220kV变电站110kV设备改造工程探讨

Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ　ｙｕ　Ｚｉｄｏｎｇｈｕａ￣电气工程与自动化＿　！！！　！！　！！！！！！！Ｅ！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！　２２０　ｋＶ变电站１　１　０　ｋＶ设备改造工程探讨　苏锡贤　（广东电网公司江门供电局，广东江门５２９３００）　摘要：通过对一个具体２２０ｋＶ变电站１１０　ｋＶ设备区改造进行探讨，就设计、线路转接电、设备安装中的难点和重点问题作了深入的阐述，　并提出了科学、合理的解决方案。　关键词：变电站：设计；线路转接电；设备安装；探讨　２２０　ｋＶ开平站于１９８７年建成投产，主变容量为１２０　ＭＶＡ，　接地开关设置在断路器两侧的隔离开关的旁边，起到断路器检修　１９９３年扩建扩容主变容量为１５０　ＭＶＡ，２００５年更换　１主变，容量　为１８０　ＭＶＡ。经过多次改造和扩建，现在２２０　ｋｖ开平变电站的规　模是２台主变，容量为１×１５０　ＭＶＡ＋ｌ　Ｘ　１８０　ＭＶＡ，２２０　ｋＶ出线６　回，１１０　ｋＶ出线９回，１０　ｋＶ出线ｌＯ回。　开平站２２０　ｋＶ采用双母线带旁路的接线方式，配电装置采用　普通中型布置；１１０ｋＶ采用双母带旁路线的接线方式，配电装置采　用双列半高型布置，Ｉ段及ＩＩ段母线与旁路母线、母线主设备为上　下２层布置，是目前全省为数不多采用该布置方式的变电站之一，　布置和接线较为复杂，特别是母线侧隔离开关布置在１０　ｍ以上的　高台上，机构操作杆太长，增加了现场操作的难度和危险性，给运　行人员的设备巡视和维护带来一定的安全隐患。另外，根据开平市　电网近期工程建设以及电网规划，还将增加开平站到其他１１０　ｋＶ　变电站的出线。由于开平站内的１１０　ｋＶ设备已经布置了整个　１１０　ｋＶ设备区，没有扩建间隔的空间，变电站周围都有厂房，已经　没有向站外扩展的空间，这将影响以后电力工程的建设和电力规　划的发展。　基于上述种种原因的考虑，将开平站１１０ｋＶ设备区改造成紧　凑型布置的封闭式ＧＩＳ设备成为了首选的改造方案。　２２０　ｋＶ开平变电站是一座枢纽变电站，正常运行方式下，主要　向开平市９个１１０ｋｖ变电站输送电量，主要担负着开平市城区和以　及开平市西南７镇的工业及居民生活用电的供电任务。而且，站内　１１０　ｋＶ设备多，改造难度大，因此，１１０　ｋＶ设备区改造设计方案的　优劣、改造过程的转接电方案可靠与否，以及设备安装施工质量的　好坏都至关重要。以下分别就方案设计、建设过渡期转接电及设备　安装几方面的重点和难点作详细的阐述和探讨。　１　设计方案的考虑　１．１接线方案的选择　本期改造，不改变开平市电网的结构，不改变变电站在系统中　的作用和地位，根据标准化设计要求对电气接线方式稍作改变，即　取消旁路，将原来双母线带旁路的接线方式改为双母线带母联的　接线方式。本期工程无需全部安装备用间隔设备，但考虑到以后扩　建的方便，需安装备用间隔的母线刀闸。　本改造工程是在南方电网公司“２２０　ｋＶ变电站标准设计”基础　上结合本开平变电站的实际情况，进行适当调整设计。　１．２设备选型　由于ｌ１０　ｋＶ设备区无法再进行新间隔的扩建，因此选用紧凑　型布置的封闭式ｓＦ６　ＧＩＳ设备。而且，考虑到尽量缩短施工时间和保　证设备安装时间的可控性和稳定性，设备首选室内布置方式。同　时，南方天气温度高、湿度大，环境温度和湿度对户外设备运行状　况的影响较大，将会缩短设备的寿命，且开平站附近工厂较多，污　染较重，采用室内布置形式将是最优的选择。　１．３快速接地开关的设置　ＧＩＳ设备与常规设备有所不同，除了需配置常规的检修接地开　关外，还需特别配置快速接地开关。ＧＩＳ设备与常规设备一样，检修　时两侧接地作用；而ＧＩＳ设备因为是气体绝缘组合电器，受电气特　殊结构的影响而需增设快速接地开关设置在出线回路的出线隔离　开关靠线路侧，并起到几个不同的作用：（１）开合平行架空线路由　于静电感应产生的电容电流和电磁感应产生的电感电流；（２）当外　壳内部盆式绝缘子出现爬电现象，并发展成外壳内部燃弧时，快速　接地开关可将主回路快速接地，利用断路器切除故障电流以保护　ＧＩＳ设备的外壳不被烧穿。　１．４电缆与架空出线方式的选择　原１１０　ｋＶ出线均为架空出线，由于旧设备改为ＧＩＳ设备后，间　隔问的距离大大缩小，每条１１０　ｋＶ出线再按原来的方式采用架空　出线已不可能，全部采用电缆出线又大大提高了工程的投资，而对　电缆线路的运行维护又提出了较高的要求：而架空出线有投资较　少、运行维护方便的特点，故１１０ｋＶ最大限度地采用架空出线（５　条），其他采用电缆出线（６条，含２条备用出线）两相结合的方式，既　满足了运行管理的方便需求，又满足了投资的经济性，是一个最合　理、最科学的方案选择。　１．５室内通风装置设计考虑　ｓ　气体的密度较大，约是空气的５倍，泄漏后将沉积于室内地　面附近或缆沟等低洼地方，如浓度达到一定值将使人窒息，所以在　Ｓ　ＧＩＳ设备室内应设置换气量充分的通风设施，并配备ＳＦ６浓度仪　和氧量仪，相应的控制开关均应设置在ＧＩＳ设备室外，在进入室内　前可测量出ｓＦ６浓度和氧量，并可先打开控制开关将室内ｓＦ　气体排　出，确保人身安全。　２工程投产前过渡期间的电网结构考虑　在开平站部分旧１１０　ｋＶ设备拆除期间，ＧＩＳ新设备投产之　前，如何最大限度地保持开平市ｌ１０　ｋＶ线路之间的联络显得尤为　重要。　新建ＧＩＳ设备配电装置楼要建设在拆除远离进站大门的　主　变的１１０　ｋＶ主变间隔、４个１１０　ｋＶ出线间隔、母联间隔的位置上，考　虑到共用构架及保持施工与运行设备的安全距离问题，旁路间隔　仅拆除连线停用设备，不拆除设备及构支架。　拆除上述设备后，开平站１１０ｋＶ只剩下单母线运行、单台主变　提供１１０　ｋＶ进线、４条ｌ１０　ｋＶ线路切断与开平站的联系。开平市共　有３个２２０　ｋＶ变电站，并因此也以该３个２２０　ｋＶ变电站形成了３个可　靠的环网，３＋２２０ｋＶ变电站又通过１１０ｋＶ线路形成了一个相互连　通的强大网络。因此，任何２个２２０　ｋＶ变电站连线的断开都会给开　平市乃至周边的城市的电网可靠运行造成极大的影响。解决的办　法是在开平站外的两基１１０　ｋＶ进站终端铁塔处将４条切断与开平　站的联系的１１０ｋＶ线路两两跳通（２个铁塔都是双回路铁塔），并将　开平站另外ｌ条１１０ｋＶ出线（未拆除出线间隔）并接到其中一回跳　通的ｌ１０　ｋＶ线路上，这样就保持了３个２２０　ｋＶ变电站的连通，最大　限度地保持了开平站１１０　ｋＶ新设备投产前开平电网的稳定性和可　靠性。３＋２２０　ｋＶ变电站之间的连接如图１所示。　机电信息２０１０年第２４期总第２７０期１０７　！　｜§！！ｅ！！！　！！　！！　！目ｊ，日＝！！！！！！！！！！！！，　＝！１　＿电气工程与自动化￣Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ　ｙｕ　Ｚｉｄｏｎｇｈｕａ　时密封盖，对内部有毛刺及凸凹不　２２０　ｋｖ百合站　２２０ｋＶｌＭ　２２０ｋＶ２Ｍ　２２０　ｋＶ开平站　２２０　ｋＶｌＭ　２２０　ｋＶ２Ｍ　２２０ｋＶ水ｔ：ｌ￣ｉ　２２０ｋＶｌ　平的地方进行清理，用吸尘器清除　内部灰尘，用无水酒精和洁净的确　良布擦净内表面、绝缘子、连接头、　导体、法兰等各个元件。然后用吸尘　群ｌ　ｓ　ｖ　器除尘，再用高级“无毛纸”和酒精　作检查，确认清除干净后，再用新塑　ｌ８０ＭＶＡ　Ｉ１０　ｋＶ２Ｍ　开涤一开吉一开龙线　百　百　开　料布将端部包装密封，等待连接。　吕　线　赤　线　线　菱　站　Ｍ　３．３安装的质量控制　（１）法兰螺栓的紧固原则。对　ＧＩＳ罐体法兰与盆式绝缘子的联　新美站　｝ＩＭ　础　站　祥龙站１２Ｍ＾　接，罐内导体与绝缘件的联接应使　用力矩扳手紧固螺栓，避免螺栓紧　固过度或不足，对于竖直安装的盆　式绝缘子，紧固螺栓时应该遵循左、　美振线　龙赤线９　１Ｍ涤纶　２Ｍ－Ｌ　一１Ｍ　右、上、下有顺序地中心对称紧固的　长沙站　Ｉ长　．．●卜合　Ｍ　原则。当拧紧２个以上螺栓时，螺栓　不能一次拧紧，应反复多次拧紧，具　－赤坎站　Ｉ　线Ｉ４２２－分　Ｌ　新吕站　Ｍ　体的安装细节按照厂家说明书详细　规定进行。　图１　２２０　ｋＶ开平站１１０　ｋｖ｛殳备改造期间开平市３个２２０　ｋＶ变电站连接圈　，　（２）设备密封问题。ＳＦ６气体是　电气设备的重要绝缘介质，它维持　Ｍ　３　ＧＩＳ设备安装应注意的问题　着设备的绝缘水平和保证优良的灭弧能力。密封性是ＧＩＳ设备长期　安全运行的关键，ＳＦ　气体泄漏对设备的影响很大，若气体压力下　ＳＦ６ＧＩＳ设备（气体绝缘组合电器）是将变电站内一次设备，包　括断路器、隔离开关、检修开关、接地开关、电流互感器、电压互感　器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等组合为～个封闭整体，　它占地面积小，ｗ　检修维护少，是较理想的一次设备，但其对施工工　艺的各个方面要求极为严格，每一环节和小项都必须认真细致进　行，任何一个微小的疏忽，都有可能造成极为严重的后果。　３．１安装前的准备　降超过额定压力的１５％左右时，设备将处于闭锁状态而不能操作。　ＧＩＳ设备的漏气点主要有以下部位：管道焊缝、动触头的拉杆密封　部位、法兰交接面、套管与法兰的密封部位、阀门、密度继电器等。　在各部元件连接前，除去盆式绝缘子的保护罩，并用无毛纸蘸丙酮　仔细擦洗盆式绝缘子表面及内嵌导体的表面，以保证其连接的密　封及导体的可靠接触，并装上密封圈。密封圈的安装，先拆下密封　面的保护罩，检查密封面和密封槽的表面粗糙度是否有磕碰损伤。　如果是轻微损伤，用１０００号细砂纸或油石仔细打磨。如果情况严　（１）土建工程开工之前要与电气专业做好充分的技术衔接，做好　相应的预留孔和预埋管，保证土建施工的一步到位，避免电气施工时　重，必须更换新件。检查密封圈有无制造质量问题，如果有变形、开　的重复返工。而且，土建工作必须全部结束，包括楼房的地面、墙面、　裂、损伤等现象，必须更换。因此，ＧＩＳ设备充气后应进行严格泄漏　预埋管、开孔、门窗等工作应全部完成，附属设施如吊车、照明、通风　检测，以消除隐患，保证设备安全运行。　等也要全部安装完毕，配电楼附近的电缆沟和构支架都应该修建完　（３）温度补偿型伸缩节的调整问题。温度补偿型伸缩节主要用　成和安装好，以确保ＧＩＳ设备安装期间良好的洁净度不受影响。　于吸收因热胀冷缩振动或其他外力作用而引起的管道和设备的小　（２）土建工程结束后ＧＩＳ设备安装前，土建和电气专业必须进　量位移。有时ＧＩＳ设备安装时达到平衡，但因安装基础不平或安装　行严格的交接验收工作，确保所有土建及涉及电气专业的土建工　孔距超差造成的误差需调整伸缩节。因此，要提前按厂方或设计单　作全部完成，如未完成必须先完成并在条件允许的条件下才能进　位提供ＧＩＳ安装基础图纸，严格检查ＧＩＳ安装基础建造是否符合图　行电气安装工程，切不可土建工程与电气工程同时施工。　纸要求，并做好各基础测量点的标高记录，严格控制ＧＩＳ与主变压　（３）保证清洁度是ＧＩＳ总装和现场安装最重要的任务，安装前　器联接的伸缩节的调节量不超过±１０　ｍｍ（包括高度与水平方　应将作业区内的杂物、尘土清扫干净，并用水冲洗场地，使工作面　向），因此，基础基准点的选择是否合理至关重要。水平偏差应小于　洁净无灰尘，洁净度小于０．０３　ｍｇ／ｅｍ￣，环境温度在一５－￣４０℃之问，　３　ｍｍ，并在地面上对安装点进行标识，做好记录。　湿度不大于８０％。　（４）ｓ　气体含水量的控制。ＳＦ６气体中水分造成的危害一方面　是高温下发生化学反应产生ＨＦ６等腐蚀性的剧毒物，另一方面使绝　潮、变形、剥落及破损，元件的接线端子、插件、清洁、无锈蚀，各分　缘件表面出现凝露降低绝缘性能，产生放电。ＧＩＳ设备充气前抽真　隔气室的压力值和含水量应符合产品的技术规定，密度继电器、压　空是控制ＳＦ６含水量的重要保证措施，它不仅能减少ｓＦ６气体本身的　（４）元件装配前首先进行以下检查：瓷件无裂纹，绝缘件无受　水分，也减少了罐内其他物质内所含的水分。充入六氟化硫气体之　３．２严格控制ＧｌＳ设备安装的洁净度　前，应先检查六氟化硫气瓶里的水分，其水分含量应小于８×ｌ０　。　首先施工人员穿着应采取防尘、除尘措施，而且作业区内不能　充气２４　ｈ后再做微水试验，ＣＢ气室应小于１５０×１０　，其他气塞应小　进行产生粉尘及金属微粒的作业，由于部分ＧＩＳ厂家的管理问题，　于２５０×１０　，经微水合格２４　ｈ后再用检漏仪检漏。　出厂时ＧＩＳ内还残留有杂物，而且在安装和拆除螺栓时，也可能产　生金属碎屑，这些杂质落入气室内是十分危险的，安装完后必须仔　４结语　要顺利完成一个运行中的２２０ｋＶ变电站１１０ｋＶ设备的改造，　细检查，并清理干净。对准备组装的单元，先进行清扫，然后拆开临　１０８　力表应经检验合格。清点附件、备件、规格符合设计要求。　Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ　ｙｕ　ｚｉｄｏｎｇｈｕａ　皇兰三堡兰　塞　除了要具有一个科学合理的设计方案外，还要保持过渡期间电网　次部分）．中国电力出版社　的安全可靠运行，做好相关的事故预想，同时还要控制好ＧＩＳ设备　［３］南方电网变电站标准设计“２２０　ｋＶ变电站标准设计”　安装的质量，加强ＧＩＳ设备在生产及安装各环节的管理，这样才能　［４］ＧＩＳ设备厂家资料　真正保证改造工程的顺利进行。　［参考文献】　Ｄｌ水利电力部西北电力设计院编．电力工程电气设计手册（电气一　收稿日期：２０１０－０８—０２　次部分）．中国电力出版社　作者简介：苏锡贤（１９７４一）。男，广东省开平市人，电力工程技术工　［２］电力工业部西北电力设计院编．电力工程电气设备手册（电气一　程师，主要从事电气设计及变电运行管理工作。　（上接第７４页）　（１）降低故障率，大幅提高了运行的可靠性。通过在网络节点　长，尤其是在多尘潮湿的环境中。接续环境温度过低时，应采取必　安装ＰＤＨ设备，使整条通信链路的稳定性得到提升。中心站点通信　要的升温措施。　如出现故障，不会影响到下一站点，给通信抢修人员确定及排除故　（３）机房、设备内尾纤和光纤跳线绑扎、盘绕不规范，出现交叉　障提供了方便。　缠绕等现象造成损耗。应避免光纤受到较大的弯折。使用支架托起　（２）网络安全性得到提升。原ＳＤＨ设备硬件出现老化，运行稳　缆盘布放光缆，不要让光缆受到扭力。在拐弯处等有可能损伤光缆　定性不高。通过安装ＰＤＨ设备作为备用，有效提高了网络安全性。　的地方一定要小心并采取必要的保护措施。　（把站点的话路信号、远动信号实行双通道上传。）　（４）在光缆敷设施工中，宜采用“前走后跟，光缆上肩”的放缆　（３）网络带宽利用率得到提高。原站点基本采用６路光纤用来　方法，严禁光缆打小圈及弯折、扭曲。机房内尽量整洁，尾纤应该有　完成话路、远动信号、办公网络及遥视的上传。ＰＤＨ设备投入后，用　圈绕带保护，或单独给尾纤使用一个线，不使尾纤之间或与其他　４路光纤即可完成，使整个网络带宽得到充分利用。　连线之间交叉缠绕，光缆终端时注意避免跳线在走线中出现直　（４）价格低廉、部署迅速。给通讯抢修人员及时回复通讯提供　角，特别是不应用塑料带将跳线扎成为直角，否则光纤因长期受　了方便，节约了时间。同时又融合了ＳＤＨ组网灵活、运营管理方便　应力影响引起损耗增大。跳线在拐弯时应走曲线，弯曲半径应不　的特点，使网络得到优化。　小于４０　ｍｍ。布放中要保证跳线不受力、不受压，以避免跳线长期　Ｉ１０ｋＶ十　辅　的应力疲劳。光纤成端操作（ＯＤＦ）时，不要将尾纤捆扎太紧。　３．３对４８５通讯问题进行优化　（１）通信线必须采用国际上通行的屏蔽双绞线，采用屏蔽双绞　线有助于减少和消除２根４８５通信线之间产生的分布电容以及来自　于通讯线周围产生的共模干扰。（２）４８５通讯线的屏蔽层应用作地　线，将电脑等网络中的设备连接在一起，并由一点可靠地接入大　地。（３）通信线尽量远离高压电线，不要与电源线并行，更不能捆扎　在一起。在同一个网络系统中，尽量使用同一种电缆，减少线路中　的接点。保证一条单一的、连续的信号通道作为总线，从而提高通　“　瞰：＼＼　、　讯网络的安全性和稳定性。　ｊ豳　４结语　３５¨麻岭塌变　图４　ＳＤＨ和ＰＤＨ组网图　通过以上方法的实施，目前已达到了优化通讯网络的目的，当　３．２加强光缆线路设计、施工和维护工作　然，对于如何进一步优化电力通讯网络，还有待于我们在今后的工　光纤使用中引起的传输损耗主要有接续损耗（光纤的固有损　作实践中不断总结和研究，才能找到更为有效的改进方法。总之，　耗、熔接损耗和活动接头损耗）和非接续损耗（弯曲损耗和其他施　未来通信网都应向着综合化、智能化、高速、宽带大容量等方向发　工因素和应用环境所造成的损耗）２类。因此在工程设计、施工和维　展，同时还要不断加强网络传输的有效性、可靠性、安全性，如果电　护工作中应做到以下几点：　力通讯的网络做到了这些，我们就可以遥距的、全维的、实时的了　（１）应选用特性一致的优质光纤，一条线路上尽量采用同一批　解并掌握信息，作出相应的判断与处理，从而提高工作效率，减少　次的裸纤，以求光纤的特性尽量匹配，使模场直径对光纤熔接损耗　误差，使电力公司朝着更高、更快、更好的方向发展。尹　的影响降到最低程度，尽量减少接头数量。　（２）光缆接续人员应严格按照光纤熔接工艺流程进行接续，严　格控制接头损耗，熔接过程中时刻使用仪表进行监测，不符合要求　的应重新熔接。严禁在多尘及潮湿的环境中露天操作，光缆接续部　收稿日期：２０１０－０７－０２　位及工具、材料应保持清洁，不得让光纤接头受潮，准备切割的光　作者简介：赵阳（１９７７－），男，湖北省宣都市人，助理工程师，研究　纤必须清洁，不得有污物。切割后光纤不得在空气中暴露时间过　方向：电力计量及电力通信。　机电信息２０１０年第２４期总第２７０期１０９