220kV定海變電所35kV ZS3.2中置式開關(guān)柜的電氣設(shè)計

【摘 要】定海變電所，作為浙江省重點建設(shè)項目，關(guān)系到舟山地區(qū)今后經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對其進(jìn)行電氣設(shè)計，很具有現(xiàn)實意義。本文主要對變電所一次方面進(jìn)行了比較簡略的設(shè)計，包括主變壓器、主接線方式、斷路器及負(fù)荷開關(guān)的選擇；然后選擇了35kV ZS3.2中置式開關(guān)柜，闡述了對其進(jìn)行二次設(shè)計的技術(shù)要求及注意事項。

【關(guān)鍵詞】變電所 開關(guān)柜 設(shè)計

隨著舟山海洋經(jīng)濟(jì)、臨港工業(yè)的迅猛發(fā)展，電力需求逐年增長，現(xiàn)有的110千伏聯(lián)網(wǎng)線路輸送容量難以滿足需要，舟山電網(wǎng)急需新建220千伏電壓等級線路。220千伏定海變電所已經(jīng)浙江省發(fā)展和改革委員會浙發(fā)改設(shè)計〔2007〕121號核準(zhǔn)同意建設(shè)，并列為浙江省重點建設(shè)項目。該設(shè)計采用35kV ZS3.2型鎧裝式金屬封閉開關(guān)柜，開關(guān)柜作為變電所組成中重要的一項，其設(shè)計制造的成功，將直接關(guān)系到定海變建設(shè)的成功，也影響到舟山將來的發(fā)展。

一、高壓開關(guān)柜發(fā)展趨勢

隨著科技的進(jìn)步，用戶對質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性的要求，人們對環(huán)保的重視，開關(guān)柜的發(fā)展趨勢為：

（1）組合化、成套化、模塊化。復(fù)合絕緣技術(shù)、氣體絕緣技術(shù)和小型化真空滅弧室的使用，使得戶外配電設(shè)備的尺寸和重量與以前相比大幅減小。同時，電子測量控制設(shè)備的發(fā)展，使電流傳感器和電容式分壓器在高壓電器產(chǎn)品中的應(yīng)用成為可能，進(jìn)一步減小了高壓電器的體積。當(dāng)開關(guān)設(shè)備需要多種高壓電器同時使用時，許多廠家經(jīng)常將兩種以上的電器產(chǎn)品組合使用，如斷路器-隔離開關(guān)組合電器、負(fù)荷開關(guān)-隔離開關(guān)組合電器、負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器等，滿足了尺寸小、占地少、高性能、高可靠性的需要。

（2）大容量、高參數(shù)。單端口耐壓水平的提高，使GCB和GIS滅弧室結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)量減少，體積減小，可取消斷路器上的并聯(lián)電容器等，從而使開關(guān)可靠性提高，維護(hù)量減小，且利于開發(fā)更高電壓等級的產(chǎn)品。

（3）機(jī)電一體化。強(qiáng)電設(shè)備與先進(jìn)弱電技術(shù)結(jié)合可以顯著擴(kuò)展高壓電器的供能，為電網(wǎng)自動化、遠(yuǎn)動化、在線檢測提供更好的條件。

（4）免維護(hù)。隨著電子、信息技術(shù)的發(fā)展，在線檢測技術(shù)走向?qū)嵱没褂貌块T有條件實現(xiàn)由故障檢修到狀態(tài)檢修的轉(zhuǎn)化。

（5）選相分、合閘斷路器。選相合閘空載線路可以最低限度地限制合閘過電壓，利用先進(jìn)電子控制技術(shù)實現(xiàn)高壓斷路器選相分、合閘，對于特高壓電網(wǎng)降低絕緣水平、提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平十分重要。

（6）智能化。隨著電力系統(tǒng)自動化的飛速發(fā)展，無人值班變電站和智能配電系統(tǒng)正在出現(xiàn)，勢必要求開關(guān)柜的智能化程度越來越高。

二、變電所一次設(shè)計

1.主變與主接線選擇

在變壓器選擇方面，220kV定海變有220kV、110 kV和35kV三個電壓等級，因而選用三繞組變壓器，容量為180MVA，本所選用變壓器型號為SSZ10-180000/220，至于變壓器繞組連接方式，本變壓器采用YN，yn0，d11接線，主變?nèi)萘糠峙錇?80000/180000/72000MVA。220kV側(cè)母線選用一般雙母線接線方式。110kV側(cè)與35kV側(cè)母線選用分段的單母線接線。

2.主要一次元件選擇

（1）斷路器選擇。6—35KV的電網(wǎng)選用真空斷路器，電壓110—220kV的電網(wǎng)一般選用SF6斷路器。220kV側(cè)斷路器采用LW—220/3150， 110kV側(cè)斷路器采用LW-110/1600，35kV側(cè)母線最大負(fù)荷為72000kVA，其中最大一路出線負(fù)荷為6000kVA，出線按最大一路負(fù)荷計算。主變斷路器柜、線路柜、所變接地變柜和分?jǐn)嚅_關(guān)柜內(nèi)裝的斷路器采用VD4真空斷路器。至于電容器柜，安裝的是HD4 SF6斷路器。

（2）隔離開關(guān)選擇。隔離開關(guān)主要用來將高壓配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，以保證檢修工作的安全。對其的選擇，需要符合一定的技術(shù)參數(shù)要求，具體要求與斷路器一樣。220kV側(cè)隔離開關(guān)，選用GW4-220D/2000 隔離開關(guān)，110kV側(cè)隔離開關(guān)選用GW4-110/1600 隔離開關(guān)，35kV側(cè)隔離開關(guān)選用ABB 公司生產(chǎn)的額定電流為2000A的隔離小車。

三、35kV開關(guān)柜二次設(shè)計部分技術(shù)要求

（一）promis·e軟件

開關(guān)柜的二次設(shè)計，主要運用了promis·e軟件，promis·e是一個功能極其強(qiáng)大的計算機(jī)輔助工程軟件，是專門針對工程設(shè)計控制工程師的工作需求，建立在AutoCAD平臺上的。通過使用預(yù)先定義的大量的符號和符號集可以快速地創(chuàng)建原理示意圖。為節(jié)省用戶時間，電氣線在符號連接點會自動斷開和圖紙部分可以快速地拷貝和粘貼。promis·e能夠識別原理圖中元器件間邏輯上的內(nèi)部連接。一條電氣線被識別成為電氣線，而不僅僅是簡單的圖形意義上的線。系統(tǒng)在繪制原理圖的同時檢查如重復(fù)元器件ID之類的錯誤，還自動進(jìn)行交互參考和電氣線編號。通過使用元器件數(shù)據(jù)庫。軟件可以自動生成大量的支持文檔，如端子圖表，電纜圖，布置圖，材料清單和工作成本分析等。

（二）開關(guān)柜二次部分技術(shù)要求及注意事項

（1）對斷路器跳、合閘回路、加熱器回路、電機(jī)儲能回路及儲能狀態(tài)等應(yīng)有完善的監(jiān)視。

（2）手車與高壓開關(guān)柜輔助回路的插頭連接，其同一功能單元、同一種型式的高壓電器組件插頭的接線應(yīng)相同，并能互換使用；插座設(shè)在開關(guān)柜上，插頭設(shè)在手車上，插頭與插座必須接觸可靠，并有鎖緊措施；插頭與開關(guān)應(yīng)有可靠的機(jī)械連鎖，當(dāng)開關(guān)設(shè)備在工作位置時，插頭應(yīng)拔不出來。

（3）賣方應(yīng)在開關(guān)柜繼電器小室、儀表門上安裝電度表、電壓表、組合開關(guān)、熔斷器、繼電器等二次設(shè)備。

（4）所有開關(guān)柜上端子排的接線及其排列應(yīng)與買方提供的圖紙一致。端子排上至少應(yīng)還有20%的備用端子。

（三）開關(guān)柜二次設(shè)計注意事項

設(shè)計時特別要注意的是開關(guān)柜的“五防”要求，即：防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)，防止誤分、誤合斷路器、負(fù)荷開關(guān)、接觸器，防止接地開關(guān)處于閉合位置時關(guān)合斷路器、負(fù)荷開關(guān)等開關(guān)，防止在帶電時誤合接地開關(guān)，防止誤入帶電隔室。因而，設(shè)計時需要設(shè)置相應(yīng)的電氣閉鎖，起到一定的防護(hù)作用。