浅析变电站扩建过程中的停电原因

符国晖 廖永浩 曹智 倪虹妹

摘 要：变电站设备类型众多，不同设备又因工艺的差异性发生停电的原因各不相同。本文分析变电站扩建过程中不同设备可能发生停电的原因，并简要介绍了应对措施，希望能给电力工程从业人员提供参考。

关键词：停电;GIS;开关柜;变电站

随着经济社会的发展，用电量日益提升，对供电可靠性的要求也越来越高。为提高变电站容量需对变电站进行扩建，但扩建过程中又经常会引起原有10kV负荷停电，降低供电可靠性。

本文对变电站扩建过程中的停电原因进行分析，从中总结出规律，希望能为后续工程提供参考，让其提前做好应对措施。本文所说的停电，是指变电站低压侧10kV、20kV或35kV的停电，以及变电站高、中压侧停电引起的低压侧停电，站外配网停电不在本文讨论范围内。本文探讨的增容方式是在原变电站预留位置扩建，而拆除原变电站后新建更大容量变电站不在本文讨论范围内，可参考本文中的设备停电原因。

变电站扩建主要类型主要有扩建主变、扩建220kV或110kV出线间隔、扩建10kV开关柜等，扩建过程中的停电主要是由各级配电装置引起的，各级配电装置按形式又可分为GIS设备、隔离开关断路器常规设备、开关柜设备等，下面按各类型设备逐一分析。

1GIS设备停电

按发生停电的3种工况，对GIS设备停电机理进行分析。

1.1接入GIS冷备用间隔（间隔已建成，本期仅线路接入）

按试验规程，GIS间隔冷备用三个月以内不用做耐压试验，三个月以上一年以内本间隔做耐压试验（即母线隔离刀不用做耐压试验，打开即可），一年以上相邻母线需要做耐压试验（即母线隔离刀需要做耐压试验，相邻母线一同试验）。

1.2扩建间隔没有母线及母线刀闸

扩建工程需要扩建母线的情况下，母线对接时和耐压试验时涉及母线需要停电。

1.3扩建间隔已有母线及母线刀闸

母线隔离开关已建，扩建间隔工程中，如上图扩建间隔12備用间隔，1QS对接需抽真空，因密封绝缘子不能承受全部气压，因此间隔11、13的1M气室需放气至半压，在此压力下无法保证绝缘，因此1M需停电;同理对接2QS时2M需要停电，完成后做耐压试验是1M、2M需同时停电。

1.4停电范围

110kV、220kV配电装置常见接线形式有单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线单分段接线和双母线双分段接线。

根据上述分析，冷备用GIS停电一年以内，可不用母线停电，其他无论是否扩母线都需要相应母线停电。因此，常见的接线形式中，单母线接线、双母线接线需要同时停电，单母线分段和双母线双分段接线需要一半的GIS间隔停电;双母线单分段接线中（如2M、3M分段），需要两条母线同时停电（1M、2M），因此仅3M工作，仅一半间隔带电工作，此时3M为单母线接线，供电可靠性低。

1.5应对措施

当变电站只有2个电压等级，如110/10kV或220/20kV，当GIS设备采用单母线接线或双母线接线时，会发生全站停电。应对措施为将全站10kV负荷通过站外环网转出，对无法转出或停电的负荷，采用移动发电车供电。

当变电站有3个电压等级，当GIS设备采用单母线接线或双母线接线时，会发生GIS全停。应对措施为将主变通过另一电压等级配电装置供电，10kV负荷无需停电。

当变电站有3个电压等级，当GIS设备采用单母线分段接线或双母线分段接线时，仅一半GIS间隔停电。应对措施为将主变通过另一电压等级配电装置供电，或停电主变负荷由未停电主变供电，10kV负荷无需停电。

2应用双断口隔离开关GIS 减少扩建停电

扩建工程引起其他GIS间隔停电，主要是由于中间需要半压气室过渡，而半压气室不能承受额定电压，所以引起母线停电。如上图所示，若采用双断口隔离开关GIS设备后，双母线隔离开关共有5个气室，对接时气室5降为大气压，气室3、气室4降为半压，隔离开关DDS1、DDS2打开，即可对接，无需母线和相邻间隔停电。

3常规设备停电

常规设备发生停电有4种工况，具体如下。

1）扩建间隔需要扩建母线，母线对接时需要相应母线停电，如超规模扩建间隔工程;

2）扩建间隔需要安装母线引下线或母线静触头时，相应母线需要停电。如原备用间隔无母线引下线或母线静触头;又如更换刀闸、断路器等工程中，需要一同更换母线引下线工程。

3）扩建主变间隔需要在母线上方安装跨线时，母线需要停电。

4）更换母线构架或母线导体时，母线需要停电。

停电范围与应对措施与GIS设备类似。

4开关柜停电

开关柜发生停电有3种工况，具体如下。

4.1更换单面开关柜或整段开关柜

更换单面开关柜或整段开关柜时，因涉及到该段母线，所以整段开关柜都需要停电。

4.2扩建开关柜

扩建开关柜时，新母线需与前期母线对接，需要测量前期母线尺寸，加工好铜排后对接。需根据测量和对接的位置确定是否需要前期母线停电。若前期分段柜或隔离柜未将母线引出，测量和对接的铜排需穿过前期分段柜或隔离柜的母线室，因空间较小，不满足安全操作的要求，因此需要前期母线停电;若母线已引出，测量和对接工作不需要穿越前期开关柜母线室，只需拉开隔离手车，因此前期母线可不用停电。所以，扩建开关柜时，若前期母线未引出，需要在测量前期母线和与前期母线对接时各停电一次，每次约1天。

4.3拆除联络铜排

当#2主变采用双臂进线，本期扩建#3主变时，首先需要断开原IIAM和IIBM间的连接铜排，因此需要停电一次，可与测量IIBM铜排同时进行，减少一次停电。

因此，通常在#3主变扩建工程中，IIAM和IIBM需同时停电一天，进行拆除IIAM、IIBM间铜排工作和测量IIBM铜排尺寸工作，然后IIBM需停电一天，进行IIBM和IIIM连通工作。

4.4停电范围

更换单面开关柜或整段开关柜时，整段开关柜都需要停电。

扩建开关柜对接母线时，若前期母线未引出，前期母线在测量和对接时各停电一次。

断开IIAM和IIBM间的连接铜排时，需要IIAM和IIBM同时停电一次，可与对接停电同时进线。

变电站所有开关柜更换时，可将更换工作分段进行，各段停电方案可由上述停电方案组合而成。

4.5应对措施

开关柜需要整段停电时，停电前逐条改造馈线环网，然后切除该馈线柜，直至本段全部切除，然后改造。开关柜改造完成后，逐条接回原馈线。

当难以改造馈线环网时，可考虑用发电车临时提供电源;若负荷较大，可考虑用移动变电站带负荷。

5小结

当设备检修或更换，涉及的设备需要停电，这点很好理解。但因电气设备工艺的复杂性，与改造工作相邻的设备、甚至不相邻的设备也需要停电，根据上述的分析，在此对各种工况的停电范围和时间做个小结。

上述停电设备分析较为零散，实际工程中可将各种工况进行组合、优化，提出最佳施工方案。

设备停电在变电站扩建过程中经常遇到，为减少停电时间、提高供电可靠性，需要电力从业人员掌握各种各种设备可能停电的工况，提前做好应对预案，保障正常生产、生活的用电需求。