一種緊湊型500kV主變66kV側結構的製作方法

2023-09-11 10:56:05 1

專利名稱：一種緊湊型500kV主變66kV側結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種緊湊型500kV主變66kV側結構。
背景技術：
我國500kV變電站採用550kV/220kV/66kV三級電壓，低壓側接入無功補償裝置和
站用電，是變電站的重要組成部分。目前在變電站設計中，普遍側重高電壓等級的設計優化，通過優化接線型式、採用 緊湊型設備、壓縮配電裝置尺寸等措施，來提高變電站的可靠性、降低佔地面積、降低工程 造價。但對主變低壓側仍延續最初的思路和模式，均採用常規設備和常規配電裝置，多年來 並無明顯的發展變化，佔地很面積大，如在高中壓側採用緊湊型設備的500kV變電站中，主 變低壓側佔地達全站總面積的26 31%。隨著電網建設的高速發展，變電站規模和容量越來越大，主變低壓側設備增多、佔 地面積大的問題也越來越突出。由於土地是不可再生資源，為進一步落實合理利用土地、切 實保護耕地的基本國策，迫切需要進行主變低壓側的優化設計，這些問題的解決必將提升 變電站的整體設計水平，提高運行可靠性。

圖1為現有的500kV主變66kV側結構設計，佔地面積非常大，其主要體現在如下 幾個方面。其中總迴路、66kV母線及開關分支迴路採用AIS，即敞開式電氣設備和敞開式母 線。這種方式由於電氣設備多，A、B、C三相電氣設備和母線之間受電氣淨距的限制，布置留 有較大距離，佔地面積很大，布置凌亂。如圖2所示，現有的500kV主變66kV Δ母線設計主要為敞開式，即從三個單相變 壓器引出來的輸出端子直接在A、B、C三相線上完成Δ繞組。這種方式由於普通母線之間受 到電氣淨距的限制，所以佔地面積很大，且很耗費母線的用量。低壓並聯電抗器是500kV變電站中重要的無功補償裝置之一，主要作用是階梯的 吸收電網剩餘充電功率，保證電壓穩定在允許的範圍。因其裝設於主變壓器低壓側，因而稱 為低抗，以區別於裝設在高壓側的高抗。對於500kV變電站，目前工程中應用的低抗形式有 「乾式空心式」和「油浸鐵芯式」兩種。(1)油浸鐵芯式並聯電抗器低壓油浸鐵芯式電抗器的結構與變壓器相似，主要由線圈、鐵芯和油箱等部件組 成，具有可靠性高、設備尺寸小、布置緊湊等優點。油抗的主要劣勢在於價格昂貴，同時油抗體內有大量絕緣冷卻油，安裝時需設置 油池和防火牆，另外運行時噪聲很大，當前僅在少部分地區有所應用。(2)乾式空心並聯電抗器乾式空心並聯電抗器均為單相結構，採用圓筒狀環氧樹脂包封式線圈，電抗器由 數個構成同心圓結構的線圈包封並聯組成，無鐵芯，導磁介質為空氣，整個電抗器結構簡 單、緊湊，能長期運行在戶外氣候條件下，設備維護簡單方便，工程造價相對便宜。由於上述優點，常規幹抗被《33(T500kV變電所無功補償裝置設計技術規定》(DL 5014-92)優先推 薦，並在國內工程廣泛應用。常規幹抗的缺點也很明顯，其本身尺寸較大，且須滿足相互間的防磁距離，一般布 置為「品字形」或「一字形」，佔地較大，如圖3、圖4、圖5和圖6所示，圖中，電抗器的虛線框 表示的是防磁距離。常規電容器成套裝置，在變電站中均採用分相布置方式，造成佔地面積太大，如圖 7、圖8所示。圖中，每相電抗器裝在一個塔架上，且每相電抗器分為兩段，這樣的布置方式 佔用了大量的土地面積。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種佔地面積小的緊湊型500kV主變66kV側的結構設 計。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案本實用新型包括A、B、C三相變壓器，三相變壓器通過Δ母線連接總迴路，總迴路 連接66kV母線及開關分支迴路，66kV母線及開關分支迴路連接各個分支迴路，所述的分支 迴路包括電容分支迴路和電抗分支迴路；所述的電容分支迴路包括並聯電容器組以及與並 聯電容器組相連接的串聯電抗器；所述的電抗分支迴路包括三相電抗器，所述Δ母線採用 氣體絕緣母線完成Δ繞組；在所述的電容分支迴路中，將每個並聯電容器組中的Α、B、C三 相疊加放置；在所述的電抗分支迴路中，所述的電抗器為疊裝式乾式並聯空芯電抗器或者 磁屏蔽並聯電抗器。所述的疊裝式乾式並聯空芯電抗器是指在Α、B、C三相干式空芯電抗器中，至少 有兩相空芯電抗器上下疊裝放置；且兩相空芯電抗器的中性點相近布置且直接連接。將B相電抗器布置於前側，將A相電抗器和C相電抗器疊裝後布置於後側；且所述 A相電抗器出線端布置在上方，C相電抗器出線端布置在下方，兩相的中性點在中間直接相 連。將A、B、C三相電抗器上下疊裝設置，在相鄰的兩相電抗器之間設置電抗器支柱絕緣子。所述的磁屏蔽並聯電抗器是指每相電抗器均由上下兩段組成，每相電抗器的上 下兩段之間通過星形架連接；且每段電抗器的線包內外均設有高導磁鐵芯。所述的Α、B、C三相電抗器呈「品」字形或「一」字形布置。在所述的電容分支迴路中，所述串聯電抗器中的A、B、C三相疊加放置。所述的總迴路、66kV母線及開關分支迴路採用緊湊型的開關電氣設備GIS。採用上述技術方案的本實用新型，採用了多種措施聯合對500kV主變66kV側的結 構進行緊湊設計，從而大大減小了佔地面積，具體分析如下。—、總迴路、66kV母線及開關分支迴路採用GIS，節約佔地，效果顯著，每線主變下 節約佔地約700平方米。(1)節約佔地由於GIS採用SF6氣體作為絕緣，設備布置緊湊，母線三相共體，大 大減少佔地面積。以4組主變計，AIS和GIS的安裝寬度均為203米，AIS布置深度為67. 5 米，而GIS為53米。GIS節約佔地2943. 5平方米，每臺主變下節約佔地736平方米。[0029](2)可靠性高由於電氣設備和母線全部封閉在金屬殼體內，充以高強介質作為絕 緣，只有少量套管在大氣中，收到外部氣候變化和空氣汙染的影響極小，運行可靠性能高。(3)布置整齊清晰全部ABC三相電氣設備和母線布置為整體布置，整齊、清晰，徹 底改變了 AIS設備多，瓷瓶多，導線連接多，ABC分相布置造成的凌亂情況。(4)運行維護工作量小由於GIS外絕緣較AIS大幅減少，運行清掃維護工作量大 大減少。二、主變Δ母線採用氣體絕緣母線，其技術性能優越，節約佔地效果顯著，每組主 變下節約佔地約200平方米。(1)可靠性一組敞開式母線設置16 19支支持絕緣子，存在一定的閃絡機率；氣 體絕緣母線GIB三相導體在封閉的金屬殼體內，僅有6隻外露套管，降低了瓷套閃絡的機率。(2)佔地面積氣體絕緣母線可壓縮縱向尺寸5. 8m，一組主變橫向佔地尺寸按40m 考慮，可節約佔地約230m2。(3)運行維護氣體絕緣母線GIB外露套管較常規敞開式母線瓷瓶更少，清掃維護
工作量小。(4)抗震性能氣體絕緣母線GIB直接固定在鋼構架上，取消支柱絕緣子，具有較 強的抗地震能力。(5)經濟性分析66kV氣體絕緣母線綜合造價6000元/米，每組主變下用量約25 米，共30萬元；如採用支持式管型母線，每組主變下約需5萬元。三、由於將乾式空芯電抗器疊裝放在一起，所以可以更好地節省佔地面積。將此技 術與現有技術做比較得到下述表1。
權利要求1.一種緊湊型500kV主變66kV側結構，它包括A、B、C三相變壓器(1 )，三相變壓器(1) 通過Δ母線(2)連接總迴路(3)，總迴路(3)連接66kV母線(4)及開關分支迴路(11 )，66kV 母線(4)及開關分支迴路(11)連接各個分支迴路(5)，所述的分支迴路(5)包括電容分支回 路(6)和電抗分支迴路(7);所述的電容分支迴路(6)包括並聯電容器組(8)以及與並聯電 容器組(8)相連接的串聯電抗器(9)；所述的電抗分支迴路(7)包括三相電抗器(10)，其特 徵在於所述Δ母線(2)採用氣體絕緣母線完成Δ繞組；在所述的電容分支迴路(6)中，將 每個並聯電容器組中的A、B、C三相疊加放置；在所述的電抗分支迴路(7)中，所述的電抗器 (10)為疊裝式乾式並聯空芯電抗器或者磁屏蔽並聯電抗器。
2.根據權利要求1所述的緊湊型500kV主變66kV側結構，其特徵在於所述的疊裝式 乾式並聯空芯電抗器是指在A、B、C三相干式空芯電抗器中，至少有兩相空芯電抗器上下 疊裝放置；且兩相空芯電抗器的中性點(N)相近布置且直接連接。
3.根據權利要求2所述的緊湊型500kV主變66kV側結構，其特徵在於將B相電抗器 布置於前側，將A相電抗器和C相電抗器疊裝後布置於後側；且所述A相電抗器出線端布置 在上方，C相電抗器出線端布置在下方，兩相的中性點在中間直接相連。
4.根據權利要求2所述的緊湊型500kV主變66kV側結構，其特徵在於將A、B、C三相 電抗器上下疊裝設置，在相鄰的兩相電抗器之間設置電抗器支柱絕緣子(13 )。
5.根據權利要求1所述的緊湊型500kV主變66kV側結構，其特徵在於所述的磁屏蔽 並聯電抗器是指每相電抗器均由上下兩段組成，每相電抗器的上下兩段之間通過星形架 (12)連接；且每段電抗器的線包(16)內外均設有高導磁鐵芯。
6.根據權利要求5所述的緊湊型500kV主變66kV側結構，其特徵在於所述的A、B、C 三相電抗器呈「品，，字形或「一」字形布置。
7.根據權利要求1所述的緊湊型500kV主變66kV側結構，其特徵在於在所述的電容 分支迴路(6)中，所述串聯電抗器(9)中的A、B、C三相疊加放置。
8.根據權利要求1所述的緊湊型500kV主變66kV側結構，其特徵在於所述的總迴路 (3)、66kV母線(4)及開關分支迴路(11)採用緊湊型的開關電氣設備GIS。
專利摘要一種緊湊型500kV主變66kV側結構，它包括A、B、C三相變壓器，三相變壓器通過△母線連接總迴路，總迴路連接66kV母線及開關分支迴路，66kV母線及開關分支迴路連接各個分支迴路，所述的分支迴路包括電容分支迴路和電抗分支迴路；所述的電容分支迴路包括並聯電容器組以及與並聯電容器組相連接的串聯電抗器；所述的電抗分支迴路包括三相電抗器，所述△母線採用氣體絕緣母線完成△繞組；在所述的電容分支迴路中，將每個並聯電容器組中的A、B、C三相疊加放置；在所述的電抗分支迴路中，所述的電抗器為疊裝式乾式並聯空芯電抗器或者磁屏蔽並聯電抗器。
文檔編號H02B5/00GK201877703SQ201020655180
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者龐可, 張繼軍, 徐滎, 曹志民, 王偉, 田俊強, 耿建風, 顧爾重 申請人:龐可, 張繼軍, 曹志民, 河南省電力勘測設計院, 耿建風, 顧爾重