组合电器扩建施工时缩小停电范围的方法探讨

翁镇豪肖政军

广州西电高压电气制造有限公司广东广州511455；西安西电开关电气有限公司陕西西安710077

摘要：气体绝缘金属封闭开关设备GIS（GasInsulatedSwitchgear）即气体绝缘全封闭组合电器，利用SF6气体的高绝缘性能，将断路器（CB）、隔离开关（DS）、电流互感器（CT）、电压互感器（VT）、避雷器（LA）等多种设备以及母线等组合在一起，减小了开关占地面积，除出线套管外，无外露带电体。由于结构复杂、技术门槛高，因此其工程造价也相对较高，在电站建设中，考虑到个别间隔属于远期备用，从成本上考虑，可选择预留对接接口，待实际用电负荷增大时进行扩建，在扩建对接过程中，不可避免涉及到原有设备的停电作业，本文主要探讨如何较大程度地缩小停电范围，降低因停电原因造成的影响。

关键词：GIS；组合电器；主接线；间隔形态；扩建对接；停电范围

1引言

影响组合电器扩建对接停电范围的主要因素是主接线方式，其次还有产品布置结构图。GIS主接线种类较多，几乎每个站的主接线均是不一致的，现阶段国内应用较多的主接线类型主要有几大类：一、单母线接线、二双母线接线、三、1倍半接线等。而产品布置结构主要根据断路器结构进行区分，有立式和卧式两个种类。110kV及以下电压等级产品以立式结构为主，少见有厂家采用卧式结构，252kV电压等级产品则有立式及卧式两大类结构。上述两大类电压等级产品主接线多采用单母或双母结构，由于主接线及产品布置结构的原因，在工程扩建对接时需要充分考虑停电作业问题。对于550kV电压等级以上产品，基本上采用1倍半接线方式，停电方式较为灵活。

2基于主接线形式的扩建对接思路

2.1单母线接线方式（适用于110kV及以下电压等级立式结构产品）

单母线接线就是只有一组母线的接线形式。其特点是电源和供电线路都连接在同一条母线上。该种主接线造价相对较低，一般在110kV及以下电压等级产品上应用。扩建灵活性较低，是本文探讨的重点。

如图1所示，该接线方式属于纯单母线接线方式，按常规立式产品结构设置SF6气室。一期设备已上，共预留两个接口，接口1为从预留间隔上进行扩建，接口2从母线端部直接扩建，具体扩建对接方法如下：

2.1.1、若从接口1处扩建，则预留间隔端部需要回大气，为保证施工安全，DS101隔离开关气室需降半压，气室降半压后，由于主母线导体与DS101隔离开关静侧导体相连，该区域导体无法保证在半压下正常运行，因此涉及到该段母线的停电。为避免主母线停电问题，如图2所示，可在预留间隔端部设置两个缓冲气室，扩建时，第2个缓冲气室为大气压力，第1个缓冲气室为半压，DS101隔离开关气室为全压，因此扩建对接时主母线无需停电。

图1单母线接线(示例)

2.1.2、若从接口2处扩建，则母线M的端部需要回大气，为保证施工安全，左侧相邻母线气室需降半压，气室降半压后，主母线导体无法保证在半压下正常运行，因此涉及到该段母线的停电。为避免主母线停电问题，可在母线M端部设置1台隔离开关及1台接地开关，同时设置两个缓冲气室，扩建时，缓冲气室2为大气压力，缓冲气室1为半压，DS101隔离开关气室为全压(此时DSM1为分闸状态，ESM1为合闸接地状态)，因此扩建对接时主母线无需停电。

2.2双母线接线方式

双母线接线形式是针对单母线接线形式的缺点而提出来的，主要适用于72.5~220kV电压等级产品，它除了工作母线外，又增加了一组备用母线。由于该接线方式有两组母线，因此可以做到相互备用。对于较单母线接线相比其元件增加，因此造价上升，但扩建灵活性提高，双母线接线方式可应用立式断路器结构或者卧式断路器结构。

图5卧式断路器间隔形态

2.2.1立式断路器间隔形态扩建方法

如图6所示，按照立式断路器产品结构设置SF6气室。一期设备已上（具体元件未在图上标示），共预留两个接口，接口1为从预留间隔上进行扩建，接口2从母线端部直接扩建，具体扩建对接方法如下：

若从接口1处扩建，则预留间隔端部需要回大气，为保证施工安全，与断路器气室相邻的DS102隔离开关气室需降半压，气室降半压后，主母线M2导体与DS102静侧导体相连，该区域导体无法保证在半压下正常运行，因此主母线M1的需要停电，主母线M2导体则均在额定气压的区域内，因此无需停电。在满足停电窗口的条件下，可采用M1停电对接M2正常运行的方式进行扩建，停电影响范围较小。若没有停电窗口，即扩建时两条主母线均需正常运行，可在预留间隔端部设置两个缓冲气室（见图7），扩建时，第1个缓冲气室为大气压力，第2个缓冲气室为半压，扩建时DS101隔离开关气室及DS102隔离开关气室为全压，因此主母线无需停电。

若从接口2处扩建，则母线端部需要回大气，为保证施工安全，左侧相邻母线气室需降半压，气室降半压后，主母线导体无法保证在半压下正常运行，因此涉及到该段母线的停电，双母线可采用单母轮停的方式进行扩建，因此影响范围较小。若没有停电窗口，即扩建时两条主母线均需正常运行，可在预留间隔端部设置两个缓冲气室（见图8），可在两条母线端部各设置1台隔离开关及1台接地开关以及两个缓冲气室，扩建时，第1个缓冲气室为大气压力，第2个缓冲气室为半压，DS101隔离开关气室为全压(此时DSM1为分闸状态，ESM1为合闸接地状态)，DS102隔离开关气室为全压(此时DSM2为分闸状态，ESM2为合闸接地状态)，因此主母线扩建对接时无需停电。

2.2.2卧式断路器间隔形态扩建方法

如图5所示，卧式断路器间隔形态与立式断路器间隔形态不同之处是断路器气室直接与2个母线隔离开关气室相邻（立式断路器间隔只与1个母线隔离开关气室相邻），因此在接口1处的扩建涉及到更多的停电范围，从接口1开始扩建时，若没缓冲气室，则双个母线侧隔离开关气室均需要降半压，由于主母线导体与隔离开关静侧导体相连，因此需要双母进行停电，停电范围较广。因此，针对卧式断路器间隔，建议按照图7设置缓冲气室，同样可跟立式断路器间隔形态实现不停电对接，若从主母线接口2开始扩建，卧式断路器间隔与立式断路器间隔并与不同之处，也同样可采用图8的优化方案。

2.3一倍半接线形式

该接线方式又称为3/2接线。正常运行时，两组母线同时带电运行，任一组母线故障或检修都不会造成停电。同时，还可以保证任何断路器检修时不会停电。甚至在两组母线都故障的极端的情况下，仍可继续运行。因此，一倍半接线方式的可靠性与灵活性大大增强，550kV及以上电压等级变电站多采用此接线方式。由于高电压等级电站扩建需经过苛刻的审核流程，并结合停电窗口实施扩建，笔者认为一倍半接线方式灵活，无需再作优化。

3结论

本文笔者根据自身经验结合工程案例介绍了组合电器在扩建施工时面临的设备停电问题，对不同主接线、不同间隔布置形态的停电施工方式进行分析，提出了主接线及间隔优化设计方案，对电站设计人员及生产厂家研发人员起到一定参考作用。

参考文献

[1]陈文剑，变电站扩建过程中若干问题分析及其措施[J].中国新技术新产品，2012(12):74.

[2]何军，梁慧玲.110kV变电站扩建一次设备改造分析[J].硅谷，2010(24):4-6.