发电厂500kV配电装置选型探讨

1、发电厂500kV配电装置选型探讨    摘要：本文就目前火力发电厂中常用的几种500kV配电装置型式进行了探讨，对GIS、HGIS以及AIS在设备投资、施工安装、运行维护等方面进行了比较。 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. 关键词：500kV配电装置；设备特点；运行维护 Key words:500kV switchgear, equipment characteristic, operation and maintenance 中图分类号：V242.4+3文献标识码：A 文章编号： 1 引言 目前发电厂高压配电装置型式主要有三中类型：气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）、复合电器（HGIS）以及空气绝缘开关设备（AIS）。这三种型式的配电装置技术特点各

3、异，电厂需根据不同的建厂条件和工程特点来选择适合的配电装置型式。 本文分析了500kV电压等级GIS、HGIS和AIS三种配电装置的技术特点，并对各种型式500kV配电装置在设备投资、施工安装以及运行维护等方面进行了探讨。 2. 500kV配电装置的型式 2.1发电厂配电装置选型和布置的基本原则 1) 满足电厂自然环境条件需要，配电装置选型安全可靠； 2) 考虑现场的场地条件，减少配电装置的占地面积和土石方量，提高土地利用率； 3) 考虑电厂全寿期经济运行，获得最佳的经济效益； 4) 方便运行和检修； 5) 布置清晰，结构简单； 6) 有利于下期工程的扩建及改建。 2.2 GIS、HGIS和A

4、IS主要特点及技术对比 GIS 具有占地面积小，运行可靠性高，抗污秽及抗震能力强等特点，GIS配电装置又分屋外布置和屋内布置两种，根据电厂所处的环境条件确定。AIS比GIS便宜，但占地面积较大，抗震、抗污秽能力较差，日常维护工作量较大。HGIS兼有GIS和常规敞开式开关设备两者的特点，带电部分除母线和引接线外全部密封于惰性SF6气体中，降低了盐雾、积尘、水分等外部影响。 GIS、HGIS和AIS主要技术特点对比如下。 表2-1技术比较表 方案 项目 屋外GIS 屋内GIS HGIS 屋外配电装置（AIS） 可靠性 带电部分全部密封于惰性SF6气体中，完全隔离盐雾、积尘、水分等外部影响，防盐污效

5、果好；由于GIS设备所有元件都组合为一个整体，抗震性能好。 同屋外GIS。 带电部分除母线和引接线外全部密封于惰性SF6气体中，降低了盐雾、积尘、水分等外部影响，防盐污效果较好；由于HGIS设备主要元件都组合为一个整体，抗震性能较好。 设备暴露在空气中，受外界自然条件的影响，不能彻底防止污闪事故的发生，防盐污效果不理想；设备安装高度较高，防震性能较差。 安全性 带电部分全部密封于接地的金属壳体内，因而没有触电的危险；GIS设备内没有用绝缘油，SF6气体又为不燃性气体，无火灾危险。 同屋外GIS。 安全性介于敞开式和GIS之间，接近于GIS。 在防止外物落击、人身触电等安全性方面不如GIS。 施

6、工安装 GIS设备小型化并采用积木式结构，可在工厂内进行整机装配和试验合格后，以单元或整个间隔运达现场，因而可以缩短现场安装工期，节省施工费用，并提高可靠性。屋外GIS安装条件不如屋内GIS，需搭棚安装或选择晴天、无沙尘时安装。 同屋外GIS。安装条件比屋外GIS好。 除母线和进出线架构施工量较大（小于敞开式布置方案）外，其它施工安装基本同GIS方案 500 kV户外配电装置占地面积大，地基需加固处理，土建工程量大，施工安装周期较长。 运行管理 运行人员需屋外巡检，检修工作量少。 屋内巡检，巡检条件好，检修工作量少；室内必须采取机械通风，室内空气不允许再循环。 运行管理介于敞开式和GIS之间，

7、接近敞开式。 全部设备敞开布置于户外，运行环境受环境气象条件影响。 维护检修 检修周期长，维修工作量小，检修工艺要求高，SF6气体经电弧作用形成的SF4与水反应生成含毒物质，检修时要采取防护措施，防止吸入或接触中毒。 同屋外GIS。 检修周期较长，维修工作量小，维护检修方便。母线及少量的常规设备维护工作量稍大。 户外配电装置有大量金属部件暴露在室外，由于隔离开关容易锈蚀，需定期维护，备品备件多，检修工作量大。 干扰 由于GIS设备的带电部分均以金属壳体封闭，对电磁和静电实现屏蔽，不会发生无线电干扰等问题。噪音来自断路器的开断过程，也被外壳屏蔽，而对外界影响较小。 同屋外GIS。 部分带电部分裸

8、露在外，对外界产生一定无线电干扰。噪音来自断路器的开断过程，也被外壳屏蔽，对外界影响较小。 带电部分裸露在外，对外界产生无线电干扰。来自断路器的开断过程的噪音对外界影响也相对较大。 2.3 500kV GIS、HGIS及AIS设备价格比较 下面以500kV双母线接线（5个断路器间隔，2个母线设备间隔）为例，对500kV配电装置采用GIS、HGIS及AIS不同型式的造价进行对比分析。 表2-2单位：万元RMB 以上设备价格均来自国内主要生产厂家询价，其中不含安装、调试费；GIS设备造价对屋外和屋内布置均适用。 2.4屋外GIS、屋内GIS、HGIS和AIS综合经济比较 2.4.1 建设期综合投资

9、 下表以500kV双母线接线（5个断路器间隔，2个母线设备间隔）为例，对不同类型设备在建设期的投资进行综合比较。表中仅对存在差异的主要投资进行比较，未包括运行费用；比较中GIS占地面积已包括户外设备、环形道路和进出线构架所占面积。 表2-3单位：万元RMB 境明显好于屋外敞开式开关设备，另外六氟化硫（SF6）气体优异的熄弧特性和绝缘特性很大程度延长了触头的使用寿命，经咨询国内主要的GIS厂家（包括合资厂），其主要部件的维修时间间隔一般不小于20年，每次小修间隔35年。 GIS组合电器日常维护工作量较小，只需检查组合电器中SF6的微水含量和漏气量，一般情况下GIS组合电器均配有在线检测装置来检测

10、SF6的微水含量和漏气量。 屋外敞开式配电装置运行环境比GIS差，设备运行状况受外部条件影响较大，需加强日常巡检维护工作，运行人员需经常检查设备漏气、漏油以及瓷瓶有无油垢、裂纹、破损等情况。电厂每年需进行春秋查，对设备和绝缘子进行清扫，油浸式设备还需检查油标、油位以及进行补油等工作。屋外敞开式配电装置运行维护工作量较大，主要设备检修试验周期一般在5-8年左右，每次小修间隔12年。 通过以上分析，屋外敞开式（AIS）配电装置小修间隔时间短、每年要进行定期检查，假设每年进行2次检查（春秋查），每次停电1天，电厂将因此减少大量发电量，以2x600MW机组为例，电厂将减少发电量2x6x105kWx24小时x2天=5760万度，扣除发电成本后，假设电厂每发1度电利润是5分钱，则电厂每年将损失约288万元，如采用GIS配电装置将可能避免这种损失，提高电厂的竞争力，GIS设备与屋外敞开式的设备投资差额可在几年内回收。 3. 结论 HGIS与GIS相比综合造价无优势，且技术性能和运行维护等方面均不如GIS，因此国内此类配电装置目前采用HGIS的很少。 除环境条件特别恶劣的情况外，建议电厂采用屋外GIS，GIS外壳完全能够满足高盐雾、高腐蚀地区的防腐要求，且能避