变电站配电装置的隔离开关布置结构
技术领域
本实用新型涉及一种用于AIS变电站配电装置的隔离开关布置结构。
背景技术
根据设备的绝缘类型不同,变电站配电装置可分为GIS(Gas Insulated Switchgear,气体绝缘全封闭开关)、HGIS(Hybrid Gas Insulated Switchgear,混合气体绝缘开关)、AIS(Ais Insulated Switchgear,空气绝缘开关)三种型式,目前应用最多的是GIS和AIS配电装置。其中,GIS配电装置运行可靠、布置紧凑、占地面积小,但造价昂贵、事故时停电时间长且影响范围大;AIS配电装置投资省、运行维护方便、运行经验丰富,但占地面积较大,不适用在占地紧张的城市地带。HGIS设备介于AIS与GIS之间,其型式与GIS基本相同,但不包括母线设备。由于占地面积比GIS大许多,投资比GIS节省有限,应用范围较小。
变电站配电装置和电气设备沿进出线方向为纵向尺寸,平行于母线方向为横向尺寸。AIS配电装置占地面积大的原因是电气设备尺寸较大,其配电装置尺寸一般由下层设备尺寸控制。目前,我国220kV AIS配电装置的主接线多采用双母线接线型式,其常用的布置形式有两种,断路器单列布置与断路器双列布置,其布置形式如下:
断路器单列布置是指进出线断路器排成一列布置在母线的出线侧。以220kV AIS变电站的国家电网公司2011版通用设计C-1-220方案为例,如图9所示,该方案采用双母线结构、断路器单列布置,线路间隔包括两组母线隔离开关,其中线路回路I号隔离开关2A采用水平旋转式隔离开关,布置在I号母线4a的出线侧,在I号母线4a的下方不布置任何电气设备,线路回路II号隔离开关2B采用垂直伸缩式45°隔离开关,布置在II号母线4b的下方,垂直伸缩式45°隔离开关2B的静触头直接固定在母线上。在这一结构形式中,母线隔离开关采用水平旋转式和垂直伸缩式45°布置,设备纵向尺寸较大,母线下方无空间布置其他设备,整个配电装置的纵向尺寸难以压缩。该配电装置的纵向尺寸为54m。
断路器双列布置是指进出线断路器排成两列布置在母线的两侧。以220kV AIS变电站的国家电网公司2011版通用设计C-2-220方案为例,如图10所示,该方案采用双母线结构、断路器双列布置,线路-主变间隔(包括线路回路和主变回路)包括四组母线隔离开关,其中线路回路I号隔离开关2A采用水平伸缩式隔离开关,布置在I号母线4a的出线侧,在I号母线4a的下方不布置任何电气设备,线路回路II号隔离开关2B采用垂直伸缩式45°隔离开关,分相布置在II号母线4b的下方,垂直伸缩式45°隔离开关的静触头直接固定在母线上。主变回路III号隔离开关2C采用水平伸缩式隔离开关,布置在I号母线4a的进线侧,主变回路IV号隔离开关2D采用垂直伸缩式0°隔离开关,布置在中间构架13c的下方,垂直伸缩 式0°隔离开关的静触头固定在倒装支柱绝缘子5a上。在这一结构形式中,有两组母线隔离开关采用水平伸缩式布置,一组母线隔离开关采用垂直伸缩式45°布置,设备纵向尺寸较大,母线下方无空间布置其他设备,整个配电装置的纵向尺寸难以压缩。该配电装置的纵向尺寸为76.5m。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处,提供一种变电站配电装置隔离开关布置结构,以减少配电装置区的纵向尺寸,从而减少变电站占地,扩展AIS配电装置的应用范围。
本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案:
本实用新型变电站配电装置的隔离开关布置结构的特点是:
针对单母线结构,采用一组垂直伸缩式0°隔离开关,所述垂直伸缩式0°隔离开关中的三相动触头沿着与管型母线平行的方向布置;
在所述垂直伸缩式0°隔离开关的动触头的上方沿着与管型母线平行的方向按设定的高度设置一根绝缘棒,所述垂直伸缩式0°隔离开关中的三相静触头以设定间距分布在所述绝缘棒上,由支柱绝缘子支撑在管型母线构架上的各相管型母线通过引下线与垂直伸缩式0°隔离开关中对应相的静触头联接。
本实用新型变电站配电装置的隔离开关布置结构的特点也在于:在所述管型母线构架的底部设置悬吊梁,所述绝缘棒固定设置在悬吊梁上。
本实用新型变电站配电装置的隔离开关布置结构的特点还在于:
针对具有I号母线和II号母线的双母线结构,并且断路器呈单列布置的方案,采用两组垂直伸缩式0°隔离开关,其中一组垂直伸缩式0°隔离开关作为I号隔离开关,所述I号隔离开关的三相动触头沿着与所述I号母线平行的方向布置,其中另一组垂直伸缩式0°隔离开关作为II号隔离开关,所述II号隔离开关的三相动触头沿着与II号母线平行的方向布置;
在所述I号隔离开关的动触头的上方沿着与I号母线平行的方向按设定的高度设置I号绝缘棒,所述I号隔离开关的三相I号静触头以设定间距分布在所述I号绝缘棒上,I号母线各相分别通过I号引下线与对应相的I号静触头联接;
在所述II号隔离开关的动触头的上方沿着与II号母线平行的方向按设定的高度设置II号绝缘棒,所述II号隔离开关中的三相II号静触头以设定间距分布在所述II号绝缘棒上,II号母线各相分别通过II号引下线与对应相的II号静触头联接。
本实用新型变电站配电装置的隔离开关布置结构的特点还在于:在用于固定设置I号母线和II号母线的母线构架的底部分别设置I号悬吊梁和II号悬吊梁,所述I号绝缘棒和II号 绝缘棒分别固定设置在I号悬吊梁和II号悬吊梁上。
本实用新型变电站配电装置的隔离开关布置结构的特点还在于:
针对具有I号母线和II号母线的双母线结构,并且断路器呈双列布置的方案,采用四组垂直伸缩式0°隔离开关,分别为I号隔离开关、II号隔离开关、III号隔离开关和IV号隔离开关,所述各隔离开关的三相动触头沿着与母线平行的方向布置;
在所述I号隔离开关的动触头的上方沿着与母线平行的方向按设定的高度设置I号绝缘棒,所述I号隔离开关的三相I号静触头以设定间距分布在所述I号绝缘棒上,I号母线各相分别通过I号引下线与对应相的I号静触联接;
在所述II号隔离开关的动触头的上方沿着与母线平行的方向按设定的高度设置II号绝缘棒,所述II号隔离开关的三相II号静触头以设定间距分布在所述II号绝缘棒上,II号母线各相分别通过II号引下线与对应相的II号静触头联接;
在所述III号隔离开关的动触头的上方沿着与母线平行的方向按设定的高度设置III号绝缘棒,所述III号隔离开关的三相III号静触头以设定间距分布在所述III号绝缘棒上,I号母线各相分别通过III号引下线与对应相的III号静触头联接;
在所述IV号隔离开关的动触头的上方沿着与母线平行的方向按设定的高度设置IV号绝缘棒,所述IV号隔离开关的三相IV号静触头以设定间距分布在所述IV号绝缘棒上,II号母线各相分别通过引下线与对应相跨线相连接,以所述跨线通过IV号引下线与对应相的IV号静触头联接。
本实用新型变电站配电装置的隔离开关布置结构的特点还在于:在用于固定设置I号母线的母线构架的底部分别设置I号悬吊梁和III号悬吊梁,所述I号绝缘棒和III号绝缘棒分别固定设置在I号悬吊梁和III号悬吊梁上;所述II号绝缘棒和IV号绝缘棒分别固定设置在母线构架柱上。
与已有技术相比,本实用新型有益效果体现在:
1、本实用新型采用垂直伸缩式0°隔离开关作为母线隔离开关,替代已有技术中变电站中常用的水平旋转式、水平伸缩式和垂直伸缩式45°隔离开关,充分利用垂直伸缩式0°隔离开关纵向尺寸小的优势,使得在配电装置区母线下方可以布置更多的电气设备,可大大减少变电站的占地面积。
2、本实用新型采用绝缘棒作为垂直伸缩式0°隔离开关静触头的固定点,绝缘棒的布置位置可以不受电气距离沿垂直母线方向限制随意调整,使得隔离开关和其它设备的布置位置更加灵活。
3、本实用新型中母线构架可以与进出线构架采用一体化形式,减少土建费用及安装工程 量,提高现场构架装配速度,缩短建设工期。
4、本实用新型技术方案可以应用在变电站的220kV及110kV AIS配电装置中。以国家电网公司2011版通用设计220-C-1方案的220kV配电装置为例,原配电装置纵向尺寸为54米,利用本实用新型方法进行设置的配电装置,其纵向尺寸可优化为31.5米,节省占地41.7%,同时每个间隔还节省土建投资约30万元。在220-C-1方案中,220kV配电装置共11个间隔,采用本实用新型结构形式可节省土建费用约330万元,节省占地约0.32公顷,节省征地费用72万元。以国家电网公司2011版通用设计220-C-2方案的220kV配电装置为例,原配电装置纵向尺寸为76.5米,利用本实用新型方法进行设置的配电装置,其纵向尺寸可优化为54.5米,节省占地28.8%,同时每个间隔还节省土建投资约40万元。在220-C-2方案中,220kV配电装置共9个间隔,采用本实用新型结构形式可节省投资约360万元,节省占地约0.28公顷,节省征地费用63万元。
附图说明
图1为本实用新型用于单母线结构隔离开关布置结构示意图;
图1a为图1所示结构平面示意图;
图2为本实用新型用于双母线结构、断路器单列布置方案的隔离开关布置结构示意图;
图3为图2所示结构平面示意图;
图4为本实用新型应用于双母线结构、断路器单列布置方案的实施方式示意图;
图5为本实用新型用于双母线结构、断路器双列布置方案的隔离开关布置结构示意图;
图6为图5所示结构平面示意图;
图7为本实用新型应用于双母线结构、断路器双列布置方案的实施方式示意图;
图8为本实用新型中绝缘棒的结构示意图;
图9为现有技术中双母线结构、断路器单列布置方案的隔离开关布置结构示意图;
图10为现有技术中双母线结构、断路器双列布置方案的隔离开关布置结构示意图;
图中标号:1绝缘棒,1a为I号绝缘棒,1b为II号绝缘棒,1c为III号绝缘棒,1d为IV号绝缘棒;2垂直伸缩式0°隔离开关;2a为I号隔离开关,2b为II号隔离开关,2c为III号隔离开关,2d为IV号隔离开关,2A为线路回路I号隔离开关,2B为线路回路II号隔离开关,2C为主变回路III号隔离开关,2D为主变回路IV号隔离开关;3静触头,3a为I号静触头,3b为II号静触头,3c为III号静触头,3d为IV号静触头;4管型母线,4a为I号母线,4b为II号母线;5支柱绝缘子,5a倒装支柱绝缘子;6悬吊梁;6a为I号悬吊梁,6b为II号悬吊梁,6c为III号悬吊梁;7断路器,7a为出线回路断路器,7b为主变回路断路器;8电流互感器,8a为出线回路电流互感器,8b为主变回路电流互感器;9水平伸缩式隔离开关, 9a出线回路出线侧隔离开关,9b主变回路进线侧隔离开关;10电压互感器;11避雷器;12检修道路;13a母线构架,13b出线构架,13c中间构架;15引下线,15a为I号引下线,15b为II号引下线,15c为III号引下线,15d为IV号引下线;16跨线;17母线构架柱。
具体实施方式
参见图1和图1a,针对单母线结构,采用一组垂直伸缩式0°隔离开关2,垂直伸缩式0°隔离开关2中的三相动触头沿着与管型母线4平行的方向布置。
在垂直伸缩式0°隔离开关2的动触头的上方沿着与管型母线4平行的方向按设定的高度设置一根绝缘棒1,垂直伸缩式0°隔离开关2中的三相静触头3以设定间距分布在绝缘棒1上,固定设置在管型母线构架上的各相管型母线4通过引下线15与垂直伸缩式0°隔离开关中对应相的静触头3联接。
如图1所示,在管型母线构架的底部设置悬吊梁6,绝缘棒1固定设置在悬吊梁6上。
参见图2和图3,针对具有I号母线和II号母线的双母线结构,并且断路器呈单列布置的方案,采用两组垂直伸缩式0°隔离开关,其中一组垂直伸缩式0°隔离开关作为I号隔离开关2a,I号隔离开关2a的三相动触头沿着与I号母线平行的方向布置,其中另一组垂直伸缩式0°隔离开关作为II号隔离开关2b,II号隔离开关2b的三相动触头沿着与II号母线平行的方向布置。
在I号隔离开关2a的动触头的上方沿着与I号母线4a平行的方向按设定的高度设置I号绝缘棒1a,I号隔离开关2a的三相I号静触头3a以设定间距分布在I号绝缘棒1a上,I号母线4a各相分别通过I号引下线15a与对应相的I号静触头3a联接;
在II号隔离开关2b的动触头的上方沿着与II号母线4b平行的方向按设定的高度设置II号绝缘棒1b,II号隔离开关2b中的三相II号静触头3b以设定间距分布在II号绝缘棒1b上,II号母线4b各相分别通过II号引下线15b与对应相的II号静触头3b联接。
如图2所示,在用于固定设置I号母线和II号母线的母线构架的底部分别设置I号悬吊梁6a和II号悬吊梁6b,I号绝缘棒1a和II号绝缘棒1b分别固定设置在I号悬吊梁6a和II号悬吊梁6b上。
图4所示是在双母线结构、断路器单列布置配电装置的线路间隔中采用垂直伸缩式0°隔离开关2的实施方式,变电站中母线构架13a在I号母线侧是由母线构架柱17支撑,母线构架13a在II号母线侧向出线侧延伸、并且是以出线构架13b为支撑,构成母线构架13a与出线构架13b的联合体;变电站中断路器7、电流互感器8以及水平伸缩式隔离开关9布置在II号母线4b的下方,检修道路12位于出线构架13b的外侧。电压互感器10按常规设置,通过T接并联到线路上。
本实施例中将进出线间隔的母线隔离开关采用垂直伸缩式0°布置,并将静触头固定在绝缘棒上,既充分利用了垂直伸缩式0°隔离开关纵向尺寸小的优势,为母线下方布置断路器等电气设备腾出了空间,又发挥了绝缘棒布置位置可以不受电气距离限制随意调整的特点,使得隔离开关和其它设备的布置位置更加灵活,因此图2和图3所述隔离开关布置结构可大幅压缩配电装置的纵向尺寸,大大减少变电站的占地面积。
本实施例中的结构形式除了在图4所示的线路间隔中应用外,也同时运用在双母线结构、断路器单列布置的配电装置的其他间隔中。用于主变间隔中时,可减少一榀主变进线构架;用于母联间隔中时,母联回路的电气设备可实现低位连接,既简化电气连接,使布置清晰美观,又可减少一榀母联过渡构架和一档跨线,节约投资。
参见图5和图6,针对具有I号母线和II号母线的双母线结构,并且断路器呈双列布置的方案,采用四组垂直伸缩式0°隔离开关,分别为I号隔离开关2a、II号隔离开关2b、III号隔离开关2c和IV号隔离开关2d,各隔离开关的三相动触头沿着与母线平行的方向布置;
在I号隔离开关2a的动触头的上方沿着与母线平行的方向按设定的高度设置I号绝缘棒1a,I号隔离开关2a的三相I号静触头3a以设定间距分布在I号绝缘棒1a上,I号母线4a各相分别通过I号引下线15a与对应相的I号静触头3a联接。
在II号隔离开关2b的动触头的上方沿着与母线平行的方向按设定的高度设置II号绝缘棒1b,II号隔离开关2b的三相II号静触头3b以设定间距分布在II号绝缘棒1b上,II号母线4b各相分别通过II号引下线15b与对应相的II号静触头3b联接。
在III号隔离开关2c的动触头的上方沿着与母线平行的方向按设定的高度设置III号绝缘棒1c,III号隔离开关2c的三相III号静触头3c以设定间距分布在III号绝缘棒1c上,I号母线4a各相分别通过III号引下线15c与对应相的III号静触头3c联接。
在IV号隔离开关2d的动触头的上方沿着与母线平行的方向按设定的高度设置IV号绝缘棒1d,IV号隔离开关2d的三相IV号静触头3d以设定间距分布在IV号绝缘棒1d上,II号母线4b各相分别通过引下线与对应相跨线16相连接,以跨线16通过IV号引下线15d与对应相的IV号静触头3d联接。
如图5所示,在用于固定设置I号母线4a的母线构架的底部分别设置I号悬吊梁6a和III号悬吊梁6c,I号绝缘棒1a和III号绝缘棒1c分别固定设置在I号悬吊梁6a和III号悬吊梁6c上;II号绝缘棒1b和IV号绝缘棒1d分别固定设置在母线构架柱17上。
图7所示是在双母线结构、断路器双列布置配电装置的线路-主变间隔中采用垂直伸缩式0°隔离开关2的实施方式,变电站中母线构架13a在I号母线的两侧分别由母线构架柱17支撑,母线构架13a在II号母线侧向出线侧延伸、并且是以出线构架13b为支撑,构成母线 构架13a与出线构架13b的联合体;变电站出线回路中的出线回路断路器7a、出线回路电流互感器8a以及出线回路出线侧隔离开关9a布置在II号母线4b的下方,检修道路12位于出线构架13b的外侧。电压互感器10按常规设置,通过T接并联到线路上。主变回路断路器7b、主变回路电流互感器8b、主变回路进线侧隔离开关9b和避雷器11按常规设置和连接。
本实施例中将线路-主变间隔的母线隔离开关全部采用垂直伸缩式0°布置,并将静触头固定在绝缘棒上,既充分利用了垂直伸缩式0°隔离开关纵向尺寸小的优势,为母线下方布置断路器等腾出了空间,又发挥了绝缘棒布置位置可以不受电气距离限制随意调整的特点,使得隔离开关和其它设备的布置位置更加灵活,因此图5和图6所述隔离开关布置结构既可大幅压缩配电装置的纵向尺寸,大大减少变电站的占地面积,又可减少一榀主变过渡构架,节约投资。该结构除可在图7所示的线路-主变间隔中应用外,同时也运用到双母线接线、断路器双列布置的配电装置的其他间隔中。当用于线路-母联间隔时,可减少一榀母联过渡构架。
图8所示绝缘棒1是一种用于相间和相地绝缘的电气设备,悬挂安装于土建构造的悬吊梁6上,满足对应电压等级的相间、相地的绝缘水平和爬电距离要求。在绝缘棒1上间隔设置固定点,在固定点位置分别固定A、B、C三相隔离开关的静触头3。绝缘棒机械强度应满足各种环境下隔离开关分合闸的机械特性要求,绝缘棒1的长度与配电装置间隔的横向尺寸相当。