發(fā)電廠500kV配電裝置選型探討

1、發(fā)電廠500kV配電裝置選型探討    摘要：本文就目前火力發(fā)電廠中常用的幾種500kV配電裝置型式進(jìn)行了探討，對(duì)GIS、HGIS以及AIS在設(shè)備投資、施工安裝、運(yùn)行維護(hù)等方面進(jìn)行了比較。 Abstract: The article introduces several typical 500kV switchgear including GIS, HGIS and AIS type which are usually adopted in power plant, analysize the equipment characteristics, and

2、 give a comparison in investment, installation, operation and maintenance aspects. 關(guān)鍵詞：500kV配電裝置；設(shè)備特點(diǎn)；運(yùn)行維護(hù) Key words:500kV switchgear, equipment characteristic, operation and maintenance 中圖分類號(hào)：V242.4+3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 1 引言 目前發(fā)電廠高壓配電裝置型式主要有三中類型：氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備（GIS）、復(fù)合電器（HGIS）以及空氣絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備（AIS）。這三種型式的配電裝置技術(shù)特點(diǎn)各

3、異，電廠需根據(jù)不同的建廠條件和工程特點(diǎn)來(lái)選擇適合的配電裝置型式。 本文分析了500kV電壓等級(jí)GIS、HGIS和AIS三種配電裝置的技術(shù)特點(diǎn)，并對(duì)各種型式500kV配電裝置在設(shè)備投資、施工安裝以及運(yùn)行維護(hù)等方面進(jìn)行了探討。 2. 500kV配電裝置的型式 2.1發(fā)電廠配電裝置選型和布置的基本原則 1) 滿足電廠自然環(huán)境條件需要，配電裝置選型安全可靠； 2) 考慮現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地條件，減少配電裝置的占地面積和土石方量，提高土地利用率； 3) 考慮電廠全壽期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益； 4) 方便運(yùn)行和檢修； 5) 布置清晰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 6) 有利于下期工程的擴(kuò)建及改建。 2.2 GIS、HGIS和A

4、IS主要特點(diǎn)及技術(shù)對(duì)比 GIS 具有占地面積小，運(yùn)行可靠性高，抗污穢及抗震能力強(qiáng)等特點(diǎn)，GIS配電裝置又分屋外布置和屋內(nèi)布置兩種，根據(jù)電廠所處的環(huán)境條件確定。AIS比GIS便宜，但占地面積較大，抗震、抗污穢能力較差，日常維護(hù)工作量較大。HGIS兼有GIS和常規(guī)敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備兩者的特點(diǎn)，帶電部分除母線和引接線外全部密封于惰性SF6氣體中，降低了鹽霧、積塵、水分等外部影響。 GIS、HGIS和AIS主要技術(shù)特點(diǎn)對(duì)比如下。 表2-1技術(shù)比較表 方案 項(xiàng)目 屋外GIS 屋內(nèi)GIS HGIS 屋外配電裝置（AIS） 可靠性 帶電部分全部密封于惰性SF6氣體中，完全隔離鹽霧、積塵、水分等外部影響，防鹽污效

5、果好；由于GIS設(shè)備所有元件都組合為一個(gè)整體，抗震性能好。 同屋外GIS。 帶電部分除母線和引接線外全部密封于惰性SF6氣體中，降低了鹽霧、積塵、水分等外部影響，防鹽污效果較好；由于HGIS設(shè)備主要元件都組合為一個(gè)整體，抗震性能較好。 設(shè)備暴露在空氣中，受外界自然條件的影響，不能徹底防止污閃事故的發(fā)生，防鹽污效果不理想；設(shè)備安裝高度較高，防震性能較差。 安全性 帶電部分全部密封于接地的金屬殼體內(nèi)，因而沒(méi)有觸電的危險(xiǎn)；GIS設(shè)備內(nèi)沒(méi)有用絕緣油，SF6氣體又為不燃性氣體，無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)。 同屋外GIS。 安全性介于敞開(kāi)式和GIS之間，接近于GIS。 在防止外物落擊、人身觸電等安全性方面不如GIS。 施

6、工安裝 GIS設(shè)備小型化并采用積木式結(jié)構(gòu)，可在工廠內(nèi)進(jìn)行整機(jī)裝配和試驗(yàn)合格后，以單元或整個(gè)間隔運(yùn)達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，因而可以縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝工期，節(jié)省施工費(fèi)用，并提高可靠性。屋外GIS安裝條件不如屋內(nèi)GIS，需搭棚安裝或選擇晴天、無(wú)沙塵時(shí)安裝。 同屋外GIS。安裝條件比屋外GIS好。 除母線和進(jìn)出線架構(gòu)施工量較大（小于敞開(kāi)式布置方案）外，其它施工安裝基本同GIS方案 500 kV戶外配電裝置占地面積大，地基需加固處理，土建工程量大，施工安裝周期較長(zhǎng)。 運(yùn)行管理 運(yùn)行人員需屋外巡檢，檢修工作量少。 屋內(nèi)巡檢，巡檢條件好，檢修工作量少；室內(nèi)必須采取機(jī)械通風(fēng)，室內(nèi)空氣不允許再循環(huán)。 運(yùn)行管理介于敞開(kāi)式和GIS之間，

7、接近敞開(kāi)式。 全部設(shè)備敞開(kāi)布置于戶外，運(yùn)行環(huán)境受環(huán)境氣象條件影響。 維護(hù)檢修 檢修周期長(zhǎng)，維修工作量小，檢修工藝要求高，SF6氣體經(jīng)電弧作用形成的SF4與水反應(yīng)生成含毒物質(zhì)，檢修時(shí)要采取防護(hù)措施，防止吸入或接觸中毒。 同屋外GIS。 檢修周期較長(zhǎng)，維修工作量小，維護(hù)檢修方便。母線及少量的常規(guī)設(shè)備維護(hù)工作量稍大。 戶外配電裝置有大量金屬部件暴露在室外，由于隔離開(kāi)關(guān)容易銹蝕，需定期維護(hù)，備品備件多，檢修工作量大。 干擾 由于GIS設(shè)備的帶電部分均以金屬殼體封閉，對(duì)電磁和靜電實(shí)現(xiàn)屏蔽，不會(huì)發(fā)生無(wú)線電干擾等問(wèn)題。噪音來(lái)自斷路器的開(kāi)斷過(guò)程，也被外殼屏蔽，而對(duì)外界影響較小。 同屋外GIS。 部分帶電部分裸

8、露在外，對(duì)外界產(chǎn)生一定無(wú)線電干擾。噪音來(lái)自斷路器的開(kāi)斷過(guò)程，也被外殼屏蔽，對(duì)外界影響較小。 帶電部分裸露在外，對(duì)外界產(chǎn)生無(wú)線電干擾。來(lái)自斷路器的開(kāi)斷過(guò)程的噪音對(duì)外界影響也相對(duì)較大。 2.3 500kV GIS、HGIS及AIS設(shè)備價(jià)格比較 下面以500kV雙母線接線（5個(gè)斷路器間隔，2個(gè)母線設(shè)備間隔）為例，對(duì)500kV配電裝置采用GIS、HGIS及AIS不同型式的造價(jià)進(jìn)行對(duì)比分析。 表2-2單位：萬(wàn)元RMB 以上設(shè)備價(jià)格均來(lái)自國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠家詢價(jià)，其中不含安裝、調(diào)試費(fèi)；GIS設(shè)備造價(jià)對(duì)屋外和屋內(nèi)布置均適用。 2.4屋外GIS、屋內(nèi)GIS、HGIS和AIS綜合經(jīng)濟(jì)比較 2.4.1 建設(shè)期綜合投資

9、 下表以500kV雙母線接線（5個(gè)斷路器間隔，2個(gè)母線設(shè)備間隔）為例，對(duì)不同類型設(shè)備在建設(shè)期的投資進(jìn)行綜合比較。表中僅對(duì)存在差異的主要投資進(jìn)行比較，未包括運(yùn)行費(fèi)用；比較中GIS占地面積已包括戶外設(shè)備、環(huán)形道路和進(jìn)出線構(gòu)架所占面積。 表2-3單位：萬(wàn)元RMB 境明顯好于屋外敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備，另外六氟化硫（SF6）氣體優(yōu)異的熄弧特性和絕緣特性很大程度延長(zhǎng)了觸頭的使用壽命，經(jīng)咨詢國(guó)內(nèi)主要的GIS廠家（包括合資廠），其主要部件的維修時(shí)間間隔一般不小于20年，每次小修間隔35年。 GIS組合電器日常維護(hù)工作量較小，只需檢查組合電器中SF6的微水含量和漏氣量，一般情況下GIS組合電器均配有在線檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)

10、SF6的微水含量和漏氣量。 屋外敞開(kāi)式配電裝置運(yùn)行環(huán)境比GIS差，設(shè)備運(yùn)行狀況受外部條件影響較大，需加強(qiáng)日常巡檢維護(hù)工作，運(yùn)行人員需經(jīng)常檢查設(shè)備漏氣、漏油以及瓷瓶有無(wú)油垢、裂紋、破損等情況。電廠每年需進(jìn)行春秋查，對(duì)設(shè)備和絕緣子進(jìn)行清掃，油浸式設(shè)備還需檢查油標(biāo)、油位以及進(jìn)行補(bǔ)油等工作。屋外敞開(kāi)式配電裝置運(yùn)行維護(hù)工作量較大，主要設(shè)備檢修試驗(yàn)周期一般在5-8年左右，每次小修間隔12年。 通過(guò)以上分析，屋外敞開(kāi)式（AIS）配電裝置小修間隔時(shí)間短、每年要進(jìn)行定期檢查，假設(shè)每年進(jìn)行2次檢查（春秋查），每次停電1天，電廠將因此減少大量發(fā)電量，以2x600MW機(jī)組為例，電廠將減少發(fā)電量2x6x105kWx24小時(shí)x2天=5760萬(wàn)度，扣除發(fā)電成本后，假設(shè)電廠每發(fā)1度電利潤(rùn)是5分錢，則電廠每年將損失約288萬(wàn)元，如采用GIS配電裝置將可能避免這種損失，提高電廠的競(jìng)爭(zhēng)力，GIS設(shè)備與屋外敞開(kāi)式的設(shè)備投資差額可在幾年內(nèi)回收。 3. 結(jié)論 HGIS與GIS相比綜合造價(jià)無(wú)優(yōu)勢(shì)，且技術(shù)性能和運(yùn)行維護(hù)等方面均不如GIS，因此國(guó)內(nèi)此類配電裝置目前采用HGIS的很少。 除環(huán)境條件特別惡劣的情況外，建議電廠采用屋外GIS，GIS外殼完全能夠滿足高鹽霧、高腐蝕地區(qū)的防腐要求，且能避