220kV配電裝置的方案比較

1、大唐長春第三熱電廠2x300MW供熱機組新建工程專題報告電氣部分 220kV配電裝置的方案比較中國電力工程顧問集團東北電力設(shè)計院2007年3月 長春大唐長春第三熱電廠2x300MW供熱機組新建工程專題報告電氣部分 220kV配電裝置的方案比較批準(zhǔn)審 核校 核 編制2007年3月長春目錄1 概述11.1 工程概述12 220KV配電裝置型式選擇12.1 220kV屋外敞開式配電裝置22.2 220kV屋內(nèi)GIS常規(guī)布置52.3 220kV屋內(nèi)GIS熱網(wǎng)首站上非常規(guī)布置72.4 三種方案的技術(shù)比較見下表102.5 兩種方案的經(jīng)濟比較見下表113 結(jié)論12220kV屋內(nèi)全封閉組合電器（GIS）的布置

2、方案比較1 概述工程概述擬建的長春第三熱電廠新建工程是由大唐集團公司全額投資的城市熱電廠，熱電廠廠址位于長春市南偏西，主要為長春市的西南部提供熱源。大唐長春第三熱電廠新建工程規(guī)劃規(guī)模為1200MW，一期工程700MW（2×350MW）。一期規(guī)劃為2回220kV出線；起動/備用電源由本期220kV配電裝置引接；220kV配電裝置采用雙母線接線，同時考慮預(yù)留下期擴建用地。電氣接線圖參見下圖：1.2 工程主要氣象條件長春市位于東北地區(qū)中部，北緯43度55分，東經(jīng)128度18分，屬于緩坡狀丘陵地帶。長春市氣候?qū)贉貛Т箨懶詺夂?，四季分明。主要特點是春季升溫快，氣溫日差較大，干燥多大風(fēng)；夏季溫?zé)?/p>

3、，雨量集中；秋季短暫而涼爽；冬季寒冷漫長。長春市平均溫度，最高氣溫，最低氣溫，采暖室外計算溫度-23，釆暖期170天，計4080小時。年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，冬季平均風(fēng)速s，夏季平均風(fēng)速s。地震烈度7級，凍土深度。2 220kV配電裝置型式選擇220kV配電裝置型式選擇，要考慮國家的技術(shù)經(jīng)濟政策、節(jié)約用地、自然條件、運行和檢修的要求。對存在海邊鹽霧和水泥廠等嚴(yán)重污染時，可采用屋內(nèi)配電裝置。在用地緊張時，也可以采用屋內(nèi)配電裝置；技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，可以采用GIS。在確定配電裝置型式時，必須考慮的因素如下：a) 節(jié)約用地；b) 運行安全、操作巡視方便；c) 便于檢修和安裝；d) 節(jié)約三材，降低造價；e

4、)電暈及無線電干擾；f)絕緣配合；g)進出線與配電裝置的配合h)污穢條件等i)對沿海電廠還應(yīng)考慮臺風(fēng)、潮濕及鹽霧等對電氣設(shè)備的影響根據(jù)上述設(shè)計原則，以及工程廠址選擇的要求，本工程220kV配電裝置型式可以有以下3種方案：方案一：220kV屋外敞開式配電裝置；方案二：220kV屋內(nèi)GIS常規(guī)布置；方案三：220kV屋內(nèi)GIS熱網(wǎng)首站上非常規(guī)布置；下面就上述3種可行方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較。2.1 220kV屋外敞開式配電裝置220kV屋外配電裝置采用分相管母線中型屋外配電裝置布置方式。屋外敞開式配電裝置布置方式較多，有屋外普通中型，屋外分相中型，屋外半高型和屋外高型。屋外半高型和高型布置雖然節(jié)省了占

5、地面積，但屋外分相中型與之相比，施工工作量最小，工期最短；布置清晰，運行方便；檢修母線方便；抗震性能好。經(jīng)過綜合比較，方案一選用分相中型布置。220kV分相管母線中型屋外配電裝置布置方案：采用SF6絕緣瓷柱式斷路器，主母線下布置隔離開關(guān)，需要單獨占地；由3個進線間隔，2個出線間隔，1個母聯(lián)間隔以及1個PT&LA間隔組成。主母線采用管母線，隔離開關(guān)布置在管母線下方，進線和出線斷路器分別布置在一條中心線上?？紤]到設(shè)備安裝檢修方便，220kV開關(guān)廠內(nèi)設(shè)環(huán)行道路。該型配電裝置占地面積少，布置清晰，結(jié)構(gòu)簡單，運行維護和安裝檢修均較方便。平面布置圖見“附圖1 220kV屋內(nèi)GIS常規(guī)布置”。2.1

6、.1屋外配電裝置本體配置序號220kV配電裝置(雙母線接線)雙母線接線，屋外中型布置，管母線配電裝置主變進線間隔2個，起備變進線間隔1個，出線間隔2個，母聯(lián)間隔1個，PT及避雷器間隔1個，共7個間隔。A斷路器六氟化硫單斷口 220kV2500A 40KA組6附操作機構(gòu)B隔離開關(guān)GW6-220D(W) 單接地刀 2500A100kA組9附操作機構(gòu)C隔離開關(guān)GW6-220 (W) 不帶接地刀 2500A100kA組5附操作機構(gòu)D隔離開關(guān)GW11-220D(W) 附雙接地刀2500A100kA組2附操作機構(gòu)E母線接地隔離開關(guān)JW4-220D(W)2000A100kA組4附操作機構(gòu)F電流互感器LB-2

7、20W 220kV，2X750/5A，臺3G電流互感器LB-220W 220kV，2X1250/5A，臺15H母線支柱絕緣子220kV，彎曲強度8000N個48I支柱絕緣子220kV，彎曲強度8000N個24J鋼芯鋁絞線LGJ-400/35米150PT及起備變間隔K鋁錳合金管主母線130/116米580L鋼芯鋁絞線2X(LGJ-400/35)米180主變進線間隔M鋼芯鋁絞線2X(LGJ-400/35)米465出線及母聯(lián)間隔N母線電壓互感器220kV，電容式臺6O絕緣子串XWP-10，20片/串串30P母線固定金具套96R管母線托架套48S其它金具套150U母線避雷器Y10W1-204/506臺

8、6V線路電壓互感器220kV，電容式臺2X端子箱個72.2220kV屋內(nèi)GIS常規(guī)布置SF6全封閉組合電器即GIS,是把整個220kV開關(guān)場的一次設(shè)備包括斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電壓互感器、電流互感器、避雷器及母線等集成在SF6氣體的密封罐體內(nèi)，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計有機地組合成一個整體。其主要特點是小型化、可靠性高、安全性好、杜絕外部的不利影響、安裝周期短、維護方便、檢修周期長等；缺點是造價較高。常規(guī)的220kV屋內(nèi)GIS是在技術(shù)經(jīng)濟比較合理的情況下，將220kV屋內(nèi)GIS布置在主廠房A排前靠近主變壓器進線的位置，以便于220kV屋內(nèi)GIS的進線引接并直接出線至廠區(qū)外。平面布置圖見“附圖2 220k

9、V屋內(nèi)GIS常規(guī)布置”。.1GIS本體配置序號名稱型號及規(guī)范單位數(shù)量備注1220kV出線間隔每個間隔包括：1套主斷路器：2500A，50kA，125kA，3套隔離開關(guān)：2500A，125kA，1套快速接地開關(guān)2套維修接地開關(guān)8套電流互感器1個就地控制柜1套SF6出線瓷套管組22220kV主變進線間隔每個間隔包括：1套主斷路器：1600A，50kA，125kA， 2套隔離開關(guān)：1600A，125kA，1套維修接地開關(guān)8套電流互感器1個就地控制柜1套SF6出線瓷套管組23220kV母聯(lián)間隔每個間隔包括：1套主斷路器：2500A，50kA，125kA， 2套隔離開關(guān)：2500A，125kA，2套維修

10、接地開關(guān)8套電流互感器1個就地控制柜組14220kV母線設(shè)備間隔每個間隔包括：2套電壓互感器2套隔離開關(guān)：1250A，4套維修接地開關(guān) 1250A，2套用于母線的快速接地開關(guān)2個就地控制柜組15220kV高備變間隔每個間隔包括：1套主斷路器：1600A，50kA，125kA， 3套隔離開關(guān)：1600A，125kA，3套維修接地開關(guān)8套電流互感器1個就地控制柜1套SF6出線瓷套管組16220kV 主母線3相3150A米647局部放電監(jiān)測裝置套18密度監(jiān)測套19微水監(jiān)測套110支架批1.2配置變壓器進線避雷器9支，出線避雷器6支。.3配置2支線路側(cè)單相電壓互感器。.4配置5噸吊車1套.5 220k

11、V配電裝置進出線走廊1鋼芯鋁絞線（出線）2x(LGJ-400/35)米2802鋼芯鋁絞線（進線）2x(LGJ-400/35)米4203鋼芯鋁絞線（起備變）LGJ-400/35米1404絕緣子串XWP-10，16片/串串182.3220kV屋內(nèi)GIS熱網(wǎng)首站上非常規(guī)布置在利用供熱機組熱網(wǎng)首站的基礎(chǔ)上，提出220kV屋內(nèi)GIS非常規(guī)布置方案：將220kV屋內(nèi)GIS布置在主廠房A排前的熱網(wǎng)首站上面；220kV屋內(nèi)GIS由3個進線間隔，2個出線間隔，1個母聯(lián)間隔，1個PT&LA間隔以及母線延伸間隔組成，其中由于進出線架空線的間隔大小與GIS間隔寬度不同，需要增加母線延伸間隔，這樣在一定程度上會

12、提高工程造價。將220kV屋內(nèi)GIS布置在主廠房A排前的熱網(wǎng)首站上面，是一種非常規(guī)布置，相對于常規(guī)220kV屋內(nèi)GIS比較，不再需要單獨占地。220kV屋內(nèi)GIS通過架空線利用主廠房A排前構(gòu)架直接出線；220kV屋內(nèi)GIS進線也可以通過母線延伸間隔調(diào)整各間隔間距，通過架空線利用主廠房A排前構(gòu)架與變壓器相連。這樣就有效的利用了主廠房A排前的空間，節(jié)省了220kV屋內(nèi)GIS的單獨用地。本方案由于其布置位置受到熱網(wǎng)首站位置的限制，與下一期的熱網(wǎng)首站距離較遠，不利于下期擴建時的主母線連接，可以采用延伸間隔連接，會提高工程造價。平面布置圖見“F414C-D08A排前變壓器及220kV屋內(nèi)GIS平面布置圖

13、” 。斷面圖見“F414C-D09220kV屋內(nèi)GIS及進出線走廊斷面圖”。.1GIS本體配置序號名稱型號及規(guī)范單位數(shù)量備注1主變進線間隔1套主斷路器：1600A，50kA，125kA， 2套隔離開關(guān)：1600A，125kA，1套維修接地開關(guān)8套電流互感器1組避雷器1個就地控制柜1套HSP干式硅橡膠外套套管組22220kV出線間隔1套主斷路器：2500A，50kA，125kA，3套隔離開關(guān)：2500A，125kA，1套快速接地開關(guān)2套維修接地開關(guān)8套電流互感器1支線路側(cè)單相電壓互感器1組避雷器1個就地控制柜1套HSP干式硅橡膠外套套管組23220kV高備變間隔1套主斷路器：1600A，50kA

14、，125kA， 3套隔離開關(guān)：1600A，125kA，3套維修接地開關(guān)8套電流互感器1組避雷器1個就地控制柜1套HSP干式硅橡膠外套套管組14220kV母聯(lián)間隔1套主斷路器：2500A，50kA，125kA， 2套隔離開關(guān)：2500A，125kA，2套維修接地開關(guān)8套電流互感器1個就地控制柜組15220kV母線設(shè)備間隔2套電壓互感器2套隔離開關(guān)：1250A，4套維修接地開關(guān) 1250A，2套用于母線的快速接地開關(guān)2個就地控制柜組16220kV 主母線3相3150A米887局部放電監(jiān)測裝置套18密度監(jiān)測套19微水監(jiān)測套110支架批1.2配置5噸吊車1套.3220kV配電裝置進出線走廊1鋼芯鋁絞線

15、(進線)2x(LGJ-400/35)米3002鋼芯鋁絞線（出線）2x(LGJ-400/35)米3003鋼芯鋁絞線（起備變）LGJ-400/35米1504絕緣子串XWP-10，16片/串串302.3.4首站上GIS擴建需增加電氣設(shè)備材料(此項費用單獨開列)1220kV 主母線3相3150A米220三種方案的技術(shù)比較見下表技術(shù)比較： 表1序號比較項目方案一：220kV屋外敞開式配電裝置方案二：220kV屋內(nèi)GIS常規(guī)布置方案三：220kV屋內(nèi)GIS熱網(wǎng)首站上非常規(guī)布置1安全可靠性設(shè)備會受到低溫影響，但在長春地區(qū)的環(huán)境條件下，SF6設(shè)備可以正常使用，設(shè)備運行安全。設(shè)備可以國產(chǎn)化不受外部惡劣低溫環(huán)境影

16、響，整套設(shè)備的可靠性極高，設(shè)備運行安全。設(shè)備可以國產(chǎn)化不受外部惡劣低溫環(huán)境影響，整套設(shè)備的可靠性極高，設(shè)備運行安全。設(shè)備可以國產(chǎn)化2維護檢修維護周期短，工作量較大檢修周期長，基本為免維護，維修工作量小檢修周期長，基本為免維護，維修工作量相對較大(高層維護)3運行管理運行方便，國內(nèi)有及其豐富的運行管理經(jīng)驗；抗震性能強設(shè)備集中，操作管理方便，沒有觸電危險，無靜電感應(yīng)和無線電干擾、抗震性能好。設(shè)備集中，操作管理方便，沒有觸電危險，無靜電感應(yīng)和無線電干擾、抗震性能好。4安裝施工施工安裝復(fù)雜，工程量大，施工周期長，施工費用較高設(shè)備為模塊化，為工廠制造，現(xiàn)場安裝周期短設(shè)備為模塊化，為工廠制造，現(xiàn)場安裝周期

17、短5運行業(yè)績很多沿海、高污染和高寒地區(qū)采用屋內(nèi)GIS的業(yè)績較多沿海、高污染和高寒地區(qū)采用屋內(nèi)GIS的業(yè)績較多6運行環(huán)境在冬季運行環(huán)境較差運行環(huán)境好運行環(huán)境好7土建工作量較大較小較小8對配電裝置擴建影響有充足的擴建空間擴建方便擴建時主母線連接較長，需增加土建基礎(chǔ)9占地面積占地較大，7786m2占地較小，1930m2節(jié)省占地，有效利用主廠房A排前熱網(wǎng)首站上方的空間10循環(huán)水管長度差值+m0兩種方案的經(jīng)濟比較見下表經(jīng)濟比較： 表2序號比較項目方案一：220kV屋外敞開式配電裝置方案二：220kV屋內(nèi)GIS常規(guī)布置方案三：220kV屋內(nèi)GIS熱網(wǎng)首站上非常規(guī)布置1電氣設(shè)備投資及安裝費（萬元）1845.911902占地費用03土建建筑費（萬元）2581201423循環(huán)水管（萬元）0合計（萬元）12363.18205初投資差價（萬元）454.61+30注：需要考慮采用非常規(guī)屋內(nèi)GIS的擴建；在擴建時，增加主母線長度及土建基礎(chǔ)，下期擴建時需要額外增加電氣本體及土建費用共計約693萬元。3 結(jié)論通過對以上3種方案技術(shù)經(jīng)濟比較可知：經(jīng)濟性最好的方案是方案一220kV屋外敞開式配電裝置，有工程造價低、極其豐富的運行管理經(jīng)驗以及