线路设备同列于母线的同一侧，呈单列布置。

2.根据权利要求1所述的220kV母线加长型单列布置GIS设备，其特征在于，所述两组母线的线路侧电压互感器所在相套管的高度大于标准设计带电距离。