e級污區(qū)內(nèi)750 kV屋外配電裝置布置及選型

盧 偉 ,周 爽

(西北電力設(shè)計院有限公司，陜西 西安 710075)

e級污區(qū)內(nèi)750 kV屋外配電裝置布置及選型

盧 偉 ,周 爽

(西北電力設(shè)計院有限公司，陜西 西安 710075)

為了滿足e級污穢等級下750 kV 屋外配電裝置布置設(shè)計的最小安全凈距要求，分析了e級污穢等級對絕緣子串選擇和構(gòu)架選型的影響，提出了適用于e級污區(qū)的750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點高度的選型方案，該方案滿足e級污穢等級下750 kV 屋外配電裝置布置設(shè)計最小安全凈距要求。

污穢等級；屋外配電裝置；最小安全凈距；絕緣子串；構(gòu)架。

1 概述

21世紀初，隨著西北地區(qū)經(jīng)濟不斷發(fā)展，發(fā)電裝機容量和電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴大，經(jīng)過對建設(shè)330 kV 高一級電網(wǎng)多年的研究、方案論證和技術(shù)經(jīng)濟比較，西北電網(wǎng)高一級電壓等級最終確定為750 kV。

隨著國家治理霧霾和大氣污染力度的不斷增加，負荷中心建設(shè)燃煤電廠的環(huán)保壓力逐漸增大。在這種特殊背景下，“變輸煤為輸電”的能源戰(zhàn)略應(yīng)運而生。新疆、寧夏、蒙西、山西、陜北等煤炭主產(chǎn)區(qū)將建設(shè)大型現(xiàn)代化煤電基地，通過特高壓電網(wǎng)將電能輸送至負荷中心。

目前，我國已投運的750 kV 變電站以及大部分發(fā)電廠的750 kV 屋外配電裝置都處于d級污區(qū)，絕緣子和電氣設(shè)備外絕緣的爬電比距按照2.5 cm/ kV進行選擇。但是，在煤炭生產(chǎn)區(qū)建設(shè)的大型燃煤發(fā)電廠多處于e級污區(qū)，絕緣子和電氣設(shè)備外絕緣的爬電比距需按照3.18 cm/ kV進行選擇。因此，需要對絕緣子串型式及數(shù)量進行核算，并對750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點高度是否滿足布置設(shè)計最小安全凈距要求進行校驗。

針對上述問題，本文對海拔高度為1000 m及以下，e級污區(qū)內(nèi)絕緣子串的型式及數(shù)量進行選擇計算，提出了750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點高度要求，以滿足布置設(shè)計最小安全凈距要求。

2 絕緣子串的選擇計算

根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊：電氣一次部分》和《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》 (DL/ T 5222－2005)，每串絕緣子的片數(shù)可按照系統(tǒng)最高電壓和爬電比距選擇。

在e級污穢等級下，擬選用XWP3－210型耐污懸式絕緣子，每片絕緣子的泄露距離(L0)為52.5 cm，每片絕緣子高度(H)為170 mm，絕緣子的濕閃電壓(Usd)為50 kV，絕緣子的雷電沖擊閃絡(luò)電壓(Uld)為135 kV，絕緣子機電破壞荷載為210 kN。

e級污穢等級下，絕緣子的爬電比距(λ)要求為3.18 cm/kV，750 kV系統(tǒng)的最高電壓(U0)為800 kV，則每串絕緣子串的片數(shù)n≥λ*U0/L0＝3.18*800/52.5＝48.46片，取n＝49片。

根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》，選擇懸式絕緣子應(yīng)考慮絕緣子的老化，750 kV 屋外配電裝置每串絕緣子要預(yù)留的零值絕緣子為：耐張串(2～3)片，懸垂串(1～2)片。因此，750 kV 屋外配電裝置用耐張絕緣子串選用片數(shù)為52片，懸垂絕緣子串選用片數(shù)為51片。組裝后的耐張絕緣子串總長約10330 mm；懸垂絕緣子串總長約9360 mm。

同理，根據(jù)上述計算方法可知，在d級污穢等級下，750 kV 屋外配電裝置用耐張絕緣子串選用片數(shù)為42片，懸垂絕緣子串選用片數(shù)為41片。組裝后的耐張絕緣子串總長約8630 mm；懸垂絕緣子串總長約7660 mm。

3 750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架選型

根據(jù)《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》 (DL/ T 5352－2006)，在海拔1000 m及以下，750 kV屋外配電裝置最小安全凈距為：A1'＝4800 mm，A1''＝5500 mm，A2＝7200 mm，B1＝6250 mm，B2＝5600 mm，C＝12000 mm，D＝7500 mm。

其中，上述各字母代表的含義及適用范圍如下：A1'：帶電導(dǎo)體至接地構(gòu)架；A1''：帶電設(shè)備至接地構(gòu)架；A2：帶電導(dǎo)體相間；B1：帶電導(dǎo)體至柵欄；運輸設(shè)備外廓線至帶電導(dǎo)體；不同時停電檢修的垂直交叉導(dǎo)體之間；B2：網(wǎng)狀遮攔至帶電部分之間；C：帶電導(dǎo)體至地面；D：不同時停電檢修的兩平行回路之間水平距離；帶電導(dǎo)體至圍墻頂部；帶電導(dǎo)體至建筑物邊緣。

750 kV 屋外配電裝置采用一倍半斷路器接線方式，三列式布置。以“兩回進線、兩回出線組成兩個完整串”為例，#1主變進線－750 kV出線一交叉布置，占用兩個間隔；#2主變進線－750 kV出線二順列布置，占用一個間隔。

d級污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置進、出線構(gòu)架的寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為41.5 m，避雷線掛線點高度為56 m。母線構(gòu)架的寬度為41 m，導(dǎo)線掛線點高度為27 m。

根據(jù)第1節(jié)中絕緣子串選擇計算得出的結(jié)論可知，e級污穢等級相比d級污穢等級，絕緣子串選用片數(shù)多10片，長度增加1700 mm。圖1所示為750 kV 屋外配電裝置母線間隔斷面布置圖，如果按照e級污穢等級選擇絕緣子串片數(shù)，而不改變750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點高度，則母線間隔導(dǎo)體的最小安全凈距不滿足《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》A2值要求。圖1中用圓圈所示部分不滿足最小安全凈距要求。因此，在e級污區(qū)內(nèi)需要對750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架的寬度和掛線點高度進行重新核算。

圖1 750 kV 屋外配電裝置母線間隔斷面示意圖

圖2為適用于e級污區(qū)的750 kV 屋外配電裝置平面布置圖，配電裝置占地尺寸為160 m (橫向)×256 m(縱向)。進、出線及中間構(gòu)架共9榀，構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為44 m，避雷線掛線點高度為59 m。母線構(gòu)架共7榀，構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為29.5 m。連線構(gòu)架共3榀，構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為29.5 m。

圖2 750 kV 屋外配電裝置平面布置圖

圖3 750 kV 屋外配電裝置進線構(gòu)架與母線構(gòu)架間導(dǎo)體最小安全凈距校驗示意圖

圖4 750 kV 屋外配電裝置出線構(gòu)架與母線構(gòu)架間導(dǎo)體最小安全凈距校驗示意圖

圖5 750 kV 屋外配電裝置母線間隔導(dǎo)體最小安全凈距校驗示意圖

圖3～圖5分別表示e級污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置進線構(gòu)架與母線構(gòu)架、出線構(gòu)架與母線構(gòu)架、母線間隔導(dǎo)體最小安全凈距校驗示意圖。

從圖3～圖5導(dǎo)體最小安全凈距示意中可以看出，在調(diào)整設(shè)備支架高度，滿足運輸設(shè)備外廓線至帶電導(dǎo)體之間的最小安全凈距B1值和帶電導(dǎo)體至地面之間的最小安全凈距C值條件下，帶電導(dǎo)體至接地構(gòu)架之間的最小安全凈距A1'值、設(shè)備上部帶電導(dǎo)體至垂直交叉導(dǎo)體之間的最小安全凈距B1值、絕緣子串耐張線夾帶電導(dǎo)體至母線導(dǎo)體之間的最小安全凈距B1值、不同相帶電導(dǎo)體之間的最小安全凈距A2值均滿足《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》要求，并留有一定裕度。

750 kV 屋外配電裝置敞開三列式布置型式下，d級污區(qū)和e級污區(qū)內(nèi)構(gòu)架寬度和掛線點高度詳見表1。

表1 不同等級污區(qū)內(nèi)構(gòu)架寬度和掛線點高度

由表1 數(shù)據(jù)可知，e級污區(qū)相比于d級污區(qū)內(nèi)進、出線及中間構(gòu)架的寬度不變，導(dǎo)線掛線點高度增加2.5 m，避雷線掛線點高度增加3 m。母線構(gòu)架和連線構(gòu)架的寬度增加1 m，導(dǎo)線掛線點高度增加2.5 m。

通過上述分析計算可知，在滿足e級污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置最小安全凈距要求條件下，進、出線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為44 m，避雷線掛線點高度為59 m。母線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為29.5 m。連線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為29.5 m。

對于海拔高度大于1000 m，小于2000 m的環(huán)境，根據(jù)《750 kV變電所設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定(電氣部分)》 (Q/GDW 101－2003)，在海拔2000 m時，750 kV 屋外配電裝置最小安全凈距為：A1'=5400 mm，A1''=5950 mm，A2=8000 mm，B1=6700 mm，B2=6050 mm，C=12000 mm，D=7950 mm。利用本文所述方法進行分析計算，上述構(gòu)架寬度及掛線點高度同樣滿足750 kV 屋外配電裝置最小安全凈距要求，本文不再贅述。

4 結(jié)論

本文對e級污區(qū)內(nèi)絕緣子串進行了選擇計算，提出了750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點高度的要求，具體結(jié)論如下：

(1)在海拔高度小于1000 m的環(huán)境下，e級污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置用耐張絕緣子串選用片數(shù)為52片，懸垂絕緣子串選用片數(shù)為51片。

(2) e級污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置進、出線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為44 m，避雷線掛線點高度為59 m。母線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為29.5 m。連線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點高度為29.5 m。

(3)本文所述750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點高度同樣適用于海拔高度大于1000 m，小于2000 m的環(huán)境。

[1] 水利電力西北電力設(shè)計院．電力工程電氣設(shè)計手冊：電氣一次部分[M]．北京：中國電力出版社，1989．

[2] DL/T 5222－2005，導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定[S]．

[3] DL/T 5352－2006，高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程[S]．

[4] Q_GDW 152－2006，電力系統(tǒng)污區(qū)分級與外絕緣選擇標準[S]．

[5] Q_GDW 101－2003，750 kV變電所設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定(電氣部分)[S]．

Layout and Type Selection of 750 kV Outdoor Switchgear under the e Pollution Zone

LU Wei, ZHOU Shuang
(Northwest Electric Power Design Institute Co. Ltd., Xi'an 710075, China)

To satisfy the minimum safety distance requirements of 750 kV outdoor switchgear layout design under the e pollution level. The infuences of e pollution level on insulator string selection and frame selection are analyzed. The selection scheme about the hang line point height and width of frame for 750 kV outdoor switchgear is proposed, which is applicable to e pollution zone. The scheme satisfes the minimum safety distance requirements of 750 kV outdoor switchgear layout design under the e pollution level.

pollution level;outdoor switchgear; minimum safety distance; insulator string; frame.

TM72

：B

：1671-9913(2017)01-0059-04

2015-11-23

盧偉(1984- )，男，高級工程師，主要從事發(fā)電廠電氣設(shè)計工作。