解析某220kV变电站屋外配电装置的布置优化

周 洁

（河南经纬电力设计院,河南 南阳 473009）

解析某220kV变电站屋外配电装置的布置优化

周 洁

（河南经纬电力设计院,河南 南阳 473009）

本文结合工程具体条件，在保证满足配电装置设计要求的前提下，对220kV屋外配电装置的布置进行进一步的优化设计，从而减少变电站占地面积，经济效益显著。

屋外敞开式管母双列布置;屋外配电装置的优化；纵向长度的优化

0 前言

配电装置是变电站的重要组成部分。配电装置的型式选择，必须结合变电站所在地区的地理情况及环境条件，并考虑运行及检修和安装的要求，因地制宜，节约用地，通过技术经济比较确定。

本站站址处所处位置属II级污秽区，地震烈度为6度，根据规程，本站为户外AIS变电站，本文将对220屋外配电装置的布置方式进行优化论证。

1 20kV屋外配电装置间隔宽度的优化

参照国家电网公司输变电工程通用设计“220kV变电站分册”的管母方案，目前国内220kV配电装置间隔宽度大多为13m。布置如图A、图B

图A 优化前220kv间隔平面布置图

图B 优化前220kv间隔断面布置图

1.1 导线相间及相地距离的优化

间隔宽度由导线相间距离和跳线或引下线对地距离来确定。首先对导线的风偏进行了核算，本工程设计风速为30m/s，经计算在此风速下，跨线弧垂和跳线弧垂分别取1.8米和2.0米时，在大气过电压、风偏条件；内部过电压、风偏条件；最大工作电压、短路摇摆、风偏条件下，导线相间距离及边相跳线至门型构架柱子中心线间的距离分别取3.5米和2.75米时能满足带电距离的要求。

1.2 设备相间及相地距离的优化

本工程设备相间距取3.1m，边相设备至门型构架柱子中心线间的距离取3.2米，两间隔边相设备之间中心距离为5.2m。经对断路器、CT、PT、避雷器等设备外形进行核算，设备间的带电距离均能满足要求；而隔离开关的情况较特殊，下面对4种隔离开关进行比较：

GW17-252水平伸缩式隔离开关设备费用 7.8万 8 8.3万 10.3要求的最小相间距 4.0m 2.5m ≥3m ≥3m刀口打开尺寸 1.365m 1.51m（不带电） 无 无要求的最小相地距离 3.32m 2.72m 2.2m 2.55m GW4-252水平开启式隔离开关GW7-252三柱水平旋转式隔离开关GW16-252垂直伸缩式隔离开关

经比较可知，GW4-252水平开启式隔离开关不能满足间隔宽度12米的需要，不予选用。而GW7-252型刀较GW16-252及GW17-252便宜，在都可满足间隔宽度12米的情况下，本工程推荐采用GW7-252三柱水平旋转式隔离开关。

综上所述，本工程采用间隔宽度12米，两个间隔共24米的联合构架型式。间隔宽度优化后尺寸如图C、图D：

图C 优化后220kv间隔平面布置图

图D 优化后220kv间隔断面布置图

2 纵向长度的优化本工程220kV三相短路电流为21.3kA,经过管母机械应力计算及挠度校验，管母相间距取3m，同时采用GW7型三柱水平旋转式隔离开关，在此基础上进行纵向长度的尺寸优化。以出线及主变断面为例：

出线侧：

经过压缩断路器与出线侧3m相间道路之间尺寸，使得IIM管母支架中心与出线侧3m的相间道路中心距由原来的12m压缩至11.65m.经过压缩电流互感器与出线侧3m相间道路之间、出线隔离开关与电流互感器之间尺寸，使得出线侧3m的相间道路中心与出线构架中心距由原来的12m压缩至11.1m.

主变侧：

（1）经过压缩断路器与主变侧3m相间道路之间、电流互感器与主变侧3m相间道路之间、进线隔离开关与电流互感器之间、避雷器与主变进线构架中心尺寸，使得IIM联络门架与220kV主变进线构架中心距由原来的22.8m压缩至21.25m.。

（2）主变进线构架与220kV配电装置与主变间的4.5m宽的道路中心距在满足设备运输要求的B1≥2.55m的条件下由原来的6m压缩至5m.。

3 优化布置后对生产安全及运行维护方面的影响分析

优化方案对生产安全及运行维护方面造成影响，本工程分两个部分进行论证分析。

3.1 生产安全方面

经过优化后，其安全净距均满足规程要求，故对生产安全方面没有影响。

3.2 运行维护方面

220kV构架间隔宽度由13米压缩为12米，采用两个间隔共24米的联合构架型式，导线相地距离由常规的3m减小为2.75m,若设置爬梯，经校核，带电距离满足要求。为了节省投资，本工程按每两个24米间隔设置爬梯。通过对运行部门的了解，爬梯的设置主要用于耐张绝缘子串的清扫维护，由于本工程采用合成绝缘子串占多数，合成绝缘子串的耐污性能较好；采用瓷绝缘子串占少数，据对运行部门了解，既便采用瓷绝缘子串，也多在外层涂覆RTV涂料，故本工程耐张绝缘子串清扫维护工作量少，一年甚至几年才一次，由于清扫的概率较低，可以认为此设计对运行维护方面几乎没有什么影响。

由于压缩了部分设备间的距离，使得纵向长度尺寸得以优化，但是否会对设备的运行维护带来不便，对此问题进行以下论证分析。

3.2.1 隔离开关与电流互感器之间

本工程隔离开关与电流互感器之间尺寸为4.5m,国网A-3典设方案两者之间尺寸为5m,压缩了0.5m,由于本工程采用电子式电流互感器，其头部尺寸比常规的电流互感器小0.6m左右，且GW7型三柱水平旋转式隔离开关也比GW17型水平伸缩式隔离开关小，由于两个设备的外形均比典设中所采用的设备小，其差值基本可以与压缩的尺寸持平，即二者之间的净尺寸实际上是不变的，故不会对电流互感器的搬运造成不便。

3.2.2 断路器与道路之间

本工程断路器与道路之间尺寸为4.65m，国网A-3典设方案两者之间尺寸为5m,在实际运行的工程中，两者之间的尺寸为4.9m,且在两者之间靠近断路器侧设置一条宽1m的电缆沟。本工程将此尺寸压缩了0.25m,由于本工程采用了数字化变电站，其控制电缆的数量大大减少，经过核算，二者之间的电缆槽宽度为0.6m,电缆槽宽度方向的缩小与压缩的尺寸持平，不会影响到断路器搭检修架所需距离，故不会对断路器的检修造成任何不便。

4 结论

根据本文的论证和分析，得出以下结论：220kV间隔宽度采用12米，两个间隔共24米的联合构架型式; 跨线弧垂和跳线弧垂分别取1.8m和2.0米。

[1]电力规划设计总院.DL/T 5218-2012《220kV～750kV变电所设计技术规程》[M].北京：中国计划出版社.

[2]西北电力设计院.电力工程电气设计手册[M]：电气一次部分.北京中国电力出版社.