關(guān)于取消GIS出線側(cè)隔離開關(guān)的探討

呂冬春 王召娣

（1.安徽華電工程咨詢設(shè)計有限公司 安徽合肥 230022 2.國網(wǎng)安徽省電力公司界首市供電公司 安徽界首 236500）

關(guān)于取消GIS出線側(cè)隔離開關(guān)的探討

呂冬春1王召娣2

（1.安徽華電工程咨詢設(shè)計有限公司 安徽合肥 230022 2.國網(wǎng)安徽省電力公司界首市供電公司 安徽界首 236500）

本文結(jié)合國家電網(wǎng)公司“兩型一化”精神，根據(jù)GIS設(shè)備的自身特點，結(jié)合運行和檢修要求，論證本站220kV、110kV GIS元件配置簡化的可行性。在滿足功能要求的前提下簡化220kV、110kV GIS元件配置，提出取消220kV、110kV線路、主變間隔出線側(cè)隔離開關(guān)的簡化方案。

取消；GIS；出線側(cè)隔離開關(guān)

“兩型一化”變電站建設(shè)是傳統(tǒng)設(shè)計和建設(shè)理念的一次變革，秉持節(jié)能環(huán)保、科學(xué)發(fā)展原則，應(yīng)用全壽命周期管理理念和方法，內(nèi)容涵蓋變電站規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)管理、工程施工、運行維護等建設(shè)全過程。

1 現(xiàn)狀分析

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，封閉式組合電器（GIS）設(shè)備在變電站建設(shè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。GIS設(shè)備憑借著電氣元件的高度集成和精湛的制造工藝，實現(xiàn)了20年基本免維護。使得簡化GIS元件配置，達到簡化接線成為可能。

1.1 組合電器制造水平

斷路器的開斷能力和開斷次數(shù)大大提高，常規(guī)定時檢修的設(shè)備管理方法，已經(jīng)被設(shè)備的狀態(tài)檢修理論代替。

對于老式的AIS隔離開關(guān)，使用壽命是使用年限決定的，每年操作幾次的設(shè)備要比幾年都不操作一次的設(shè)備更耐用。這是因為老式的AIS隔離開關(guān)一次部分使用壽命一般取決定于設(shè)備的電腐蝕、表面氧化和絕緣子的老化等因素，二次部分使用壽命取決于直流電機絕緣老化和傳動機構(gòu)的操作連桿、拐臂、轉(zhuǎn)軸的腐蝕、生銹、氧化等因素。

對于GIS設(shè)備，由于一次設(shè)備全部密封于SF6絕緣氣體的氣室內(nèi)，二次傳動機構(gòu)的連桿、拐臂、轉(zhuǎn)軸也全部或大部分是封閉狀態(tài)，從而避免了外界環(huán)境影響而造成的腐蝕、生銹、氧化等問題。

1.2 組合電器接線型式及元件配置

220kV、110kV配電裝置采用戶內(nèi)GIS組合電器方案，電氣主接線采用雙母線接線。局部接線元件配置如圖1。

從圖1中可以看出，雖然采用了GIS組合電器，但電氣主接線中的電氣元件配置和常規(guī)AIS設(shè)備時并無區(qū)別：出線、主變間隔采用1臺斷路器配置3組隔離開關(guān)；斷路器兩側(cè)、線路（主變）側(cè)均設(shè)置檢修接地隔離開關(guān)。這樣的配置固然對傳統(tǒng)的運行、維護、檢修習(xí)慣沒有改變，但是并沒有體現(xiàn)GIS設(shè)備的特點，可以進一步優(yōu)化。

2 GIS元件配置簡化方案

2.1 國內(nèi)外發(fā)展概況

目前在世界上很多國家的高壓組合電器產(chǎn)品，都在推廣使用更為簡化的接線方式：一臺斷路器配一組隔離開關(guān)，改變以往的固定模式（一臺斷路器的兩端各配一組隔離開關(guān)）。目前國內(nèi)很多電力公司已經(jīng)接受了這種概念，實踐已經(jīng)證明這種接線能夠適應(yīng)絕大多數(shù)應(yīng)用范疇。

斷路器兩端裝設(shè)隔離開關(guān)的初衷是為敞開式（AIS）斷路器現(xiàn)場檢修提供必要的安全隔離，以保證在周圍設(shè)備帶電運行的環(huán)境下，斷路器的正常檢修維護。而從GIS組合電器的結(jié)構(gòu)特點來看，即使斷路器兩端組合隔離開關(guān)都打開時，也不可能在現(xiàn)場解體檢修?？梢哉fGIS的組合隔離開關(guān)是為外部設(shè)備（例如線路、主變等等）提供安全隔離的，對GIS內(nèi)部也就是為調(diào)試斷路器提供安全隔離而已。一組斷路器配一組隔離開關(guān)的組合電器GIS能夠適應(yīng)除母聯(lián)、母設(shè)之外的絕大多數(shù)應(yīng)用范疇，其優(yōu)點不僅在于能夠極大地降低成本，而且在安全運行操作方面，其斷路器母線側(cè)接地開關(guān)還可以通過斷路器作為快速接地開關(guān)，為外部設(shè)備提供接地保護，具有很大的推廣價值。在國內(nèi)很多電力公司都有運行經(jīng)驗，如江蘇省電力公司、北京電力公司、天津電力公司和上海電力公司等。

設(shè)備制造水平的提高為新的開關(guān)組合帶來了生命力。很多制造廠明確指出自己生產(chǎn)的斷路器在規(guī)定的運行環(huán)境下25年內(nèi)沒必要解體維護或檢修。因此為開關(guān)檢修設(shè)計的斷路器兩側(cè)組合隔離開關(guān)失去了存在的必要性和實際價值。

圖1 2220kV、110kV GIS設(shè)備元件配置圖（局部）

2.2 簡化方案

220kV、110kVGIS元件配置簡化具體設(shè)想如下：

（1）對于線路間隔：取消線路側(cè)隔離開關(guān)。

（2）對于主變間隔：取消主變側(cè)隔離開關(guān)。

2.3 方案適應(yīng)性分析

2.3.1 線路間隔

簡化方案見圖2。

圖2 出線間隔取消線路隔離開關(guān)

（1）線路參數(shù)測量

當(dāng)出線為電纜時，要求GIS接地開關(guān)導(dǎo)電桿與外殼絕緣，可臨時解開接地連接線，利用線路接地開關(guān)導(dǎo)電桿關(guān)合到測量回路上進行測量。

（2）調(diào)度操作任務(wù)含義變更

一般調(diào)度規(guī)程中規(guī)定了電器設(shè)備的四種狀態(tài)，分別為：

①“運行狀態(tài)”的設(shè)備是指設(shè)備的閘刀、開關(guān)都在合上位置，將電源端至受電端的電路接通；所有的繼電保護及自動裝置均在投入位置（調(diào)度有要求的除外）；控制及操作回路正常。

②“熱備用狀態(tài)”的設(shè)備是指設(shè)備只有開關(guān)斷開，而閘刀仍在合上位置，其它同運行狀態(tài)。

③“冷備用狀態(tài)”的設(shè)備是指設(shè)備的開關(guān)閘刀都在斷開位置，取下線路壓變次級熔絲及母差保護、失靈保護壓板。

④“檢修狀態(tài)”的設(shè)備是指設(shè)備的所有開關(guān)、閘刀均斷開，掛上接地線或合上接地閘刀，掛好工作牌，裝好臨時遮欄，該設(shè)備即為“檢修狀態(tài)”。根據(jù)不同的設(shè)備分為“開關(guān)檢修”、“線路檢修”等。

a.“線路檢修”，是指線路的開關(guān)、母線及線路閘刀都在斷開位置，如有線路壓變者應(yīng)將其閘刀拉開或取下高低壓熔絲。線路接地閘刀在合上位置（或裝設(shè)接地線），取下母差保護和失靈保護壓板。

b.“開關(guān)檢修”，是指開關(guān)兩側(cè)閘刀均拉開，開關(guān)操作回路熔絲取下，開關(guān)的母差CT脫離母差回路（先停用母差，母差流變回路拆開、并短路接地，測量母差不平衡電流在允許范圍，再投母差保護）。母差保護具備母差CT按母線閘刀位置自動切換的，應(yīng)檢查切換情況，然后在開關(guān)兩側(cè)或一側(cè)合上接地閘刀（或裝設(shè)接地線）。

取消線路隔離開關(guān)，“開關(guān)檢修”就等于“線路檢修”，在調(diào)度指令含義和操作習(xí)慣上要進行更改和適應(yīng)。

（3）工程啟動職責(zé)區(qū)分

送電線路的啟動試運行根據(jù)《110kV及以上送變電工程啟動及竣工驗收規(guī)程》（DL/T782-2001）6.4.1條要求：“系統(tǒng)調(diào)試完成后經(jīng)連續(xù)帶電試運行時間不少于24h，并對線路以額定電壓沖擊合閘3次（如沖擊合閘在系統(tǒng)調(diào)試時已做，試運行不必重復(fù)進行），線路的啟動試運行宣告結(jié)束”。

由于沒有線路隔離開關(guān)，線路將直接沖擊至斷路器處，如果存在缺陷和異常情況，對于線路兩側(cè)屬于不同運行單位的情況，需要區(qū)分線路設(shè)備和變電設(shè)備職責(zé)。

（4）間隔元件聯(lián)鎖復(fù)雜性

由于取消線路側(cè)隔離開關(guān)，需重新配置電氣聯(lián)鎖邏輯及計算機監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控閉鎖邏輯，綜合考慮主變各側(cè)接線狀況，相互聯(lián)鎖的元器件數(shù)量增加，新的聯(lián)鎖邏輯配置相對復(fù)雜，特別是接地地刀需在確保主變各側(cè)及線路側(cè)均無電的狀態(tài)方能接地，聯(lián)鎖邏輯偏長。

2.3.2 主變間隔

簡化方案見圖3。

圖3 主變間隔取消主變隔離開關(guān)

（1）調(diào)度操作任務(wù)含義變更

一般調(diào)度規(guī)程中規(guī)定的電器設(shè)備四種狀態(tài)，主變壓器檢修亦可分為“開關(guān)”或“主變”檢修，即在開關(guān)兩側(cè)或主變壓器各側(cè)合上接地閘刀（或掛上接地線）。

取消主變隔離開關(guān)，“開關(guān)檢修”就等于“主變檢修”，在調(diào)度指令含義和操作習(xí)慣上要進行更改和適應(yīng)。

（2）間隔元件聯(lián)鎖復(fù)雜性

由于取消線路側(cè)隔離開關(guān)，需重新配置電氣聯(lián)鎖邏輯及計算機監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控閉鎖邏輯，綜合考慮主變各側(cè)接線狀況，相互聯(lián)鎖的元器件數(shù)量增加，新的聯(lián)鎖邏輯配置相對復(fù)雜，特別是接地地刀需在確保主變各側(cè)及線路側(cè)均無電的狀態(tài)方能接地，聯(lián)鎖邏輯偏長。

3 效益分析

經(jīng)咨詢國內(nèi)幾大GIS生產(chǎn)廠家，220kV GIS 1組隔離開關(guān)的報價在14萬元左右，110kV GIS 1組隔離開關(guān)的報價在11萬元左右，這也就是說當(dāng)220kV、110kV GIS采用簡化接線配置后每個出線間隔或者主變間隔將分別節(jié)省14、10萬元投資。在220kV變電站遠景220kV出線6回主變3組，本期220kV出線2回主變2組，遠景110kV出線12回主變3組，本期110kV出線8回主變2組。220kV變電站220kV、110kV GIS采用簡化接線配置方案后，較之原方案，本期工程可節(jié)約設(shè)備投資166萬元，遠景工程可節(jié)約設(shè)備投資291萬元。

4 結(jié)論

綜合上述，對GIS進行元件配置的簡化即能滿足系統(tǒng)運行的可靠性要求，又能提高運行操作的安全性。雖然由于元件配置的簡化對傳統(tǒng)的運行、維護、檢修習(xí)慣需要作出改變，但通過簡化元件配置，不但可以節(jié)約大建設(shè)和大檢修階段設(shè)備全壽命周期的投資，還可以滿足大運行階段對于智能化變電站無人值守的要求。因此，220kV、110kV GIS屋內(nèi)配電裝置推薦采用簡化元件配置的方案，取消線路、主變間隔隔離開關(guān)。

通過簡化220kV、110kV GIS元件配置，本期工程可節(jié)約設(shè)備投資166萬元，遠景工程可節(jié)約設(shè)備投資291萬元。

[1]陳植，李勇.溫州電網(wǎng)110kV及以上隔離開關(guān)運維檢修管理新模式[J].浙江電力，2016（02）.

[2]朱啟媛，孔玉輝.戶外隔離開關(guān)的缺陷分析及改進方案[J].黑龍江科技信息，2013（19）.

TM564.1

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1004-7344（2016）10-0076-02

2016-3-20