淺析變電站擴(kuò)建過程中的停電原因

符國(guó)暉 廖永浩 曹智 倪虹妹

摘 要：變電站設(shè)備類型眾多，不同設(shè)備又因工藝的差異性發(fā)生停電的原因各不相同。本文分析變電站擴(kuò)建過程中不同設(shè)備可能發(fā)生停電的原因，并簡(jiǎn)要介紹了應(yīng)對(duì)措施，希望能給電力工程從業(yè)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：停電;GIS;開關(guān)柜;變電站

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，用電量日益提升，對(duì)供電可靠性的要求也越來越高。為提高變電站容量需對(duì)變電站進(jìn)行擴(kuò)建，但擴(kuò)建過程中又經(jīng)常會(huì)引起原有10kV負(fù)荷停電，降低供電可靠性。

本文對(duì)變電站擴(kuò)建過程中的停電原因進(jìn)行分析，從中總結(jié)出規(guī)律，希望能為后續(xù)工程提供參考，讓其提前做好應(yīng)對(duì)措施。本文所說的停電，是指變電站低壓側(cè)10kV、20kV或35kV的停電，以及變電站高、中壓側(cè)停電引起的低壓側(cè)停電，站外配網(wǎng)停電不在本文討論范圍內(nèi)。本文探討的增容方式是在原變電站預(yù)留位置擴(kuò)建，而拆除原變電站后新建更大容量變電站不在本文討論范圍內(nèi)，可參考本文中的設(shè)備停電原因。

變電站擴(kuò)建主要類型主要有擴(kuò)建主變、擴(kuò)建220kV或110kV出線間隔、擴(kuò)建10kV開關(guān)柜等，擴(kuò)建過程中的停電主要是由各級(jí)配電裝置引起的，各級(jí)配電裝置按形式又可分為GIS設(shè)備、隔離開關(guān)斷路器常規(guī)設(shè)備、開關(guān)柜設(shè)備等，下面按各類型設(shè)備逐一分析。

1GIS設(shè)備停電

按發(fā)生停電的3種工況，對(duì)GIS設(shè)備停電機(jī)理進(jìn)行分析。

1.1接入GIS冷備用間隔（間隔已建成，本期僅線路接入）

按試驗(yàn)規(guī)程，GIS間隔冷備用三個(gè)月以內(nèi)不用做耐壓試驗(yàn)，三個(gè)月以上一年以內(nèi)本間隔做耐壓試驗(yàn)（即母線隔離刀不用做耐壓試驗(yàn)，打開即可），一年以上相鄰母線需要做耐壓試驗(yàn)（即母線隔離刀需要做耐壓試驗(yàn)，相鄰母線一同試驗(yàn)）。

1.2擴(kuò)建間隔沒有母線及母線刀閘

擴(kuò)建工程需要擴(kuò)建母線的情況下，母線對(duì)接時(shí)和耐壓試驗(yàn)時(shí)涉及母線需要停電。

1.3擴(kuò)建間隔已有母線及母線刀閘

母線隔離開關(guān)已建，擴(kuò)建間隔工程中，如上圖擴(kuò)建間隔12備用間隔，1QS對(duì)接需抽真空，因密封絕緣子不能承受全部氣壓，因此間隔11、13的1M氣室需放氣至半壓，在此壓力下無法保證絕緣，因此1M需停電;同理對(duì)接2QS時(shí)2M需要停電，完成后做耐壓試驗(yàn)是1M、2M需同時(shí)停電。

1.4停電范圍

110kV、220kV配電裝置常見接線形式有單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、雙母線單分段接線和雙母線雙分段接線。

根據(jù)上述分析，冷備用GIS停電一年以內(nèi)，可不用母線停電，其他無論是否擴(kuò)母線都需要相應(yīng)母線停電。因此，常見的接線形式中，單母線接線、雙母線接線需要同時(shí)停電，單母線分段和雙母線雙分段接線需要一半的GIS間隔停電;雙母線單分段接線中（如2M、3M分段），需要兩條母線同時(shí)停電（1M、2M），因此僅3M工作，僅一半間隔帶電工作，此時(shí)3M為單母線接線，供電可靠性低。

1.5應(yīng)對(duì)措施

當(dāng)變電站只有2個(gè)電壓等級(jí)，如110/10kV或220/20kV，當(dāng)GIS設(shè)備采用單母線接線或雙母線接線時(shí)，會(huì)發(fā)生全站停電。應(yīng)對(duì)措施為將全站10kV負(fù)荷通過站外環(huán)網(wǎng)轉(zhuǎn)出，對(duì)無法轉(zhuǎn)出或停電的負(fù)荷，采用移動(dòng)發(fā)電車供電。

當(dāng)變電站有3個(gè)電壓等級(jí)，當(dāng)GIS設(shè)備采用單母線接線或雙母線接線時(shí)，會(huì)發(fā)生GIS全停。應(yīng)對(duì)措施為將主變通過另一電壓等級(jí)配電裝置供電，10kV負(fù)荷無需停電。

當(dāng)變電站有3個(gè)電壓等級(jí)，當(dāng)GIS設(shè)備采用單母線分段接線或雙母線分段接線時(shí)，僅一半GIS間隔停電。應(yīng)對(duì)措施為將主變通過另一電壓等級(jí)配電裝置供電，或停電主變負(fù)荷由未停電主變供電，10kV負(fù)荷無需停電。

2應(yīng)用雙斷口隔離開關(guān)GIS 減少擴(kuò)建停電

擴(kuò)建工程引起其他GIS間隔停電，主要是由于中間需要半壓氣室過渡，而半壓氣室不能承受額定電壓，所以引起母線停電。如上圖所示，若采用雙斷口隔離開關(guān)GIS設(shè)備后，雙母線隔離開關(guān)共有5個(gè)氣室，對(duì)接時(shí)氣室5降為大氣壓，氣室3、氣室4降為半壓，隔離開關(guān)DDS1、DDS2打開，即可對(duì)接，無需母線和相鄰間隔停電。

3常規(guī)設(shè)備停電

常規(guī)設(shè)備發(fā)生停電有4種工況，具體如下。

1）擴(kuò)建間隔需要擴(kuò)建母線，母線對(duì)接時(shí)需要相應(yīng)母線停電，如超規(guī)模擴(kuò)建間隔工程;

2）擴(kuò)建間隔需要安裝母線引下線或母線靜觸頭時(shí)，相應(yīng)母線需要停電。如原備用間隔無母線引下線或母線靜觸頭;又如更換刀閘、斷路器等工程中，需要一同更換母線引下線工程。

3）擴(kuò)建主變間隔需要在母線上方安裝跨線時(shí)，母線需要停電。

4）更換母線構(gòu)架或母線導(dǎo)體時(shí)，母線需要停電。

停電范圍與應(yīng)對(duì)措施與GIS設(shè)備類似。

4開關(guān)柜停電

開關(guān)柜發(fā)生停電有3種工況，具體如下。

4.1更換單面開關(guān)柜或整段開關(guān)柜

更換單面開關(guān)柜或整段開關(guān)柜時(shí)，因涉及到該段母線，所以整段開關(guān)柜都需要停電。

4.2擴(kuò)建開關(guān)柜

擴(kuò)建開關(guān)柜時(shí)，新母線需與前期母線對(duì)接，需要測(cè)量前期母線尺寸，加工好銅排后對(duì)接。需根據(jù)測(cè)量和對(duì)接的位置確定是否需要前期母線停電。若前期分段柜或隔離柜未將母線引出，測(cè)量和對(duì)接的銅排需穿過前期分段柜或隔離柜的母線室，因空間較小，不滿足安全操作的要求，因此需要前期母線停電;若母線已引出，測(cè)量和對(duì)接工作不需要穿越前期開關(guān)柜母線室，只需拉開隔離手車，因此前期母線可不用停電。所以，擴(kuò)建開關(guān)柜時(shí)，若前期母線未引出，需要在測(cè)量前期母線和與前期母線對(duì)接時(shí)各停電一次，每次約1天。

4.3拆除聯(lián)絡(luò)銅排

當(dāng)#2主變采用雙臂進(jìn)線，本期擴(kuò)建#3主變時(shí)，首先需要斷開原IIAM和IIBM間的連接銅排，因此需要停電一次，可與測(cè)量IIBM銅排同時(shí)進(jìn)行，減少一次停電。

因此，通常在#3主變擴(kuò)建工程中，IIAM和IIBM需同時(shí)停電一天，進(jìn)行拆除IIAM、IIBM間銅排工作和測(cè)量IIBM銅排尺寸工作，然后IIBM需停電一天，進(jìn)行IIBM和IIIM連通工作。

4.4停電范圍

更換單面開關(guān)柜或整段開關(guān)柜時(shí)，整段開關(guān)柜都需要停電。

擴(kuò)建開關(guān)柜對(duì)接母線時(shí)，若前期母線未引出，前期母線在測(cè)量和對(duì)接時(shí)各停電一次。

斷開IIAM和IIBM間的連接銅排時(shí)，需要IIAM和IIBM同時(shí)停電一次，可與對(duì)接停電同時(shí)進(jìn)線。

變電站所有開關(guān)柜更換時(shí)，可將更換工作分段進(jìn)行，各段停電方案可由上述停電方案組合而成。

4.5應(yīng)對(duì)措施

開關(guān)柜需要整段停電時(shí)，停電前逐條改造饋線環(huán)網(wǎng)，然后切除該饋線柜，直至本段全部切除，然后改造。開關(guān)柜改造完成后，逐條接回原饋線。

當(dāng)難以改造饋線環(huán)網(wǎng)時(shí)，可考慮用發(fā)電車臨時(shí)提供電源;若負(fù)荷較大，可考慮用移動(dòng)變電站帶負(fù)荷。

5小結(jié)

當(dāng)設(shè)備檢修或更換，涉及的設(shè)備需要停電，這點(diǎn)很好理解。但因電氣設(shè)備工藝的復(fù)雜性，與改造工作相鄰的設(shè)備、甚至不相鄰的設(shè)備也需要停電，根據(jù)上述的分析，在此對(duì)各種工況的停電范圍和時(shí)間做個(gè)小結(jié)。

上述停電設(shè)備分析較為零散，實(shí)際工程中可將各種工況進(jìn)行組合、優(yōu)化，提出最佳施工方案。

設(shè)備停電在變電站擴(kuò)建過程中經(jīng)常遇到，為減少停電時(shí)間、提高供電可靠性，需要電力從業(yè)人員掌握各種各種設(shè)備可能停電的工況，提前做好應(yīng)對(duì)預(yù)案，保障正常生產(chǎn)、生活的用電需求。