CN1674376B - 高压户外变电站 - Google Patents
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Abstract
本变电站具有至少一个户外母线(11，12)以及至少两个可被连接到母线的开关站和至少一个被设置在开关站之一中的被封装的气体绝缘开关设备装置(30)。所述开关设备装置包含至少一个隔离开关模块(DS)和至少一个断路器模块(CB)。安装模块(MM)被设置在隔离开关模块和断路器模块之间，并允许两个开关设备模块(DS，CB)中的至少一个的横向移动。本变电站的优点是高可用性，因为开关设备装置的每个受最严重负载的部件，也就是说隔离开关模块和断路器模块，可通过横向移动从变电站移走，而不必改变其他部件的位置。一旦被移走的部件已被更换，全部的变电站可用性可快速且低成本地再现。
Description
技术领域
本发明是基于一种高压户外变电站。所述变电站具有至少一个户外母线和至少两个开关站(switch bay)或者变电站部分，其可以被连接到母线。被封装的气体绝缘开关设备装置被提供于开关站之一中，并且包含至少一个处于隔离器或隔离开关形式的模块，和至少一个处于断路器形式的模块。
象这样的变电站，常常被称为混合变电站，其具有一个覆盖开关站的终端结构，并且在该结构上通常支持户外母线系统和支路，如馈线(feeder)和负载外出线(load outgoer)。开关站的至少一个通常包含气体绝缘开关设备装置，其在一个单相或多相的基础上被封装并且根据配置来保证在母线系统与支路之间或者在母线系统内两个母线之间具有或多或少的高可用性的连接。
开关设备装置的模块被填充有处于高达几个巴的压力的绝缘气体，例如氮气、空气、六氟化硫(SF6)各自本身或者其混合物，并且所述模块典型地在变电站的工作过程中被加载大于100kV的高压。典型的模块处于断路器、隔离开关(disconnector)、接地开关、组合的隔离开关和接地开关、电流和/或电压测量设备或者电流或电压限制器的形式。
由于封装的开关设备装置，与专门户外的变电站相比，开头所提及的类型的变电站优点在于长时期的高可用性和小空间要求。
背景技术
本发明参考变电站的现有技术，如例如DE29 29 054 A1，DE 100 11888 A1或者US 2004/0027791 A1中所述。从所述现有技术中已公知的变电站每个都具有一个户外母线系统，其包含至少一个户外母线以及支路开关站，所述支路开关站每个都被提供有气体绝缘的支路开关设备和通向露天的外出线。基于常规技术，所述气体绝缘开关设备装置在单相或者三相的基础上被封装，以使这些装置与对应配置的户外开关设备装置相比具有高可用性。但是，为了这些开关设备装置之一上的维护，必须计划漫长的停机时间，这与可比的户外开关设备装置十分不同，在所述可比的户外开关设备装置中虽然维护工作不可否认进行得较频繁，但是由于有缺陷的户外部件可相对快地更换，单个维护周期只需要短的时间段。
发明内容
本发明提供了一种高压变电站，具有至少一个户外母线，至少两个可被连接到母线的开关站，和至少一个被封装的气体绝缘的开关设备装置，其被设置在开关站的至少一个中，包含至少一个第一隔离开关模块和至少一个第一断路器模块，特征在于允许所述第一隔离开关模块和所述第一断路器模块的至少一个的横向移动的第一安装模块(MM)被设置在第一隔离开关模块和第一断路器模块之间，从而实现了说明开头所提及的类型的变电站的目的，该变电站可以以低成本制造，并仍然具有高可用性的优点。
在依照本发明的变电站中，允许两个开关设备模块的至少一个的横向移动的安装模块被设置在开关设备装置中的隔离开关模块和断路器模块之间。开关设备装置的一个受高应力的部件，即隔离开关模块或者断路器模块，由此可以通过横向移动从变电站移走，而不必改变其他部件的位置。一旦被移走的部件已经被更换，变电站的完全可用性可以在几个小时内以低成本并快速地再现。因此，这避免了长的停机时间如在常规设计的气体绝缘的开关设备装置的情况。因为各个部件可以选择性地从典型地连接到支路的开关设备装置被移走，因此通常不需要关断在相关开关站中的任何其它支路或者任何与整个变电站相关的母线。借助于适当设置的接地设备，所有安全间隔可被遵循。不需要任何附加保护措施用于待更换部件的更换。
如果依照本发明的变电站具有至少两个户外母线以及处于交叉耦合形式的封装电路装置，并且在所述装置中第一隔离开关模块被连接到两个母线中的第一个并且被连接到断路器模块的第二隔离开关模块被连接到第二母线，那么建议将允许断路器横向移动的第二安装模块设置在第二隔离开关模块和断路器模块之间。使用两个安装模块允许断路器模块被横向移走，而在与所述移动方向成直角的方向没有任何偏移。
如果依照本发明的变电站包含至少两个户外母线和至少一个具有三个断路器模块和两个支路的11/2开关配置，在所述装置中第一和第二隔离开关模块以T形式被设计，其两个臂每个都有一个隔离点，并且其腿包含一个可被连接到两个支路之一的节点，那么三个断路器模块之一应通过第一安装模块连接到第一隔离开关模块的T的第一臂，并应通过第二安装模块连接到第二隔离开关模块的T的第一臂。于是在比较复杂的11/2开关设备装置中保证了断路器模块的选择性移动。如果第一隔离开关模块的T的第二臂通过第三安装模块连接到三个断路器模块的第二个，并且第二隔离开关模块的T的第二臂通过第四安装模块连接到第三断路器模块，或者此外，如果第五和第六安装模块以及第三隔离开关模块(其被连接到两个母线中的第一个)和第四隔离开关模块(其被连接到第二母线)被提供，并且如果第五安装模块被设置在第二断路器模块和第三隔离开关模块之间，以及第六安装模块被设置在第三断路器模块和第四隔离开关模块之间，则选择性被提高，从而可用性也被提高。
在依照本发明的变电站的进一步实施例中，所述变电站具有至少两个户外母线并具有至少两个彼此被设置在不同开关站中且每个都包含至少一个支路的开关设备装置，该开关设备装置应具有不同的开关设备配置，并且在开关设备配置中的至少一个中，开关设备装置应该是被封装和气体绝缘的。由于被封装的气体绝缘开关设备装置的空间节省设计，现有的户外变电站因而可以容易地被转换(convert)，并且现有的支路可借助于不同设计的和/或不同设置的开关设备装置连接到母线，从而根据需要来保证特别高的可用性或者仅较为不高的可用性。
这种情况下，开关设备装置有利地处于双母线或11/2-开关配置的形式。如果必要的话，另外的开关设备装置也可以被提供。然后，可使用11/2开关配置来设计这两个开关设备装置的第一个，并且可使用双母线配置或者使用不同于第一开关设备装置的具体处于纵向或U形式的11/2开关配置来设计第二个。
依照本发明，取代户外母线，环配置也可被提供在高压变电站中。所述环配置应被适当地封装在开关设备装置里。为了提高所述变电站的此实施例的可用性，建议在环/交叉的基础上设计开关设备装置。在这些变电站的开发中，该开关设备装置也可包含双母线支路。如果在环配置中的相关连接开关是闭合的，那么在此支路中进行带负载开关是可能的。
附图说明
参考示例的实施例，本发明将在下文中给予说明。在图中：
图1示出依照本发明的三相高压变电站的一个极的电路图，所述变电站具有户外双母线，并具有三个大支路部分和一个交叉耦合部分，每个都包含被封装的气体绝缘开关设备装置，
图2示出图1中所示的变电站的交叉耦合部分的一个极的视图，
图3示出从开关设备装置中移走部件的过程中的如图2所示的交叉耦合部分的视图，
图4示出依照本发明的具有户外双母线和两个开关站的变电站的三相实施例的一个极的电路图，其中，开关设备装置在每种情况下都处于11/2开关配置的形式，
图5示出模块的示意性说明，所述模块被包含在图4所示的变电站中的开关设备装置中，
图6示出依照本发明的变电站的三相实施例的一个极的电路图，所述变电站具有户外双母线，并具有交叉耦合部分、两个具有双母线配置的支路部分、以及四个处于11/2开关配置的支路部分，
图7示出如图6所示的变电站布局的平面图，其三个极被说明，
图8示出基于环配置的依照本发明的变电站的三相实施例的一个极的电路图，
图9示出基于环/交叉配置的具有双母线的依照本发明的变电站的三相实施例的一个极的电路图，并且
图10示出具有所附着的双母线支路的基于环配置的依照本发明的变电站的三相实施例的一个极的电路图。
具体实施方式
在所有的图中，相同的参考符号表示具有相同作用的部件。如图1到3所示的依照本发明的变电站的实施例具有图1中所示的电路图，并包含两个户外母线11和12，其成直角路由到图2和3中图的平面，以及四个开关站，其中三个在每种情况下都是处于支路部分21、22和23的形式，而其中一个是交叉耦合部分20。所有的开关站都具有被连接在两个母线11和12之间的被封装且气体绝缘的开关设备装置。一个开关设备装置，其被包含在交叉耦合部分20中且用参考符号30来表示，在图2和3中给予说明。如从图2和3中可看出的，开关设备装置30可看出是模块化的，并包含处于断路器形式的封装模块CB，每个都为隔离开关形式的两个封装模块DS，以及每个都被设置在隔离开关DS之一和断路器CB之间的两个安装模块MM，从而保证两个隔离开关DS和断路器CB模块的两个功率连接之间的电连接。
对于被设置在11/2开关配置的中心处的中间开关，亦实现了相同的设置。如这样的11/2开关配置，稍后在图4和5中也被示出。对应于开关CB的中间开关在那里被表示为CB1。
在图2和3所示的交叉耦合部分中，避开断路器CB的隔离开关DS的功率连接每个都通过未示出的户外套管路由到两个母线11或12之一，其对应于在图4和5中所示的11/2开关配置中的两个外出线A。管式连接模块TU也被设置在被连接到母线11的隔离开关DS和两个安装模块MM的一个之间，并且补偿由空气中的隔离间隔所支配的开关站20的大几何尺度。可看到，该开关设备装置包含附加模块CT、ES、VT和SA，它们以该相同的顺序进行电流变换、接地、电压变换和浪涌阻止的功能。
安装模块MM对应于横向移动单元ELK VQ，所述单元在气体绝缘变电站技术的技术中是公知的，并且被描述于例如文件No.CH-HS1215 87D“SF6-Gas-isolierte Schaltanlagen(GIS)Type ELK”[“SF6-gas-insulated substation]，from BBC Brown Boveri AGHochspannungstechnik，CH-5401Baden，Switzerland，15中，其在气体绝缘变电站中被安装在母线的各个段、长母线连接之间并且安装在变压器和电缆连接的箱中，并且允许变电站部件通过轴向移动封装和导体管的能力来移动，而不必移动相邻的部分。
安装模块MM具有填充了绝缘气体的封闭气体区。为了从开关设备装置30上移走已损坏的部件，例如断路器模块CB，两个安装模块MM被连接到地电势，而隔离开关DS断开且接地开关ES闭合。一旦绝缘气体已被抽出，安装模块MM即可以轴向移动并从变电站中被移走。已损坏的部件CB因此可以通过横向移动从变电站中被移走，并可以被新部件替代，而不必改变其他部件的位置。一旦新部件已被安装且安装模块MM已被安装，变电站的全部可用性就可快速地且以低成本被再现。依赖于部件的设置和安装模块MM的配置，横向移动过程甚至用单个安装模块也可进行。
如以上已描述的，图4和5中所示的变电站具有两个户外母线11和12以及两个开关站24和25，其每个包含具有三个断路器模块CB1、CB2、CB3的封装11/2开关设备装置，和两个支路A。两个开关设备装置之一在图5中被示意性地说明。该装置包含两个隔离开关模块DDS1和DDS2，其每个通过安装模块MM连接到在该装置中部提供的断路器CB1的两个连接的每一个。两个隔离开关模块DDS1和DDS2的每个都处于T形式。如可看到的，T的两个臂每个都具有隔离点。T的腿包含被连接到两个支路A之一的节点。被设置在中部的断路器CB1通过第一安装模块MM连接到指向左的隔离开关模块DDS1的T的臂，并通过第二安装模块MM连接到指向右的隔离开关模块DDS2的臂。指向右的隔离开关模块DDS1的T的臂通过第三安装模块MM连接到断路器模块CB2，而相反，指向左的第二隔离开关模块DDS2的臂T通过第四安装模块MM连接到断路器模块CB3。此外，提供第五和第六安装模块MM以及被连接到母线11的隔离模块DS1和被连接到母线12的第四隔离开关模块DS2，且第五安装模块被设置在断路器模块CB2和隔离开关模块DS1之间，而第六安装模块被设置在断路器模块CB3和隔离开关模块DS2之间。依赖于变电站的配置，少于六个的安装模块MM也被需要，尤其当轴向移动可能时。
尽管有开关设备装置的比较复杂的设计，该变电站的所有易受损的部件仍可因此被选择性地维护或者更换，并在维护过程中不必注意该开关设备装置的其它部件，从而使变电站的全部可用性可在非常短的时间内并且以小的安装努力再次实现。
图6和7所示的变电站具有两个户外母线11和12和八个开关站20到27，其各自都具有开关设备装置。开关站21、22和23中的开关设备装置每个都基于双母线配置，也就是说，它们具有断路器模块CB，所述断路器模块CB被连接到支路A和在T配置中的隔离开关模块DDS，而该T的这些臂每个都包含隔离点，每个该隔离点被连接到两个母线11和12的相应的那个，该T的腿被连接到断路器模块CB。开关站24到27每个都包含处于11/2开关配置的开关设备装置，其在开关站24和25的情况下具有纵向配置，而在开关站26和27的情况下具有U配置。开关站20中的开关设备装置处于交叉耦合的形式。从根本上来说，如这样的交叉耦合不是绝对必需的，因为交叉耦合的功能可通过支路24到27中的11/2开关配置来实现。
因为该变电站包含不同配置的开关设备装置，所以对于与不同的开关设备装置有关联的支路部分，变电站具有不同的可用性，即开关站24到27的可用性高于开关站21到23的可用性。与支路具有相同开关设备装置的依照现有技术的变电站相比，本变电站由此可以以明显较低的成本制造和维护，同时保证最优的选择性可用性。
在图8到10中所示的三个变电站具有封装环配置13，而没有取代户外母线的任何明确的(explicit)母线，所述环配置13被集成在开关设备装置中，并在环中交替地具有相继的断路器模块CB和隔离开关模块DDS。隔离开关模块DDS基于T配置，并该T的脚包含被连接到支路A的节点。安装模块MM被设置在每个相邻模块之间，所述模块被彼此电传导地连接(仅针对位于图8和10顶部的断路器模块CB给予说明)。
在可用性高于图8中所示的变电站的图9中所示的变电站的情况下，开关设备装置是基于环/交叉配置。此外，它具有另外的通过两个安装模块MM’连接到两个隔离开关模块DDS’和DDS”的断路器CB’，所述隔离开关在具有三个隔离点和被连接到支路A的节点交叉的配置里的环中彼此对角相对。
图10示出依照本发明的变电站的一个实施例，所述变电站具有封装环配置13，双母线支路A’被附着在其上以用作馈送器，例如变压器，其未被示出。在这种情况下，用于支路的两个正常情况下连接到双母线的隔离开关模块DS接入环配置13中的隔离开关模块DDS。当环配置13中的连接开关CB(其在此情况下起到耦合开关的作用)闭合时，进行带负载开关是可能的。
参考符号列表
11，12 母线
13 环母线
20 用于交叉耦合的开关站
21到27 用于支路的开关站
30 开关设备装置
10 CB，CB1，CB2，CB3 断路器模块
DS，DS1，DS2 隔离开关模块
DDS，DDS1，DDS2
DDS’，DDS”
MM 安装模块
15 A A’ 支路
ES 接地模块
CT 电流变换器模块
VT 电压变换器模块
SA 浪涌吸收器模块。
20
Claims (11)
1.一种高压变电站，具有
至少一个户外母线(11，12)，
至少两个可被连接到母线的开关站(20，21到27)，和
至少一个被封装的气体绝缘的开关设备装置(30)，其被设置在开关站的至少一个中，包含至少一个第一隔离开关模块(DS，DS1，DS2，DDS，DDS1，DDS2，DDS’，DDS”)和至少一个第一断路器模块(CB，CB’，CB1，CB2，CB3)，
特征在于允许所述第一隔离开关模块和所述第一断路器模块的至少一个的横向移动的第一安装模块(MM)被设置在第一隔离开关模块和第一断路器模块之间。
2.如权利要求1所述的高压变电站，具有至少两个户外母线(11，12)和具有交叉耦合形式的开关设备装置(30)，且其中第一隔离开关模块(DS)被连接到两个母线中的第一个(11)，且被连接到第一断路器模块(CB)的第二隔离开关模块(DS)被连接到第二母线(12)，特征在于允许断路器的横向移动的第二安装模块(MM)被设置在第二隔离开关模块和第一断路器模块之间。
3.如权利要求1所述的高压变电站，具有至少两个户外母线(11，12)，所述开关设备装置(30)处于
开关配置，该开关配置具有三个断路器模块(CB1，CB2，CB3)和两个支路(A)，在该开关配置中第一和第二隔离开关模块(DDS1，DDS2)以T形式被设计，该T的两臂每个都具有一个隔离点，并且其腿包含能够被连接到两个支路(A)之一的节点，
特征在于第一断路器模块(CB1，CB2，CB3)通过第一安装模块(MM)连接到第一隔离开关模块(DDS1)的T的第一臂，并通过第二安装模块(MM)被连接到第二隔离开关模块(DDS2)的T的第一臂。
4.如权利要求3所述的高压变电站，特征在于第一隔离开关模块(DDS1)的T的第二臂通过第三安装模块(MM)被连接到三个断路器模块(CB1，CB2，CB3)中的第二个(CB2)，并且第二隔离开关模块(DDS2)的T的第二臂通过第四安装模块(MM)被连接到第三断路器模块(CB3)。
5.如权利要求4所述的高压变电站，特征在于第五和第六安装模块(MM)以及被连接到两个母线(11，12)中的第一母线(11)的第三隔离开关模块(DS1)和被连接到两个母线(11，12)中的第二母线(12))的第四隔离开关模块(DS2)被另外提供，并且在于第五安装模块(MM)被设置在第二断路器模块(CB2)和第三隔离开关模块(DS1)之间，且第六安装模块(MM)被设置在第三断路器模块(CB3)和第四隔离开关模块(DS2)之间。
6.如权利要求1所述的高压变电站，特征在于提供了环配置(13)而不是母线，所述环配置(13)被封装并包含于开关设备装置里。
7.如权利要求6所述的高压变电站，特征在于开关设备装置在环/交叉的基础上被设计。
8.如权利要求6或者7之一所述的高压变电站，特征在于开关设备装置也具有双母线支路(A’)。
9.一种高压变电站，具体如权利要求1到5之一所述，其具有至少两个户外母线(11，12)并具有至少两个开关设备装置，该装置被设置在开关站(21到27)中，所述开关站从彼此中分支出来且每个都包含至少一个支路(A)，特征在于所述至少两个开关设备装置具有不同的开关设备配置，并且在开关设备配置的至少第一个中，所述开关设备装置是被封装且气体绝缘的。
10.如权利要求9所述的高压变电站，特征在于第一开关设备装置具有双母线或者
开关配置。
11.如权利要求10所述的高压变电站，特征在于第二开关设备装置被提供，其中第一开关设备装置具有
开关配置而第二开关设备装置具有双母线配置，或者使用不同于第一开关设备装置的具体处于纵向或者U形式的
开关配置来设计。
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