配電裝置的組合式構(gòu)架布置方案研究

陳碧霞

【摘要】國內(nèi)35kV屋外配電裝置布置型式多采用中型布置，設(shè)備按電氣主接線依次布置，安裝在高于地面一定高度的支架上。由于每個設(shè)備分別布置在不同間隔，占地面積較多。本文以某國外工程30kV變電站改造工程為依托，研究在用地面積受到限制時，將母線和部分設(shè)備與構(gòu)架相結(jié)合，并配合中型布置方式，形成一種滿足安全要求，布置合理并節(jié)約用地的組合式構(gòu)架布置方案。

關(guān)鍵詞：中型布置;占地面積小;組合式構(gòu)架;

一、項(xiàng)目背景

本文依托某國外工程30kV變電站改造工程，變電站項(xiàng)目位于非洲中部地區(qū)，變電站已運(yùn)行超過20年，且期間進(jìn)行過多次改造。站區(qū)面積約45m×52.8m，建設(shè)有2臺30/6.6kV變壓器。30kV系統(tǒng)采用單母線接線，原有架空進(jìn)線3回，變壓器及配電裝置均采用戶外布置。站內(nèi)還設(shè)有一棟建筑面積約37.5mm2的綜合樓。綜合樓和戶外配電裝置的布置整體成“凹”字型。

改造工程新增1臺30/6.6kV變壓器，并新增2回30kV架空進(jìn)線，引自當(dāng)?shù)匦陆ǖ?20kV變電站。新增30kV配電裝置采用單母線分段接線，一段母線接入原有30kV系統(tǒng)，另一段母線接入新增的變壓器，改造共需新增1回主變間隔，2回線路間隔，1回分段間隔，1回PT間隔。根據(jù)項(xiàng)目要求，新增主變和30kV設(shè)備均采用戶外布置。

改造工程計(jì)劃在原變電站站址范圍內(nèi)擴(kuò)建，而當(dāng)?shù)仉娏鞠Ｍ凶儔浩骷?0kV配電裝置繼續(xù)運(yùn)行不拆除，因此站區(qū)內(nèi)可用的區(qū)域面積非常少。工程所在地的國家是聯(lián)合國公布的最不發(fā)達(dá)國家之一，雖然變電站地處首都，但是當(dāng)?shù)氐某鞘幸?guī)劃依然非常落后，變電站站區(qū)周圍環(huán)境復(fù)雜，有很多臨時建筑包括居民住宅搭建變電站圍墻外，考慮到拆遷賠償，進(jìn)線方向等綜合因素，站區(qū)擴(kuò)建的方案只能向站區(qū)大門側(cè)向西側(cè)外擴(kuò)7米，因此本次改造工程可使用的面積約660m2左右。

二、配電裝置布置難點(diǎn)

配電裝置型式選擇應(yīng)考慮所在地區(qū)的環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行、檢修和安裝要求綜合考慮。由于項(xiàng)目條件的限制，本次改造工程配電裝置型式選擇的難點(diǎn)主要有以下兩方面：

1、可用區(qū)域面積少

加上征地?cái)U(kuò)建的面積，30kV變電站改造工程可使用的區(qū)域大小約為30m（長）×22m（寬），面積約660mm2左右，而本次改造工程需新增1回主變間隔，2回線路間隔，1回分段間隔，1回PT間隔。根據(jù)35kV戶外配電裝置中型單列布置典型設(shè)計(jì)，采用戶外軟母線，架空出線時，1回主變間隔和1回線路間隔內(nèi)設(shè)備布置和母線構(gòu)架、出線構(gòu)架布置所需的場地約為寬度5m，長度17.5m。如按照典型設(shè)計(jì)布置，在站內(nèi)可使用面積內(nèi)布置新增的5個間隔非常緊湊。

2、運(yùn)輸檢修困難

30kV變電站原總平面布置整體成“凹”字型。30kV配電裝置位于站區(qū)南側(cè)，綜合樓布置與站區(qū)北側(cè)，變壓器位于30kV配電裝置和綜合樓中間，偏東側(cè)布置，站區(qū)大門位于站區(qū)西側(cè)，連接進(jìn)站道路。變電站原布置清晰合理，運(yùn)輸檢修方便，但改造工程的征地方案為站區(qū)大門側(cè)紅線向西側(cè)外擴(kuò)7米，導(dǎo)致改造工程可用區(qū)域面積限制在了站區(qū)西側(cè)，如在此區(qū)域內(nèi)采用配電裝置中型布置方案，構(gòu)架和設(shè)備布滿站區(qū)西側(cè)可用區(qū)域，整體總平面布置將成“回”字型，擋住了原變電站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)輸檢修空間。

三，組合構(gòu)架布置方案

考慮到屋外配電裝置安全凈距的要求，配電裝置出線構(gòu)架的帶電部分至接地部分和不同相的帶電部分之間最小電氣距離不能減少，即間隔布置的寬度無法壓縮。因此只能考慮減少間隔布置長度。

結(jié)合電氣主接線，現(xiàn)提出將主母線、隔離開關(guān)、避雷器等設(shè)備與構(gòu)架組合布置的方案。每個間隔設(shè)置四個構(gòu)架柱，相鄰兩個構(gòu)架之間可共用兩個構(gòu)架柱，構(gòu)架柱的寬度為間隔寬度，長度根據(jù)后續(xù)設(shè)備布置方案確定，長度和寬度方向的兩個構(gòu)架柱之間可以搭接橫梁，橫梁可以設(shè)置在構(gòu)架柱的任意高度，便于安裝各種設(shè)備和絕緣子串。

主母線采用管型母線，采用支柱絕緣子支撐，安裝于構(gòu)架柱頂部搭接的橫梁上，高度可按照常規(guī)中型布置母線常用高度選取。

線路間隔出線側(cè)高度的橫梁上可設(shè)置出線掛點(diǎn)板，懸掛耐張絕緣子串和懸垂絕緣子串，高度可按照常規(guī)中型布置出線構(gòu)架高度選取。此高度位置橫梁上部可同時設(shè)置出線避雷器，與架空出線T接。

母線隔離開關(guān)采用雙柱V型旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)，90?垂直布置，搭接的橫梁材質(zhì)選用槽鋼，便于固定隔離開關(guān)。三相隔離開關(guān)的底座根據(jù)相間距分別在槽鋼上采用螺栓固定。如有線路隔離開關(guān)，可采用和母線隔離開關(guān)一樣的方式固定。

母線隔離開關(guān)的連桿和操動機(jī)構(gòu)，可固定在構(gòu)架柱的適當(dāng)位置，采用螺栓連接或現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際情況焊接零部件都非常方便。

間隔內(nèi)其他設(shè)備，如斷路器、電流互感器、電壓互感器等采用常規(guī)中型布置，布置在支架上，設(shè)備支架按照中型布置常用尺寸布置在構(gòu)架正下方。

線路間隔、主變間隔的設(shè)備間連接導(dǎo)線采用軟導(dǎo)線，回路連接的順序按照電氣主接線：各間隔由管型母線引下后，經(jīng)構(gòu)架下懸垂絕緣子掛點(diǎn)連接至半高處的隔離開關(guān)，再引接至下部的斷路器和電流互感器，至出線側(cè)隔離開關(guān)，最后T接至架空出線。

分段間隔的兩把母線隔離開關(guān)分別布置相鄰兩個間隔的構(gòu)架柱側(cè)面，斷路器、電流互感器采用常規(guī)中型布置，構(gòu)架柱頂部的主母線要在滿足管型母線力學(xué)計(jì)算的前提下適當(dāng)伸長，以便于軟導(dǎo)線引下?；芈愤B接順序按照電氣主接線：由I母管型母線引下后，連接至半高處的母線隔離開關(guān)，再引接至下部的斷路器和電流互感器，至另一個構(gòu)架柱半高處的母線隔離開關(guān)，并與II母管型母線連接。

本改造工程PT間隔不設(shè)置隔離開關(guān)，電壓互感器直掛在主母線上，間隔內(nèi)的設(shè)備主要包括電壓互感器、熔斷器和避雷器，因此PT間隔不考慮新增構(gòu)架柱，直接采用相鄰間隔的構(gòu)架柱，在相鄰間隔構(gòu)架柱的側(cè)面半高處搭接橫梁，橫梁上部防止避雷器，橫梁側(cè)部搭接戶外型限流熔斷器。電壓互感器采用采用常規(guī)中型布置，布置在支架上。構(gòu)架柱頂部的主母線要在滿足管型母線力學(xué)計(jì)算的前提下適當(dāng)伸長，以便于軟導(dǎo)線引下。PT間隔設(shè)備間連接的順序?yàn)椋河晒苄湍妇€引下后，連接至側(cè)面半高處的熔斷器，再引接至電壓互感器，避雷器采用T接。這種方法可以減少原普通中型布置PT間隔所占的位置。685B05ED-9809-4717-9C22-B3CD72FC0DF5

四、組合式構(gòu)架布置特點(diǎn)

組合式構(gòu)架布置方案除了滿足接線方式，滿足對人身和設(shè)備的安全要求等原則性條件之外，還具有以下特點(diǎn)。

1、占地面積少。組合式構(gòu)架方案將母線構(gòu)架和進(jìn)出線構(gòu)架相結(jié)合，比常規(guī)中型布置減少了一組獨(dú)立構(gòu)架;隔離開關(guān)布置垂直布置在構(gòu)架橫梁上，節(jié)約了隔離開關(guān)支架;由于母線及隔離開關(guān)都在高處布置，斷路器和電流互感器等設(shè)備可以直接布置在構(gòu)架正下方，設(shè)備連接回路成環(huán)形，本工程間隔長度可縮短至4m。

2、間隔布置清晰、靈活。在考慮配電裝置的布置時應(yīng)該做到整齊清晰，各個間隔之間要有明顯的界限，對同一用途的同類設(shè)備，盡可能布置在同一中心線上，或處于同一標(biāo)高。組合式構(gòu)架中單個間隔內(nèi)的設(shè)備均布置在四個構(gòu)架柱范圍內(nèi)，間隔內(nèi)回路的導(dǎo)線連接清晰，不與其他間隔交叉。同一類型間隔采用的隔離開關(guān)、避雷器可設(shè)置在同一高度，操作機(jī)構(gòu)可設(shè)置在同一操作面，其余設(shè)備也能保證布置統(tǒng)一，簡潔明了。避雷器、熔斷器等設(shè)備可根據(jù)間隔的布置情況和主接線要求，靈活布置在組合構(gòu)架適當(dāng)位置的橫梁上。

3、減少構(gòu)建類型。組合式構(gòu)架間隔設(shè)備布置完成后，可與土建專業(yè)進(jìn)行配合，將各間隔的導(dǎo)線張力與橫梁上設(shè)備荷載統(tǒng)一考慮，統(tǒng)一設(shè)計(jì)構(gòu)件，并交由廠家統(tǒng)一生產(chǎn)，這樣既減少了構(gòu)件類型，也便于現(xiàn)場安裝。

4、便于檢修。組合式構(gòu)架設(shè)計(jì)時可考慮上人檢修荷載，在構(gòu)架柱上預(yù)留爬梯等上人位置。由于縮短了間隔長度，項(xiàng)目擴(kuò)建的5個間隔占地約為21.5m（長）×4m（寬），在和原有設(shè)備保持安全距離的情況下，長度方向預(yù)留了供運(yùn)輸和檢修車輛通行的距離，滿足現(xiàn)場施工和運(yùn)行檢修的要求。

五、組合式構(gòu)架典型布置

六、總結(jié)

30kV變電站改造工程組合式構(gòu)架的應(yīng)用，既可以減少間隔布置的占地面積，滿足運(yùn)行檢修的要求，也減少了構(gòu)建類型，便于現(xiàn)場安裝，在類似國外項(xiàng)目改造工程中可考慮借鑒此方案，合理運(yùn)用，更好做到因地制宜，經(jīng)濟(jì)合理，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便。

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