220kV配电装置的方案比较

1、大唐长春第三热电厂2x300MW供热机组新建工程专题报告电气部分 220kV配电装置的方案比较中国电力工程顾问集团东北电力设计院2007年3月 长春大唐长春第三热电厂2x300MW供热机组新建工程专题报告电气部分 220kV配电装置的方案比较批准审 核校 核 编制2007年3月长春目录1 概述11.1 工程概述12 220KV配电装置型式选择12.1 220kV屋外敞开式配电装置22.2 220kV屋内GIS常规布置52.3 220kV屋内GIS热网首站上非常规布置72.4 三种方案的技术比较见下表102.5 两种方案的经济比较见下表113 结论12220kV屋内全封闭组合电器（GIS）的布置

2、方案比较1 概述工程概述拟建的长春第三热电厂新建工程是由大唐集团公司全额投资的城市热电厂，热电厂厂址位于长春市南偏西，主要为长春市的西南部提供热源。大唐长春第三热电厂新建工程规划规模为1200MW，一期工程700MW（2×350MW）。一期规划为2回220kV出线；起动/备用电源由本期220kV配电装置引接；220kV配电装置采用双母线接线，同时考虑预留下期扩建用地。电气接线图参见下图：1.2 工程主要气象条件长春市位于东北地区中部，北纬43度55分，东经128度18分，属于缓坡状丘陵地带。长春市气候属温带大陆性气候，四季分明。主要特点是春季升温快，气温日差较大，干燥多大风；夏季温热

3、，雨量集中；秋季短暂而凉爽；冬季寒冷漫长。长春市平均温度，最高气温，最低气温，采暖室外计算温度-23，釆暖期170天，计4080小时。年主导风向为西南风，冬季平均风速s，夏季平均风速s。地震烈度7级，冻土深度。2 220kV配电装置型式选择220kV配电装置型式选择，要考虑国家的技术经济政策、节约用地、自然条件、运行和检修的要求。对存在海边盐雾和水泥厂等严重污染时，可采用屋内配电装置。在用地紧张时，也可以采用屋内配电装置；技术经济比较合理时，可以采用GIS。在确定配电装置型式时，必须考虑的因素如下：a) 节约用地；b) 运行安全、操作巡视方便；c) 便于检修和安装；d) 节约三材，降低造价；e

4、)电晕及无线电干扰；f)绝缘配合；g)进出线与配电装置的配合h)污秽条件等i)对沿海电厂还应考虑台风、潮湿及盐雾等对电气设备的影响根据上述设计原则，以及工程厂址选择的要求，本工程220kV配电装置型式可以有以下3种方案：方案一：220kV屋外敞开式配电装置；方案二：220kV屋内GIS常规布置；方案三：220kV屋内GIS热网首站上非常规布置；下面就上述3种可行方案进行技术经济比较。2.1 220kV屋外敞开式配电装置220kV屋外配电装置采用分相管母线中型屋外配电装置布置方式。屋外敞开式配电装置布置方式较多，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虽然节省了占

5、地面积，但屋外分相中型与之相比，施工工作量最小，工期最短；布置清晰，运行方便；检修母线方便；抗震性能好。经过综合比较，方案一选用分相中型布置。220kV分相管母线中型屋外配电装置布置方案：采用SF6绝缘瓷柱式断路器，主母线下布置隔离开关，需要单独占地；由3个进线间隔，2个出线间隔，1个母联间隔以及1个PT&LA间隔组成。主母线采用管母线，隔离开关布置在管母线下方，进线和出线断路器分别布置在一条中心线上。考虑到设备安装检修方便，220kV开关厂内设环行道路。该型配电装置占地面积少，布置清晰，结构简单，运行维护和安装检修均较方便。平面布置图见“附图1 220kV屋内GIS常规布置”。2.1

6、.1屋外配电装置本体配置序号220kV配电装置(双母线接线)双母线接线，屋外中型布置，管母线配电装置主变进线间隔2个，起备变进线间隔1个，出线间隔2个，母联间隔1个，PT及避雷器间隔1个，共7个间隔。A断路器六氟化硫单断口 220kV2500A 40KA组6附操作机构B隔离开关GW6-220D(W) 单接地刀 2500A100kA组9附操作机构C隔离开关GW6-220 (W) 不带接地刀 2500A100kA组5附操作机构D隔离开关GW11-220D(W) 附双接地刀2500A100kA组2附操作机构E母线接地隔离开关JW4-220D(W)2000A100kA组4附操作机构F电流互感器LB-2

7、20W 220kV，2X750/5A，台3G电流互感器LB-220W 220kV，2X1250/5A，台15H母线支柱绝缘子220kV，弯曲强度8000N个48I支柱绝缘子220kV，弯曲强度8000N个24J钢芯铝绞线LGJ-400/35米150PT及起备变间隔K铝锰合金管主母线130/116米580L钢芯铝绞线2X(LGJ-400/35)米180主变进线间隔M钢芯铝绞线2X(LGJ-400/35)米465出线及母联间隔N母线电压互感器220kV，电容式台6O绝缘子串XWP-10，20片/串串30P母线固定金具套96R管母线托架套48S其它金具套150U母线避雷器Y10W1-204/506台

8、6V线路电压互感器220kV，电容式台2X端子箱个72.2220kV屋内GIS常规布置SF6全封闭组合电器即GIS,是把整个220kV开关场的一次设备包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器及母线等集成在SF6气体的密封罐体内，经优化设计有机地组合成一个整体。其主要特点是小型化、可靠性高、安全性好、杜绝外部的不利影响、安装周期短、维护方便、检修周期长等；缺点是造价较高。常规的220kV屋内GIS是在技术经济比较合理的情况下，将220kV屋内GIS布置在主厂房A排前靠近主变压器进线的位置，以便于220kV屋内GIS的进线引接并直接出线至厂区外。平面布置图见“附图2 220k

9、V屋内GIS常规布置”。.1GIS本体配置序号名称型号及规范单位数量备注1220kV出线间隔每个间隔包括：1套主断路器：2500A，50kA，125kA，3套隔离开关：2500A，125kA，1套快速接地开关2套维修接地开关8套电流互感器1个就地控制柜1套SF6出线瓷套管组22220kV主变进线间隔每个间隔包括：1套主断路器：1600A，50kA，125kA， 2套隔离开关：1600A，125kA，1套维修接地开关8套电流互感器1个就地控制柜1套SF6出线瓷套管组23220kV母联间隔每个间隔包括：1套主断路器：2500A，50kA，125kA， 2套隔离开关：2500A，125kA，2套维修

10、接地开关8套电流互感器1个就地控制柜组14220kV母线设备间隔每个间隔包括：2套电压互感器2套隔离开关：1250A，4套维修接地开关 1250A，2套用于母线的快速接地开关2个就地控制柜组15220kV高备变间隔每个间隔包括：1套主断路器：1600A，50kA，125kA， 3套隔离开关：1600A，125kA，3套维修接地开关8套电流互感器1个就地控制柜1套SF6出线瓷套管组16220kV 主母线3相3150A米647局部放电监测装置套18密度监测套19微水监测套110支架批1.2配置变压器进线避雷器9支，出线避雷器6支。.3配置2支线路侧单相电压互感器。.4配置5吨吊车1套.5 220k

11、V配电装置进出线走廊1钢芯铝绞线（出线）2x(LGJ-400/35)米2802钢芯铝绞线（进线）2x(LGJ-400/35)米4203钢芯铝绞线（起备变）LGJ-400/35米1404绝缘子串XWP-10，16片/串串182.3220kV屋内GIS热网首站上非常规布置在利用供热机组热网首站的基础上，提出220kV屋内GIS非常规布置方案：将220kV屋内GIS布置在主厂房A排前的热网首站上面；220kV屋内GIS由3个进线间隔，2个出线间隔，1个母联间隔，1个PT&LA间隔以及母线延伸间隔组成，其中由于进出线架空线的间隔大小与GIS间隔宽度不同，需要增加母线延伸间隔，这样在一定程度上会

12、提高工程造价。将220kV屋内GIS布置在主厂房A排前的热网首站上面，是一种非常规布置，相对于常规220kV屋内GIS比较，不再需要单独占地。220kV屋内GIS通过架空线利用主厂房A排前构架直接出线；220kV屋内GIS进线也可以通过母线延伸间隔调整各间隔间距，通过架空线利用主厂房A排前构架与变压器相连。这样就有效的利用了主厂房A排前的空间，节省了220kV屋内GIS的单独用地。本方案由于其布置位置受到热网首站位置的限制，与下一期的热网首站距离较远，不利于下期扩建时的主母线连接，可以采用延伸间隔连接，会提高工程造价。平面布置图见“F414C-D08A排前变压器及220kV屋内GIS平面布置图

13、” 。断面图见“F414C-D09220kV屋内GIS及进出线走廊断面图”。.1GIS本体配置序号名称型号及规范单位数量备注1主变进线间隔1套主断路器：1600A，50kA，125kA， 2套隔离开关：1600A，125kA，1套维修接地开关8套电流互感器1组避雷器1个就地控制柜1套HSP干式硅橡胶外套套管组22220kV出线间隔1套主断路器：2500A，50kA，125kA，3套隔离开关：2500A，125kA，1套快速接地开关2套维修接地开关8套电流互感器1支线路侧单相电压互感器1组避雷器1个就地控制柜1套HSP干式硅橡胶外套套管组23220kV高备变间隔1套主断路器：1600A，50kA

14、，125kA， 3套隔离开关：1600A，125kA，3套维修接地开关8套电流互感器1组避雷器1个就地控制柜1套HSP干式硅橡胶外套套管组14220kV母联间隔1套主断路器：2500A，50kA，125kA， 2套隔离开关：2500A，125kA，2套维修接地开关8套电流互感器1个就地控制柜组15220kV母线设备间隔2套电压互感器2套隔离开关：1250A，4套维修接地开关 1250A，2套用于母线的快速接地开关2个就地控制柜组16220kV 主母线3相3150A米887局部放电监测装置套18密度监测套19微水监测套110支架批1.2配置5吨吊车1套.3220kV配电装置进出线走廊1钢芯铝绞线

15、(进线)2x(LGJ-400/35)米3002钢芯铝绞线（出线）2x(LGJ-400/35)米3003钢芯铝绞线（起备变）LGJ-400/35米1504绝缘子串XWP-10，16片/串串302.3.4首站上GIS扩建需增加电气设备材料(此项费用单独开列)1220kV 主母线3相3150A米220三种方案的技术比较见下表技术比较： 表1序号比较项目方案一：220kV屋外敞开式配电装置方案二：220kV屋内GIS常规布置方案三：220kV屋内GIS热网首站上非常规布置1安全可靠性设备会受到低温影响，但在长春地区的环境条件下，SF6设备可以正常使用，设备运行安全。设备可以国产化不受外部恶劣低温环境影

16、响，整套设备的可靠性极高，设备运行安全。设备可以国产化不受外部恶劣低温环境影响，整套设备的可靠性极高，设备运行安全。设备可以国产化2维护检修维护周期短，工作量较大检修周期长，基本为免维护，维修工作量小检修周期长，基本为免维护，维修工作量相对较大(高层维护)3运行管理运行方便，国内有及其丰富的运行管理经验；抗震性能强设备集中，操作管理方便，没有触电危险，无静电感应和无线电干扰、抗震性能好。设备集中，操作管理方便，没有触电危险，无静电感应和无线电干扰、抗震性能好。4安装施工施工安装复杂，工程量大，施工周期长，施工费用较高设备为模块化，为工厂制造，现场安装周期短设备为模块化，为工厂制造，现场安装周期

17、短5运行业绩很多沿海、高污染和高寒地区采用屋内GIS的业绩较多沿海、高污染和高寒地区采用屋内GIS的业绩较多6运行环境在冬季运行环境较差运行环境好运行环境好7土建工作量较大较小较小8对配电装置扩建影响有充足的扩建空间扩建方便扩建时主母线连接较长，需增加土建基础9占地面积占地较大，7786m2占地较小，1930m2节省占地，有效利用主厂房A排前热网首站上方的空间10循环水管长度差值+m0两种方案的经济比较见下表经济比较： 表2序号比较项目方案一：220kV屋外敞开式配电装置方案二：220kV屋内GIS常规布置方案三：220kV屋内GIS热网首站上非常规布置1电气设备投资及安装费（万元）1845.911902占地费用03土建建筑费（万元）2581201423循环水管（万元）0合计（万元）12363.18205初投资差价（万元）454.61+30注：需要考虑采用非常规屋内GIS的扩建；在扩建时，增加主母线长度及土建基础，下期扩建时需要额外增加电气本体及土建费用共计约693万元。3 结论通过对以上3种方案技术经济比较可知：经济性最好的方案是方案一220kV屋外敞开式配电装置，有工程造价低、极其丰富的运行管理经验以及