【文章內(nèi)容簡介】 廠家如 ABB、梅蘭、日蘭等公司生產(chǎn)的設(shè)備價格上略有降低。 500 kV GIS 布置于戶內(nèi) ,主要優(yōu)點是檢修環(huán)境好 (尤其在嚴寒地區(qū)更合適 , 如伊敏發(fā)電廠 500 kVGIS 等 ) 。 對某些廠家的產(chǎn)品在外暴露聯(lián)接 件、罐體表面處理、匯控柜及操作機構(gòu)的箱體表面處理等方面要求較低， 戶內(nèi) GIS 具有如下優(yōu)點 : （ 1） 防污染能力強 , 全部電氣元件都封閉在充氣的外殼內(nèi) , 電氣絕緣不受導(dǎo)電塵埃、鹽霧污染影響 (套管除外 )。 （ 2） 完全工廠化成套生產(chǎn) , 土建工作量小 , 施工安裝方便 , 建設(shè)速度快 。 （ 3） 維護工作量少 , 檢修周期長 , SF6氣體泄露指標一般為每年 1% , 5～ 10年 充氣 1 次 , 檢修周期為 10～ 20年 。 （ 4） 設(shè)備小 , 重心低 , 抗震性能好 。 （ 5） 運行安全 可靠性高 , 無火災(zāi)危險 , 外殼屏蔽接地 , 沒有觸電危險 。 （ 6） 維護環(huán)境好 , 檢修較方便。 戶內(nèi) GIS具有如下缺點 : （ 1） 制造檢修工藝要求高 , SF6氣體經(jīng)電弧作用形成的 SF4與水反應(yīng)生成含毒物質(zhì) , 檢修時要采取防護措施 , 防止吸入或接觸中毒 。 （ 2） 進出線 GIB 較長 ,占地面積較戶外式略大 。 （ 3） 低氟化硫氣體對人身的危害性較戶外式大 。 （ 4） 需設(shè)置專門的檢修及通風(fēng)設(shè)施。 18 戶外 GIS方案 除具有戶內(nèi) GIS的全部優(yōu)點外 ,與戶內(nèi) GIS相比還具有以下優(yōu)點 : （ 1） 進出線 GIB 縮短 , 占地面積較戶 內(nèi)式小 ， 可節(jié)省一部分投資 。 （ 2） 可節(jié)省 1座約 21m 160m 18m 的建筑物 。 1臺 10t的遙控吊車 。 及 1套環(huán)保設(shè)施 (設(shè)備 )、通風(fēng)設(shè)施及其供電設(shè)備等 。 （ 3） 可減少由于低氟化硫氣體對人身的危害 。 （ 4） 可縮短施工和安裝周期 。 （ 5） 可避免 GIS設(shè)備基礎(chǔ)的戶內(nèi)、戶外不同沉降而造成的影響。 戶外 GIS具有如下缺點 : （ 1） 制造檢修工藝要求高 , SF6氣體經(jīng)電弧作用形成的 SF4與水反應(yīng)生成含毒物質(zhì) , 檢修時要采取防護措施 , 防止吸入或接觸中毒 。 （ 2） 維護環(huán)境略差。 由上述可以看出 ,500kV GIS與 戶外敞開式配電裝置相比 ,技術(shù)上非常優(yōu)越 ,且可少占地 55% 以上 ,但可比初投資 ,戶外敞開式配電裝置較 GIS低很多?？紤]到王灘發(fā)電廠地處海濱 ,受海風(fēng)鹽霧影響較重 ,且至今國內(nèi)還沒有一個大型海濱發(fā)電廠采用500kV戶外敞開式配電裝置 ,而均采用 G IS。雖然從技術(shù)上分析 ,500kV戶外敞開式配電裝置可以作為此發(fā)電廠這樣海濱電廠配電裝置的一個選型方案 ,但由于目前缺少運行維護業(yè)績 ,尤其作為配電裝置的核心元件 500kV罐式斷路器至今國內(nèi)還沒有供貨及運行業(yè)績 ,所以此發(fā)電廠不推薦敞開式配電裝置。 通過以上技術(shù)經(jīng)濟分析論證 ,500kV戶外 GIS與戶外敞開式配電裝置相比 ,雖然可比初投資高 , 但技術(shù)上具有可靠性高、基本不受鹽污影響、維護工作量少、施工安裝方便、建設(shè)周期短、占地面積小等優(yōu)點 ,尤其適用于發(fā)電廠這樣的濱海電廠。 戶外 GIS在技術(shù)上較戶內(nèi) GIS 優(yōu)越 ,投資也較戶內(nèi)低 ,而且占地面積小 , 所以這樣的濱海電廠 500kV配電裝置宜采用戶外型 GIS。 組合器的選擇 組合器的概述 SF6 氣體絕緣開關(guān)裝置（ Gas Insulation Switchgear）也稱封閉式組合電器， 19 簡稱 GIS，是由斷路器、隔離 開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線（單相或三相）、連接管、電纜連接頭、出線套管、與變壓器的連接裝置等多種高壓電器組合而成的成套裝置，其基本結(jié)構(gòu)是以金屬筒為外殼，將上述高壓電器和絕緣件封閉在金屬筒內(nèi)部并充入一定壓力的 SF6 氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。根據(jù)電氣主接線的要求，可以選用上述電器通過適當?shù)倪B接方式以組成所需的 GIS。 組合器的平面圖見附圖2，組合器的剖面圖見附圖 3。 目前 GIS 的電壓等級已包括 ～ 800kV,日本已研制成功 1100kV（雙斷口）特高壓 GIS，并投入試運行。與國外產(chǎn)品相比，國產(chǎn) GIS 還 存在差距 [10]。 組合器的特點 （ 1） 占地面積及安裝空間小 。 由于采用 SF6 氣體作為絕緣介質(zhì)，導(dǎo)電體與金屬地電位殼體之間的絕緣距離大大縮小，因此， GIS 的占地面積和安裝空間只有相同電壓等級常規(guī)電器的百分之幾到百分之二十左右。 （ 2） 安全可靠性高。全部電器元件都被封閉在接地的金屬殼體內(nèi)，帶電體不暴露在空氣中，運行中不受自然條件的影響，其可靠性和安全性比常規(guī)電器好得多 ， SF6氣體是不燃不爆的惰性氣體，所以 GIS 屬防爆設(shè)備，適合在城市中心和其他防爆場合安裝使用。 （ 3） 安裝周期短 。 GIS 主要組裝調(diào)試工 作已在制造廠內(nèi)完成，現(xiàn)場安裝和調(diào)試工作量較少，可以縮短發(fā)電廠的建設(shè)周期。 （ 4） 無需檢修。只要產(chǎn)品的制造和安裝調(diào)試質(zhì)量得到保證，在使用過程中除了斷路器需要定期維修外，其他元件幾乎無需檢修，因而維修工作量和年運行費用大為降低。但 GIS 的事故后平均停電檢修時間則比常規(guī)發(fā)電廠要長。 （ 5） 具有控制、計量和保護等多種功能。 （ 6） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格比較貴。 GIS 設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要求設(shè)計制造安裝調(diào)試水平高。 GIS 價格也比較貴，發(fā)電廠建設(shè)的一次性投資大。但選用 GIS 后，發(fā)電廠的土建費用和年運行費用很低，因而從總體效率講， 選用 GIS 有很大優(yōu)越性。 GIS 的母線筒結(jié)構(gòu) （ 1） 全三相共體式結(jié)構(gòu)，不僅三相母線，而且三相斷路器和其他電器元件都采用共箱筒體。 20 （ 2） 不完全三相共體式結(jié)構(gòu)。母線采用三相共箱式。 （ 3） 全分箱式結(jié)構(gòu)。母線采用三相共箱式，而斷路器和其他電器元件采用分箱式。 （ 4） 三相共箱式結(jié)構(gòu)的體積和占地面積小，消耗鋼材少，加工工作量小，但其技術(shù)要求高，額定電壓高，制造難度大。 GIS 的出線方式 （ 1） 架空線引出方式。在母線筒出線端裝設(shè)充氣 （ SF6） 套管。 （ 2） 電纜引出線方式。母線筒出線端直接與電纜 頭組合。 （ 3） 母線筒出線端直接與主變壓器對接。此時連接套管的一側(cè)充有 SF6，另一側(cè)則有變壓器油。 組合器型號的選擇 根據(jù)電壓等級和短路結(jié)果初步選擇 8D5 型組合器 ，其參數(shù)見表 所示 表 8D5 型組合器的參數(shù) 額定電壓 /kV 420～ 525 額定工頻耐受 電壓 /kV 520～ 680 額定開斷沖擊耐受電壓/kV 1050～ 1175 額定饋線 電流 /A 2021～ 6300 額定母線 電流 /A 2500～ 8000 額定短路開斷電流 /kA 40100 額定短路耐受電流 /kA 40～ 100 額 定短路耐受電流（峰值）/kA 100～ 270 電流互感器的選擇 電流互感器的參數(shù) 電流互感器的型號很多，其特征由型號表示，常用型號中字母的含義 如下： 第一個字母 :L— 電流互感器 。 第二個字母 :D— 貫穿式單匝， F— 貫穿式復(fù)匝， M— 貫穿式母線型 ， R— 裝入式， Q— 線圈式， C— 瓷箱式， Z— 支柱式， Y— 低壓型 。 第三個字母 :L— 電容式絕緣， Z— 澆注絕緣， C— 瓷絕緣， W— 戶外裝置 。 第四個字母 :D— 差動保護， B— 過流保護， J— 接地保護或加大容量， S— 速飽和， G— 改進型， Q— 加強型 。 21 電 流互感器的二次額定電流有 5A 和 1A 兩種，一般弱電系統(tǒng)用 1A， 強電系統(tǒng)用 5A，當配電裝置距離控制實較遠時亦考慮用 1A，保護用電流互感器按用途可分為穩(wěn)態(tài)保護用 （ P） 和暫態(tài)保護用（ TP） 兩類。 電流互感器的額定的二次負荷標準值，按 GB1208— 75 的規(guī)定，為下列數(shù)值之一： 1 2 50、 60、 80、 100VA。 當額定電流為 5A時，相應(yīng)的額定負荷阻抗值為 、 、 、 、 、 、 、 、 、 4..0 歐，當一個二次繞組的容量不能滿足要求時，可將兩 個二次繞組串聯(lián)使用。 二次級的數(shù)量決定于測量儀表、保護裝置和自動裝置的要求。一般情況下，測量儀表與保護裝置宜分別接于不同的二次繞組，否則應(yīng)采取措施，避免相互影響。 一次額定電流的選擇 （ 1） 當電流互感器用于測量時，其一次額定電流應(yīng)盡量選擇比回路中正常工作電流大 1/3 左右，以保證測量儀表的最佳工作，并在過負荷時使儀表有適當?shù)闹甘尽? （ 2） 電力變壓器中心點電流互感器的一次額定電流應(yīng)按大于變壓器允許的不平衡電流選擇，一般情況下，可按變壓器額定電流的 1/3 進行選擇。 （ 3） 中性點非直接接地系統(tǒng)中的零序電 流互感器，在發(fā)生單相接地故障時，通過零序電流較中心點直接接地系統(tǒng)小得多。為保證保護裝置可靠動作，應(yīng)按二次電流及保護靈敏度來校驗零序電流互感器的變比，電纜式零序電流互感器的窗口應(yīng)能通過一次回路的所有電纜；母線式零序電流互感器的母線截面應(yīng)按一次回路的電流選擇，其窗口應(yīng)考慮有一根繼電保護用的二次電纜要從窗口穿過。 （ 4） 發(fā)電機橫聯(lián)差動保護用的電流互感器一次電流，應(yīng)按下列情況選擇：安裝于各繞組出口處時，一般按定子繞組每個支路的電流選擇；安裝于中心點連接線上時，可按發(fā)電機允許的最大不平衡電流選擇 [11]。根據(jù)運行經(jīng)驗 ，此電流一般取發(fā)電機額定電流的 20～ 30%， 電流互感器的選擇結(jié)果見表 。 表 電流互感器的選擇結(jié)果 位置 型號 變比 測量級精度 保護級精度 發(fā)電機側(cè) LMZ 25000/5A 5P20 ＃ 1A 廠變側(cè) LMZ 2021/5A 5P20 ＃ 1B 廠變側(cè) LMZ 1000/5A 5P20 電抗器側(cè) LC 400/1A 5P30 備用變側(cè) LC 400/1A 5P20 22 電壓互感器的選擇 電壓互感器型式的選擇 電壓互感器的型號含義 如 表 所示 表 電壓互感器的型號含義 相數(shù) 絕緣型式 結(jié)構(gòu)型式 J D S J G Z B W J 電壓互感器 單相 三相 油浸式 干式 澆注式 補償線圈 五心三線圈 接地 220kV 及以上的配電裝置，當容量和準確度等級滿足要求時，一般采用電容式電壓互感器，接在 110kV 及以上線路側(cè)的電壓互感器，當線路上裝有載波通訊時，應(yīng)盡量與耦合電容器結(jié)合，統(tǒng)一選用電容式電壓互感器。 電壓互感器接線方式 在滿足二次電壓和負荷要求 的 條件下，電壓互感器應(yīng)盡量采用簡單的接線方式。其接線方式有二個單相 電壓互感器接成 VV 形；三個單相電壓互感器接成星形 — 星形，高壓側(cè)中心點接地；一個三相三柱式電壓互感器；一個三相五柱式電壓互感器；三個單相三線圈電壓互感器 額定電壓的選擇 由于超高壓線路要求雙套主保護，并考慮到后備保護、自動裝置和測量儀表的要求，電壓互感器一般應(yīng)具有三個二次繞組，即兩個主二次繞組、一個輔助二次繞組。其中一個主二次繞組的準確度應(yīng)不低于 級 。 電壓互感器的額定電壓按表 選擇 。 表 電壓互感器的額定電壓 型式 一次電壓（ V） 二次電壓（ V） 第三繞組電壓（ V） 單相 接于 一次線電壓上 (如 V/V 接法 ) xU 100 接于一次 相電壓上 xU /3 100/ 3 中心點非直接 接地系統(tǒng) 100/ 100/ 3 23 中心點直接 接地系統(tǒng) 100 三相 xU 100 100/3 電壓互感器 的 選擇結(jié)果見表 表 電壓互感器的選擇結(jié)果 位置 型號 變比 500kV 出線側(cè) JVJ 發(fā)電機側(cè) JDJ 發(fā)電機側(cè) JSJ 備用變高壓側(cè) JVJ 絕緣子和穿墻套管選擇 絕緣子和穿墻套管選擇的要求 發(fā)電廠與變電所的 3～ 20kV 屋外支柱絕緣子和穿墻套管，當有冰雪時，宜采用高一級電壓的產(chǎn)品；母線型穿墻套管不按持續(xù)電流來選擇，只需保證套管的型式與母線的尺寸 相配合。 絕緣子和套管 型式的選擇 屋外支柱絕緣子一般采用棒式支柱絕緣子，屋外支柱絕緣子需倒裝時，宜用懸掛式支柱絕緣子，屋內(nèi)支柱絕緣子一般采用聯(lián)合膠裝的多棱式支柱絕緣子，穿墻套管一般采用鋁導(dǎo)體穿墻套管，對鋁有明顯腐蝕的地區(qū)如沿海地區(qū)可以例外，在污穢地區(qū)，應(yīng)盡量選用防污盤形懸式絕緣子。 懸式絕緣子片數(shù)選擇可按照額定電壓和泄漏比距選擇。 330kV 和 500kV 可用XP10 型絕緣子。 根據(jù)上述要求，本次設(shè)計中 500kV 側(cè)采用棒式支柱絕緣子的型號為 ZS— 500，絕緣子選用 35 片 XP10 型懸垂絕緣子串。 24 6 廠用電的設(shè)計 廠用電的設(shè)計原則 廠用電的接線形式與機組容量密切相關(guān)，單機容量越大，在電力系統(tǒng)當中占有的地位越重要，則接線形式要求的可靠性越高。此外，機組的蒸 汽 壓力、溫度等參數(shù)越高、機組的自動化水平越高、相應(yīng)地對供電可靠性和靈活性的要求也就越苛刻。不僅要求機組在正常運行和起停時有安全可靠的供電能力，而且要求工藝系統(tǒng)的輔機故障或電力系統(tǒng)發(fā)生短路且系統(tǒng)電壓波動、頻率搖擺等事故狀態(tài)下，都應(yīng)該可靠的供電，且 要求保證 電 能的