C-GIS在20kV配电装置中的应用

1、C-GIS在20kV配电装置中的应用2021年第11期浙江电力ZHEJIANGELECTRICPOWER19CGIS在20kV配电装置中的应用张卓为(浙江省电力设计院,杭州310012)摘要:结合实际工程应用,分析了20kVCGIS的特征参数,性能指标和技术经济性,认为20kVCGIS能适应浙江省标准化变电站的设备需求,且具备良好的性价比,有利于减小变电站占地面积.同时指出了20kVCGIS应用中须注意的问题.关键词:CGIS;参数;造价;应用中图分类号:TM642+.6文献标志码:B文章编号:10071881(2021)11-001903ApplicationofC-GISto20kVDis

2、tributionDeviceZHANGZhUOwei(ZhejiangElectricPowerDesignInstitute,HangzhouZhejiang310012,China)Abstract:Thispaperanalyzesthecharacteristicparameters,performanceindexesandtechnicaleconomyof20kVCtheequipmentsinZhejiangstandardizedsubstations,hashighcosffperormaneeratioandcontributestoreducingthetotalar

3、eaofsubstation.Italsopresentstheconsiderationsin20kVC-GISapplication.Keywords:CGIS;parameters;constructioncost;application压侧往往出线规模大,无功补偿组数多,接线方式相对复杂,使得20kV开关柜数量多,20kV气体绝缘金属封闭开关设备(CGIS),那么能显着减小20kV配电装置室面积,从而减小变电站总体GIS的设计应用进行探讨.l安兴变电站20kV侧电气接线和布置220kV安兴变电站低压侧接线为:主变压器进线3回,出线24回,无功补偿装置l2组,所变压器2台,单母线四分段环

4、行+单母线接线.每段母线设母线柜(含电压互感器和避雷器).远景接线示意见图1220kV安兴变电站的20kV配电装置采用常规采用金属铠装移开式开关柜,单台开关柜宽度1m计算,20kV配电装置室长度到达57m.如果采用小型化设备CGIS,额定电流为3150A或2500A的大电流柜,如主变压器柜,分段柜,压器柜,装设电压互感器和避雷器的母线柜,单台宽度可控制在0.8m,其它开关柜单台宽度可GIS后,20kV配电装置室尺寸内,采用20kVCGIS后,变电站占地面积可减少609m2220kVCGIS应用分析GIS主要结构CGIS是GIS的充气绝缘技术,密封技术与铠装开关柜的制造技术相结合的设备.ABB,

5、A1一stom,施耐德,西门子,Et立,三菱,上海天灵等GIS产品,其结构分为:由低表压的绝缘气体作为绝缘介质的高压室(即气20浙江电力2021年第11期箱),由空气作为绝缘介质的二次室和电缆室.高压室:一次高压带电体(断路器,三工位开充绝缘气体:箱内气体压力与大气压的压差小于0.05MPa.由于气箱内外压差低,气箱密闭性好,箱内气体年泄漏率一般小于0.1%.大多数CGIS须也无法对其内部元件进行调整和维修,断路器一般采用真空断路器.CGIS不设馈线侧隔离开关和接地开关,仅在母线侧设分闸,合闸,接地三工位隔离开关,以简化C现:断路器断开一三工位隔离开关分闸位置一三工位隔离开关接地位置一断路器合

6、闸一实现馈线侧接地.气箱内充的绝缘气体一般为S,绝缘强度优于压缩空气或N,但对大气的温室效应是CO的23900倍.从保护环境的角度出发,宜尽(如10%S+90%N),通过均匀电场来到达绝缘要求.正常情况下,S气体不会接触高温电弧而分解.但在故障状态下,S气体在电弧电晕作用下可能分解.产生有害物质.因此,20kV配电装置室内须设有可以室外控制的排风机二次室:布置二次回路,控制和保护单元.根据需要可实现控制,保护,测量,通信,显示,实时监测和故障预测;具备可视界面,以便巡视检修.电缆室:根据需要布置电缆头,电流互感.IlH浇注式或电子式.主回路与电缆,互感器,避雷器等元件的连接采用固体界面绝缘插接

7、技术,实现插拔式安装.根据需要可预留插接孔:预留的插接孔不用时,用专用绝缘封堵件封上即可.柜间连接采用固体绝缘母线,固体界面绝缘体,即可在原有柜体两侧进行扩展或更换中间柜.GIS的优点与常规的金属铠装移开式开关柜相比,CGIS有以下优点:GIS柜体尺寸的因素主20kVCGtS的占地面积约为金属铠装移开式开GIS的占地面积约为金属铠装移开式开关柜的1/3.带电体及其连接局部采用绝缘性能优良的气体密封绝缘,能实现不受环境如大气条件,湿度,海拔,小动物,氧化腐蚀等因素的影响,运行可靠性高,减少了配电系统的绝缘故障率(绝缘故障约占配电系统故障30%).GIS能节省维护成本,降低维护风险(维护引发故障约

8、占配电系统人为故障30%).GIS主回路电阻小,运行能耗小,符合国网公司全生命周期本钱(LCC)理念.GIS产品没有外露的高压带电体,可以保障运维人员的电气平安性.,厂上侧厂图l安兴变电站2OkV侧电气接线厂"kv侧工一T,火,._l毒儿一一H一一一丁,_E丫一2021年第11期张卓为:CGIS在20kV配电装置中的应用2l3浙江省变电站标准化设计对20kVCGIS的要求浙江省220kV(20kV)变电站标准化设计的要求.20kV侧主变,分段开关柜的额定电流要求3150A,其他开关柜的额定电流要求1250A;柜内断路器开断电流值要求25kA.目前大多数公司20kVCGIS产品的额定电

9、kA:局部公司(如上海天灵)CGIS产品的额定电流可到达3150A,并能完全自然冷却,额定短路开断电流可达4OkA.平由雷电冲击耐压值决定,以避雷器雷电冲击l0kV电气设备绝缘水平要求如下:1min工频耐压(有效值):对地65kV,断口间79kV;雷电冲击耐压:对地125kV,断口间145kV,20kVCGIS产品普遍能满足要求.制设备?_】要求,金属封闭开关设备内外绝缘件的最小标称爬电比距为18mm/kV(瓷质),20mm/kV(有机).20kV屋内电气设备外绝缘泄漏距离应为432mm(瓷质),480mm(有机),20kVCGIS产品普遍能满足要求.(1)真空断路器要求不产生危害性过电压.(

10、2)隔离开关应能切断小电流(如断路器的充电电流),而不产生可能引起控制回路瞬时过电压或在外壳上瞬时电位升高的瞬时过电压.(3)开关柜的安装,操作,扩展及更换无需涉及S气体操作.充气式开关柜在正常运行时,应能在不停电的情况下平安进行气体取样等检验工作.要求20kVCGIS能实现母线桥进线(1号,2号主变进线柜),电缆进线(3号主变进线柜),电缆出线(电缆出线柜),母线桥进线电缆出线(2号所变柜)等进出线方式.每相可连接l3根电缆.个别CGIS产品不能实现母线桥进线及母GIS产品能实现同时母线桥进出线或同时电缆进出线,这2种进出线方式也鲜有需求.420kVCGIS经济分析CGIS产品中,局部CGI

11、S的造价可控制在浙江省220kV(20kV)变电站标准化设计通用造价之内.按远景规模,对充S型CGIS作经济分析见表l表1设备造价分析如果考虑环境友好型尽量少用S,可采用充混合气体的CGIS(例如充10%SF+9O%氮气)那么造价较充纯S型增加约15%20%.局部合资品牌的20kVCGIS造价较上表约增加15%30%.可见,20kVC且,采用20kVC兴变电站中,采用20kVCGIS后,建筑面积减少122.4m,节省投资24.48万元:变电站占地面积减少609m,节省投资22.86万元;共计减少土建费用47.34万元.GIS的性价比颇为优良5CGIS应用中须注意的问题GIS对安装地坪平整度要求

12、高CGIS对安装地坪平整度要求高,一般要求在整个CGIS运行年限内(如30年),安装地坪误(下转第42页)42浙江电力2021年第11期图6配汽方式改良后RB试验曲线异常工况,系统可靠性得到很大提高.参考文献:【1陈立强.利用辅汽冲转给泵汽机实现机组启动J】华东电力,2002(11):2628.无电动给水泵启动fJ1.发电设备,2006(5):345347.平安性分析J】.浙江电力,2006(5):2224.4】樊印龙,李飞雁.给水泵汽轮机汽源配置浅析【J】.浙江电力,2005(1):2931.汽源突然失去的情况下,响应速度得到极大的提高,采用"滑压"的方式形成其控制目标值

13、,防止收稿日期:20210115了正常工况下因高压调节汽门频繁开启而造成的作者简介:陈仲渊(1971一),男,浙江宁波人,工程师,主要能量损失,一台汽泵RB发生后,另一台汽泵参从事火力发电厂设备管理与检修工作.数响应及时.机组给水系统可成功应对这种突发(本文编辑:陆莹)(上接第21页)差小于lmm/m且CGIS整体安装地坪误差小于5mm.浙江局部地区存在不均匀沉降,投产后GIS柜间连接母线采用固体界面绝缘技术,一旦面接触不均匀,会影响气室密封性.因此,在220采取了架空,整表达浇,校准地平误差的措施.为防范异常情况下CGIS设内置泄压通道,大局部CGIS要求外部空间具备泄压通道.对要求外部空问具备泄压通道的C留在安装地坪下的高压电缆安装孔,柜体上方没不应朝向操作人员.现代监测技术或智能化技术可进行状态监机械故障,母线异常温升,局放,故障电弧等监测外,c如对充S的CGIS,需要监测S气体密度和S气体含水量,SF6气体密度决定了S气室内饱和值时,水分就可能凝结在固体绝缘件的外表,降低其沿面闪络电压.6结语通常认为,限制CGIS取代常规空气绝缘开知,20kVCGIS满足浙江省220kV(20kV)标准化变电站要求的性能条件,且造价可控制在标准GIS有尺寸小