CN205029186U - 一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,一组回路出线呈正品字形:A相线、C相线采用常规出线方式,B相线布置在变电站建筑的房顶,另一组回路出线呈倒品字形,B相线采用常规出现方式,A相线、C相线布置在变电站建筑的房顶。柔性防水套管穿过屋面板结构层且两者之间无缝结合,母线筒穿过柔性防水套管内部进行安装固定,防雨罩形状为锥台形,防雨罩的上底面与柔性防水套管焊接或安装后采用耐候胶密封,防雨罩下底面位于防水台下方位置,防水台设置在屋面板结构层与柔性防水套管的连接处,防水台高出屋面板结构层一定距离,防水台内侧与柔性防水套管外层无缝结合,防水台外侧设置有滴水沿。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种变电站出线方式,尤其是一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构。
背景技术
目前,户内GIS变电站常用的紧凑型出线形式主要有3种:常规“一字形”水平出线、复合套管“垂直三角形”出线和双面品字形出线。按照变电站建设规模为220kV双母线接线,8回架空出线,3台主变,共计14个间隔为例,分别论述三种出线形式。
1、按常规220kV组合电器3m一个间隔,14个间隔,配电装置楼考虑扩建端的位置,大约需要48m的宽度。常规“一字形”水平架空出线每个出线间隔横向宽度为12m,为满足电气间隙要求,8个架空间隔对建筑物的要求至少要96m,建筑物最小高度采用常规的8.5m,220KV配电装置室建筑体积将达到9792m3,将会导致建筑物因出线增长,变电站整体建筑面积冗余过多,严重浪费该设备区建筑体积。
2、复合套管“垂直三角形”出线,为了解决架空出线布置影响配电装置室尺寸的短板,可以采用220kVGIS架空出线为水平型套管,同间隔的两相垂直布置,另一相与相邻架空出线间隔的一相垂直布置,每个架空出线间隔的A、B、C三相呈直角三角型排列,如图1所示。
220kV户内GIS采用垂直三角形架空出线布置方案后,实现GIS设备紧凑布置得最大利用率。该出线方式需要柔性防水套管水平布置,若一般采用瓷材质时(约为280kg),自重大,出线接口难以满足受力要求,需采用复合材质柔性防水套管(约为150kg),复合绝缘子机械性能、电气性能、重量等方面具有一定的优势,常被选用为该种出线方式的套管材质。
此外,该出线方式仅能采用同塔双回挂线,且需要与复合套管配合,在围墙内设立全绝缘复合杆塔。
在检修方面,该出线方式由于受房间高度限制,无法设置柔性防水套管检修、维护平台,需要采用高空斗臂车进行检修作业,维护极不方便。
综上所述,采用垂直三角形架空出线布置方案仅在间隔宽度方面具有较大优势,在柔性防水套管材质选择、对线路终端塔要求和检修维护等方面具有较大的限制,实施困难较大。
3、双面品字形出线采用正“品”字形出线方式,即每个出线间隔A、C项采用常规出线,B相布置在组合电器的楼顶,在空间上形成正“品”字形,将6回架空、2回电缆出线优化为8回架空出线,缩小配电室的横向尺寸,如图2所示。
采用正“品”字形出线形式,虽然在一定形式上缩小了出线构架宽度,但出线构架的68m与配电设备的48m的设备间隔宽度仍不匹配,仍需额外的20m其他建筑尺寸来满足出线要求。为完全适应配电装置的紧凑化布置,还需进一步缩小出线间隔宽度。
采用正“品”字形出线,220kV出线可以采用同塔四回路出线,以节约投资。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,进一步缩小了出线间隔宽度,实现配电装置室的紧凑化布置;解决了GIS设备屋顶出线带来的震动和防水问题。
为实现上述目的,本实用新型采用下述技术方案:
一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,包括GIS设备、变电站建筑、至少两组由平行设置的A相线、B相线和C相线组成的回路,GIS设备布置在变电站建筑内,两组回路中的一组回路出线呈正品字形:A相线和C相线采用常规出线方式,即A相线出线和C相线出线分别于变电站建筑的外墙穿出,A相线挂点和C相线挂点分别布置于变电站建筑的侧面外墙上,B相线于变电站建筑的房顶穿出,B相线挂点布置在变电站建筑的房顶架构,A相线出线挂点、B相线出线挂点和C相线出线挂点呈正品字形分布,B相线出线挂点到A相线出线挂点的距离与B相线出线挂点到C相线出线挂点的距离相等;
两组回路中的另一组回路出线呈倒品字形:B相线采用常规出线方式,即B相线出线于变电站建筑的外墙穿出,B相线挂点布置于变电站建筑侧面外墙上,A相线出线和C相线出线于变电站建筑的房顶穿出,A相线挂点和C相线挂点分别布置在变电站建筑的房顶架构,A相线出线挂点、B相线出线挂点和C相线出线挂点呈倒品字形分布,B相线出线挂点到A相线出线挂点的距离与B相线出线挂点到C相线出线挂点的距离相等。
两组回路中呈正品字形出线方式的回路中,A相线、C相线的相间间隔不小于3m,A相线与B相线的相间间隔、C相线与B相线的相间间隔分别不小于4m,B相线与地线的相间间隔不小于1.8m且满足防雷要求。
两组回路中呈倒品字形出线方式的回路中,A相线、C相线的相间间隔不小于3m,A相线与地线的相间间隔、C相线与地线的相间间隔分别不小于1.8m且满足防雷要求,A相线与B相线的相间间隔、C相线与B相线的相间间隔分别不小于4m。
两组回路中一组回路中的A相线、C相线到相邻的另一组回路中的B相线的相间间隔分别不小于3.8m。
正品字形出线方式和倒品字形出线方式的组合出线宽度为15m,8回架空出线共计60m,比正品字形出线方式缩小8m,220kV配电装置室较常规方案节约占地56.7%,节约投资约157万元,实现了紧凑化布置。
所述变电站建筑包括屋面板结构层、防雨罩和防水台,所述GIS设备包括母线筒和柔性防水套管,屋面板结构层采用压型钢板底模钢筋桁架楼板,柔性防水套管穿过屋面板结构层且两者之间无缝结合,母线筒穿过柔性防水套管内部进行安装固定,防雨罩形状为锥台形,防雨罩的上底面与柔性防水套管焊接或安装后采用耐候胶密封,防雨罩的下底面位于防水台下方位置,防水台设置在屋面板结构层与柔性防水套管的连接处,防水台高出屋面板结构层一定距离,防水台内侧与柔性防水套管外层无缝结合,防水台外侧设置有滴水沿。
柔性防水套管和防水台连接处的上方位置与防雨罩的下表面之间的孔隙内填充防水保温材料;所述柔性防水套管与母线筒之间填充有柔性材料。采用柔性防水套管可以解决母线筒与屋面结构板层之间的防水和形变问题,柔性防水套管中填有的柔性材料可以在变形中紧密贴合,防止漏水,其柔性变形也抵消了母线筒与柔性防水套管,及柔性防水套管与屋面板结构层之间的应力,避免了因应力而造成的混凝土楼板裂缝、渗漏的情况,也保护了楼板混凝土的受力安全。对于母线筒本身而言,柔性防水套管可以有效的防止由于振动频率不同而造成管道破坏或折断。
所述母线筒的法兰接头设置在防雨罩上方,法兰接头处有橡胶封闭垫圈,从而将母线筒的冷桥隔绝,而法兰下方的部分母线筒可以被防雨罩以下的保温层保护,进一步避免冷桥的产生,从而避免冬季室内产生冷凝水。
所述屋面板结构层的外表面在与柔性防水套管的连接处向四周找坡,坡度不小于1%,可保证在洞口处不出现积水。
所述屋面板结构层外表面设置有屋面防水保温找平层,屋面防水保温找平层在防水台处收边,保证屋面防水保温层不会在洞口边处渗漏。
本实用新型的有益效果是,
1、本实用新型提供一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,正品字形出线方式和倒品字形出线方式的组合出线宽度为15m,8回架空出线共计60m,比正品字形出线方式缩小8m,220kV配电装置室较常规方案节约占地56.7%,节约投资约157万元,实现了紧凑化布置。
2、本实用新型提供一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,提出220kV出线出站方案采用同塔4回架设,既解决变电站出线问题,又大幅度的缩小输电通道走廊宽度,节省宝贵土地资源。
3、本实用新型采用柔性防水套管,可以解决母线筒与屋面结构板层之间的防水和形变问题,柔性防水套管中填有的柔性材料可以在变形中紧密贴合,防止漏水,其柔性变形也抵消了母线筒与柔性防水套管,及柔性防水套管与屋面板结构层之间的应力,避免了因应力而造成的混凝土楼板裂缝、渗漏的情况,也保护了楼板混凝土的受力安全。对于母线筒设备本身而言,柔性防水套管可以有效的防止由于振动频率不同而造成管道破坏或折断。
4、本实用新型同时采用防雨罩、防水台和屋面防水保温找平层,防雨罩的上底面与柔性防水套管焊接或安装后采用耐候胶密封,防雨罩下方与柔性防水套管在屋面板结构层洞口的上方位置之间的孔隙内填充防水保温材料,避免了柔性防水套管处渗漏的可能;屋面防水保温找平层在防水台处收边,保证屋面防水保温层不会在洞口边处渗漏。填充的防水保温材料和屋面防水保温找平层组织了冷桥的进一步产生,避免了冬季室内产生冷凝水。
附图说明
图1是220kV配电装置垂直三角形出线正视图;
图2是220kV正“品”字形出线正视图;
图3是220kV“组合式双品字形”出线正视图;
图4是220kV“组合式双品字形”架空出线挂线点正视图;
图5是屋面垂直出线柔性防水套管及防水构造示意图;
其中,1、A相线,2、C相线,3、B相线,4、变电站建筑,5、法兰,6、母线筒,7、防雨罩,8、防水台,9、防水保温材料,10、屋面防水保温找平层,11、屋面板结构层,12、柔性防水套管。
具体实施方式
为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
如图3、4所示,一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,包括GIS设备、变电站建筑4、至少两组由平行设置的A相线1、B相线3和C相线2组成的回路,GIS设备布置在变电站建筑4中;两组回路中的一组回路出线呈正品字形:A相线1、C相线2采用常规出线方式,即A相线出线和C相线出线分别于变电站建筑4的侧面外墙穿出,A相线挂点和C相线挂点分别布置于变电站建筑4的侧面外墙上,B相线3于变电站建筑4的房顶穿出,B相线挂点布置在变电站建筑的房顶架构,A相线出线挂点、B相线出线挂点和C相线出线挂点呈正品字形,B相线出线挂点到A相线出线挂点的距离与B相线出线挂点到C相线出线挂点的距离相等;
两组回路中的另一组回路出线呈倒品字形:B相线3采用常规出线方式,B相线3出线于变电站建筑4的侧面外墙穿出,B相线挂点布置于变电站建筑4的侧面外墙上,A相线1出线和C相线2出线分别于变电站建筑4的房顶穿出,A相线挂点和C相线挂点分别布置在变电站建筑4的房顶架构,A相线出线挂点、B相线出线挂点和C相线出线挂点呈倒品字形,B相线出线挂点到A相线出线挂点的距离与B相线出线挂点到C相线出线挂点的距离相等。
两组回路中呈正品字形出线方式的回路中,A相线1、C相线2的相间间隔取常规出线宽度3.6m,B相线出线挂点与地线出线挂点的垂直距离取2.5m,A相线出线挂点、C相线出线挂点所在直线和B相线出线挂点的垂直距离根据柔性防水套管位置及安全距离取5m。
两组回路中呈倒品字形出线方式的回路中,A相线1、C相线2的相间间隔取常规出线宽度3.6m,A相线出线挂点、C相线出线挂点所在直线与地线出线挂点的垂直距离取2.5m,A相线出线挂点、C相线出线挂点所在直线和B相线出线挂点的垂直距离根据柔性防水套管位置及安全距离取5m。
两组回路中一组回路中的A相线1、C相线2到相邻的另一组回路中的B相线3的相间间隔取5.7m,满足3.8m的距离要求(不同带电回路不同时停电检修),并考虑不同回路相线在接入终端塔时的交叉情况,并适当留有余量。
电气设备相间距离应满足相间最小电气距离(A2,2.0m)以及平行不同时停电检修无遮拦裸导体之间安全距离(D,3.8m);其次满足是带电部分到地(A1,1.8m)、设备运输(B1,2.55m)的安全距离。同间隔的A相线和C相线的相间距离≥3.0m,同间隔的A相线和B相线的相间距离≥4.0m,同间隔的B相线和C相线的相间距离≥4.0m,同间隔的A相线和C相线到相邻间隔出线的B相线间距≥4.0m,C相到相邻出线C间距≥4.0m,以及设备运输至带电部分>2.55m,以上均可满足主要工况下电气距离要求。检修时,仅需要对本回路停电。不同回路相间带电距离≥3.8m,带电距离裕度满足要求,对相邻间隔影响较小。常规布置的柔性防水套管通过检修平台进行检修维护,平台宽度3.0m。屋顶的柔性防水套管通过建筑上的爬梯由上而下进行检修、维护。
正品字形出线方式和倒品字形出线方式的组合出线宽度为15m,8回架空出线共计60m,比正品字形出线方式缩小8m,220kV配电装置室较常规方案节约占地56.7%,节约投资约157万元,实现了紧凑化布置。
如图5所示,所述变电站建筑包括屋面板结构层11、防雨罩7和防水台8,所述GIS设备包括母线筒6、避雷器和柔性防水套管12,屋面板结构层11采用压型钢板底模钢筋桁架楼板,混凝土浇筑前可以利用压型钢板底模和钢筋进行套管的预埋固定,然后浇筑混凝土,混凝土凝固后可以与柔性防水套管12外形的卡套无缝契合,混凝土结构与柔性防水套管12间密实,防水效果好。母线筒6穿过柔性防水套管12内部进行安装固定,防雨罩7形状为锥台形,防雨罩7的上底面与柔性防水套管12焊接或安装后采用耐候胶密封,防雨罩7下底面位于防水台8下方位置,防水台8设置在屋面板结构层11与柔性防水套管12的连接处,防水台8高出屋面板结构层125mm,防水台8内侧与柔性防水套管12外层无缝结合,防水台8外侧设置有滴水沿。
柔性防水套管12和防水台8连接处的上方位置与防雨罩7的下表面之间的孔隙内填充防水保温材料10,如:橡胶、沥青麻丝、聚苯乙烯板、聚氯乙烯泡沫塑料板;所述柔性防水套管12与母线筒6之间填充有柔性材料。采用柔性防水套管可以解决母线筒6与屋面结构板层7之间的防水和形变问题,柔性防水套管12中填有的柔性材料可以在变形中紧密贴合,防止漏水,其柔性变形也抵消了母线筒6与柔性防水套管12,及柔性防水套管12与屋面板结构层11之间的应力,避免了因应力而造成的混凝土楼板裂缝、渗漏的情况,也保护了楼板混凝土的受力安全。对于母线筒6设备本身而言,柔性防水套管可以有效的防止由于振动频率不同而造成管道破坏或折断。
所述母线筒6的法兰5的接头设置在防雨罩7上方,法兰5的接头处有橡胶封闭垫圈,从而将母线筒6的冷桥隔绝,而法兰5下方的部分母线筒6可以被防雨罩7以下的保温层保护,进一步避免冷桥的产生,从而避免冬季室内产生冷凝水。
所述屋面板结构层11的外表面在与柔性防水套管12的连接处向四周找坡,坡度不小于1%,可保证在洞口处不出现积水。
所述屋面板结构层11外表面设置有屋面防水保温找平层10,屋面防水保温找平层10在防水台8处收边,保证屋面防水保温层7不会在洞口边处渗漏。
母线筒6作为悬臂结构,位于变电站建筑4的屋面,在地震、风荷载、操作震动等作用下,母线筒6自身强度难以保证极限工况下的结构安全,也难以满足挠度、变形等正常使用极限状态。垂直柔性防水套管伸出变电站建筑4屋面2.5m,其上支撑有柔性防水套管12及避雷器。柔性防水套管12重约110kg,迎风面积0.35m3,避雷器重约120kg,迎风面积0.2m3,主要考虑地震荷载、风荷载及振动荷载。
母线筒6作为悬臂支柱自身缺乏抗侧向力,仅靠母线筒6与GIS设备刚性连接和柔性防水套管12的约束力来克服底部弯矩,这显然对厂家的加工工艺是极大的考验,对于柔性防水套管的压力也会传递到屋面板结构层11,容易造成屋面板结构层11因应力集中产生裂缝,进而造成渗漏。极端情况下会因挠度过大而导致母线筒6支柱失稳或断裂。
在柔性防水套管12及避雷器重心位置设竖向支撑;GIS设备本体底座正下方的套管位置设竖向支柱,在此支撑的端部增加斜支撑,增加支撑的抗倾覆和抗震性能。
本工程母线筒6和避雷器设备底座合并,受力集中,因此我们以此底座为受力中心,在平面X轴、Y轴两个维度分别增加支撑,增加两个方向的抗侧向力。另外,由于母线筒6在端部拐弯,横向悬挑,厂家在悬挑后的底座增加的支架可以抵抗一部分侧向力,因此可以视具体情况与电气专业配合,在此方向上只设一个斜支撑,斜支撑采用角钢或槽钢,可以承受拉力,也可以承受压力,可以满足同一平面内两个方向的抵抗力。
斜支撑的柱脚受力点位于变电站建筑4的屋面,需要在变电站建筑4的屋面设置支墩,预埋钢板埋件,将力传递到屋面结构层11上。支撑底部可以与埋件焊接,也可以采取螺栓连接的方式,通过对支撑的受力进行分析,为适应母线筒6支柱的震动变形,支撑底部采用螺栓连接能够适应变形,避免产生应力和变形,因此,支撑固定点采用螺栓连接。
通过增加斜支撑的方式,充分利用变电站建筑4的屋面结构,增加侧向抗力,在三维空间形成超静定结构受力体系,大大减小了设备自身的强度要求,降低了造价,也大大降低了形变对变电站建筑4的屋面产生应力带来的裂缝、渗漏的风险,以优化的设计方案取得了良好的效果和经济效益。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述,但并非对本实用新型保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本实用新型的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,包括GIS设备、变电站建筑、至少两组由平行设置的A相线、B相线和C相线组成的回路,GIS设备布置在变电站建筑内,其特征在于:两组回路中的一组回路出线呈正品字形:A相线和C相线采用常规出线方式,即A相线出线和C相线出线分别于变电站建筑的外墙穿出,A相线挂点和C相线挂点分别布置于变电站建筑的侧面外墙上,B相线于变电站建筑的房顶穿出,B相线挂点布置在变电站建筑的房顶架构,A相线出线挂点、B相线出线挂点和C相线出线挂点呈正品字形分布,B相线出线挂点到A相线出线挂点的距离与B相线出线挂点到C相线出线挂点的距离相等;
两组回路中的另一组回路出线呈倒品字形:B相线采用常规出线方式,即B相线出线于变电站建筑的外墙穿出,B相线挂点布置于变电站建筑侧面外墙上,A相线出线和C相线出线于变电站建筑的房顶穿出,A相线挂点和C相线挂点分别布置在变电站建筑的房顶架构,A相线出线挂点、B相线出线挂点和C相线出线挂点呈倒品字形分布,B相线出线挂点到A相线出线挂点的距离与B相线出线挂点到C相线出线挂点的距离相等。
2.如权利要求1所述的一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,其特征在于:两组回路中呈正品字形出线方式的回路中,A相线和C相线的相间间隔不小于3m,A相线与B相线的相间间隔、C相线与B相线的相间间隔分别不小于4m,B相线与地线的相间间隔不小于1.8m且满足防雷要求。
3.如权利要求1所述的一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,其特征在于:两组回路中呈倒品字形出线方式的回路中,A相线与C相线的相间间隔不小于3m,A相线与地线的相间间隔、C相线与地线的相间间隔分别不小于1.8m且满足防雷要求,A相线与B相线的相间间隔、C相线与B相线的相间间隔分别不小于4m。
4.如权利要求3所述的一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,其特征在于:两组回路中呈正品字形出线方式的回路中,A相线与C相线的相间间隔不小于3m,A相线与B相线的相间间隔、C相线与B相线的相间间隔分别不小于4m,B相线与地线的相间间隔不小于1.8m且满足防雷要求。
5.如权利要求1所述的一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,其特征在于:两组回路中一组回路中的A相线和C相线到相邻的另一组回路中的B相线的相间间隔分别不小于3.8m。
6.如权利要求1所述的一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,其特征在于:所述变电站建筑包括屋面板结构层、防雨罩和防水台,所述GIS设备包括母线筒和柔性防水套管,屋面板结构层采用压型钢板底模钢筋桁架楼板,柔性防水套管穿过屋面板结构层且两者之间无缝结合,母线筒穿过柔性防水套管内部进行安装固定,防雨罩形状为锥台形,防雨罩的上底面与柔性防水套管焊接或安装后采用耐候胶密封,防雨罩的下底面位于防水台下方位置,防水台设置在屋面板结构层与柔性防水套管的连接处,防水台高出屋面板结构层一定距离,防水台内侧与柔性防水套管外层无缝结合,防水台外侧设置有滴水沿。
7.如权利要求6所述的一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,其特征在于:所述柔性防水套管和防水台连接处的上方位置与防雨罩的下表面之间的孔隙内填充防水保温材料;所述柔性防水套管与母线筒之间填充有柔性材料。
8.如权利要求6所述的一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,其特征在于:所述母线筒的法兰接头设置在防雨罩上方。
9.如权利要求6所述的一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,其特征在于:所述屋面板结构层的外表面在与柔性防水套管的连接处向四周找坡,坡度不小于1%。
10.如权利要求6所述的一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构,其特征在于:所述屋面板结构层的外表面设置有屋面防水保温找平层,屋面防水保温找平层在防水台处收边。
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CN201520811349.3U CN205029186U (zh) | 2015-10-19 | 2015-10-19 | 一种户内变电站组合式双品字形架空出线结构 |
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CN109301740A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-01 | 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 | 一种变电站出线间隔双层构架双出线结构 |
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2015
- 2015-10-19 CN CN201520811349.3U patent/CN205029186U/zh active Active
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CN109301740B (zh) * | 2018-10-26 | 2023-10-24 | 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 | 一种变电站出线间隔双层构架双出线结构 |
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