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摘 要:气体绝缘金属封闭开关设备(GIS),因其占地面积小、与环境的协调性好、配置灵活、受外部条件影响小等优点受到电力用户的青睐,目前GIS设备成为了电网的關键设备。本文通过对GIS平面布置图设计要点的阐述,能够为GIS设备变电站工程设计人员提供设计参考和建议。
关键词:GIS设备平面布置
中图分类号:TM734 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0102-01
1 前言
气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的平面布置图设计是变电站设计中的一部分。GIS平面布置图设计时,根据用户提供的房屋结构和GIS设备所处的空间范围,按主接线图配置设备。最终提供给用户的平面布置图不但要满足各设备具有的各自功能,而且在有限的空间范围内能合理有效的配置,以便做到使用、巡视、维护、检修方便容易。
2 GIS平面布置图设计的步骤及要点
2.1 确认用户技术规范内容
2.1.1 主接线图
根据用户要求进行主接线的绘制,绘制中应核对用户提供的主接线和协议中的供货表,要求两者统一。
2.1.2 安装地点和相应注意事项
(1)户内还是户外
(2)户外时,应确认下列事项
①进出线门框架和GIS安装地点所在位置的空间关系;②架空线的相序;(③污秽条件、空气湿度;④海拔高度;⑤当地最低和最高温度;⑥阳光辐射、覆冰厚度、风速等;⑦抗震等级。
(3)户内时应确认的事项
①GIS室的大小和横梁的位置;②设备入口和搬运、巡视通道的宽度;③GIS设备的最大外形尺寸;④架空线的相序;⑤污秽条件、空气湿度;⑤海拔高度;⑥室内最低温度;⑦抗震等级。
2.1.3 GIS各组成元件的参数和差异
(1)应确认按标准设备的额定值(特性)配置是否足够,用户是否有特殊要求,是否需要进行开发试验。(2)本地区温湿度、海拔高度、污秽等级和抗震条件的内容确认和预防措施。
2.2 设备选型
根据技术规范的额定参数,选择相关设备。元件的布置应依据“结构尽量简单、布置尽量紧凑、设计尽量减少零部件品种”的原则进行。
2.3 GIS设备平面布置图设计的要点
GIS设备安装地点和主接线以及与此相适应的组成设备一经确定,便可进行平面布置图设计,平面布置图设计的主要内容如下。
2.3.1 设计平面布置图时,首先对设备的配置应进行研究,研究标准配置的适用程度,尽可能的参照传统的配置实例,以求在有限的空间范围内合理地容纳GIS。同时由于套管、变压器线路受到进线门框架和机房条件的制约,必须固定配置在某一处,不能自由配置,需要作些变更方可适用时,此时设备配置的优先顺序为：
(1)进线用的套管;(2)变压器用的线路;(3)CT、PT、隔离、接地开关;(4)电缆头(根据电缆仓的位置配置);(5)母线。
2.3.2 根据用户要求策划规定各线路的设备排列,研究各线路的平面配置,设计适合于安装空间的合理的总配置图,确认在安装空间内可容纳GIS的侧视图。然后进行间隔断面图的绘制。具体需要注意事项及要点如下:
(1)应预先规划用户的检修通道。(2)元件的布置应依据“结构尽量简单、布置尽量紧凑、设计尽量减少零部件品种”的原则进行。(3)布置图中尺寸应按照用户要求执行。(4)核对套管对雨搭、房梁等的外绝缘距离；绘制平面布置图时应严格控制核算产品的绝缘距离是否足够,确认是否需要根据海拔进行修正。(5)对用户布置的对产品有影响的元件需表示出其位置及外形尺寸,(6)对大的工程应考虑基础伸缩缝的位置。(7)对共箱母线较长的工程应考虑在适当位置放置波纹管,以满足基础沉降和产品热胀冷缩变形的要求。(8)对电缆终端等开孔应避免开到产品梁上等。(9)对于断路器、电压互感器、避雷器,应确保安装和拆卸用的空间。
2.3.3 电流互感器(CT)的配置
CT用于计测和保护变压设备,所以其配置必须连同其保护范围一起加以考虑,配置方法一般如下:
(1)CT的配置应根据变电站构成设备及其保护范围来考虑,一般基本上配置在断路器的前后。(2)CT的配置有时会置于母线和断路器之间,有时则比断路器更靠近线路侧,为了不让CT故障演变为母线故障,后者更可取。
2.3.4 根据用户的主接线图,考虑运行、检修和扩建等事项
对于双母线或双母分段方式、多线路的重要的枢纽变电站,应考虑运行、检修和电站扩建上的停机条件等因素,必要时要设置可拆卸母线和过渡气室。
2.3.5 GIS的现场耐电压
对于GIS在现场安装后的耐电压试验方法及其可能性应预先研究确定。
2.3.6 设计构架、主母线、设备的自立架等的支撑部分的详细尺寸和载荷分布情况,并制图。具体需要注意事项及要点如下：
(1)GIS设备所包括的各个标准元件的载体,要承受设备的重力,考虑支撑是否能满足GIS设备在各载荷作用下所进行的拉伸、收缩、移动等,考虑支撑是否合理,新结构承重、抗弯强度是否足够,保证设备的安全可靠性。(2)支撑按功能特性分,可分为:固定支撑、滑动支撑。
2.3.7 构成GIS的各设备组装和操作上的检查要点,避免干涉,应按有关图纸逐一确认。为了满足设备总组装不出现不能组装、干涉、手柄不能操作等现象,检查部位通常如下：
(1)按有关图纸确认设备和构架支撑类立体交叉部位是否畅通无阻。(2)隔离、接地等手动操作柄操作是否方便。(3)检查附属于设备的阀门、管路系统是否接触到构架之类。(4)检查构架、巡视平台是否接触到设备之类,是否影响操作手柄的操作。(5)就地操作箱门的开、关是否受阻。(6)电缆桥架是否接触到设备之类。
2.3.8 对总装配图,应进行确认检查。
2.3.9 编制GIS平面布置图的明细,主要包含如下图纸。
(1)远期和本期的主接线和总体平面布置图；(2)本期气室分布图和监视图,包含GIS各设备的容积和气体量；(3)远期和本期的地基图和接地端子示意图；(4)母线可拆卸结构和波纹管的配置图；(5)GIS设备外形尺寸图；(6)滑动支撑图；(7)载重图；(8)检修巡视平台示意图；(9)检修吊钩图；(10)规格明细表。
3 结语
随着GIS设备在系统内的大量应用,以及变电站所处位置的不同,如何合理科学的设计GIS平面布置图,就是个科学严禁多学科交叉的过程。只有科学的设计,才能够最终给电力用户提供使用、巡视、维护、检修方便容易的产品。
参考文献
[1] 黎斌.著.SF6高压电器设计.北京:机械工业出版社,2007.
关键词:GIS设备平面布置
中图分类号:TM734 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)05(c)-0102-01
1 前言
气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的平面布置图设计是变电站设计中的一部分。GIS平面布置图设计时,根据用户提供的房屋结构和GIS设备所处的空间范围,按主接线图配置设备。最终提供给用户的平面布置图不但要满足各设备具有的各自功能,而且在有限的空间范围内能合理有效的配置,以便做到使用、巡视、维护、检修方便容易。
2 GIS平面布置图设计的步骤及要点
2.1 确认用户技术规范内容
2.1.1 主接线图
根据用户要求进行主接线的绘制,绘制中应核对用户提供的主接线和协议中的供货表,要求两者统一。
2.1.2 安装地点和相应注意事项
(1)户内还是户外
(2)户外时,应确认下列事项
①进出线门框架和GIS安装地点所在位置的空间关系;②架空线的相序;(③污秽条件、空气湿度;④海拔高度;⑤当地最低和最高温度;⑥阳光辐射、覆冰厚度、风速等;⑦抗震等级。
(3)户内时应确认的事项
①GIS室的大小和横梁的位置;②设备入口和搬运、巡视通道的宽度;③GIS设备的最大外形尺寸;④架空线的相序;⑤污秽条件、空气湿度;⑤海拔高度;⑥室内最低温度;⑦抗震等级。
2.1.3 GIS各组成元件的参数和差异
(1)应确认按标准设备的额定值(特性)配置是否足够,用户是否有特殊要求,是否需要进行开发试验。(2)本地区温湿度、海拔高度、污秽等级和抗震条件的内容确认和预防措施。
2.2 设备选型
根据技术规范的额定参数,选择相关设备。元件的布置应依据“结构尽量简单、布置尽量紧凑、设计尽量减少零部件品种”的原则进行。
2.3 GIS设备平面布置图设计的要点
GIS设备安装地点和主接线以及与此相适应的组成设备一经确定,便可进行平面布置图设计,平面布置图设计的主要内容如下。
2.3.1 设计平面布置图时,首先对设备的配置应进行研究,研究标准配置的适用程度,尽可能的参照传统的配置实例,以求在有限的空间范围内合理地容纳GIS。同时由于套管、变压器线路受到进线门框架和机房条件的制约,必须固定配置在某一处,不能自由配置,需要作些变更方可适用时,此时设备配置的优先顺序为：
(1)进线用的套管;(2)变压器用的线路;(3)CT、PT、隔离、接地开关;(4)电缆头(根据电缆仓的位置配置);(5)母线。
2.3.2 根据用户要求策划规定各线路的设备排列,研究各线路的平面配置,设计适合于安装空间的合理的总配置图,确认在安装空间内可容纳GIS的侧视图。然后进行间隔断面图的绘制。具体需要注意事项及要点如下:
(1)应预先规划用户的检修通道。(2)元件的布置应依据“结构尽量简单、布置尽量紧凑、设计尽量减少零部件品种”的原则进行。(3)布置图中尺寸应按照用户要求执行。(4)核对套管对雨搭、房梁等的外绝缘距离；绘制平面布置图时应严格控制核算产品的绝缘距离是否足够,确认是否需要根据海拔进行修正。(5)对用户布置的对产品有影响的元件需表示出其位置及外形尺寸,(6)对大的工程应考虑基础伸缩缝的位置。(7)对共箱母线较长的工程应考虑在适当位置放置波纹管,以满足基础沉降和产品热胀冷缩变形的要求。(8)对电缆终端等开孔应避免开到产品梁上等。(9)对于断路器、电压互感器、避雷器,应确保安装和拆卸用的空间。
2.3.3 电流互感器(CT)的配置
CT用于计测和保护变压设备,所以其配置必须连同其保护范围一起加以考虑,配置方法一般如下:
(1)CT的配置应根据变电站构成设备及其保护范围来考虑,一般基本上配置在断路器的前后。(2)CT的配置有时会置于母线和断路器之间,有时则比断路器更靠近线路侧,为了不让CT故障演变为母线故障,后者更可取。
2.3.4 根据用户的主接线图,考虑运行、检修和扩建等事项
对于双母线或双母分段方式、多线路的重要的枢纽变电站,应考虑运行、检修和电站扩建上的停机条件等因素,必要时要设置可拆卸母线和过渡气室。
2.3.5 GIS的现场耐电压
对于GIS在现场安装后的耐电压试验方法及其可能性应预先研究确定。
2.3.6 设计构架、主母线、设备的自立架等的支撑部分的详细尺寸和载荷分布情况,并制图。具体需要注意事项及要点如下：
(1)GIS设备所包括的各个标准元件的载体,要承受设备的重力,考虑支撑是否能满足GIS设备在各载荷作用下所进行的拉伸、收缩、移动等,考虑支撑是否合理,新结构承重、抗弯强度是否足够,保证设备的安全可靠性。(2)支撑按功能特性分,可分为:固定支撑、滑动支撑。
2.3.7 构成GIS的各设备组装和操作上的检查要点,避免干涉,应按有关图纸逐一确认。为了满足设备总组装不出现不能组装、干涉、手柄不能操作等现象,检查部位通常如下：
(1)按有关图纸确认设备和构架支撑类立体交叉部位是否畅通无阻。(2)隔离、接地等手动操作柄操作是否方便。(3)检查附属于设备的阀门、管路系统是否接触到构架之类。(4)检查构架、巡视平台是否接触到设备之类,是否影响操作手柄的操作。(5)就地操作箱门的开、关是否受阻。(6)电缆桥架是否接触到设备之类。
2.3.8 对总装配图,应进行确认检查。
2.3.9 编制GIS平面布置图的明细,主要包含如下图纸。
(1)远期和本期的主接线和总体平面布置图；(2)本期气室分布图和监视图,包含GIS各设备的容积和气体量；(3)远期和本期的地基图和接地端子示意图；(4)母线可拆卸结构和波纹管的配置图；(5)GIS设备外形尺寸图；(6)滑动支撑图；(7)载重图；(8)检修巡视平台示意图；(9)检修吊钩图；(10)规格明细表。
3 结语
随着GIS设备在系统内的大量应用,以及变电站所处位置的不同,如何合理科学的设计GIS平面布置图,就是个科学严禁多学科交叉的过程。只有科学的设计,才能够最终给电力用户提供使用、巡视、维护、检修方便容易的产品。
参考文献
[1] 黎斌.著.SF6高压电器设计.北京:机械工业出版社,2007.