配電裝置的組合式構架布置方案研究

陳碧霞

【摘要】國內35kV屋外配電裝置布置型式多采用中型布置，設備按電氣主接線依次布置，安裝在高于地面一定高度的支架上。由于每個設備分別布置在不同間隔，占地面積較多。本文以某國外工程30kV變電站改造工程為依托，研究在用地面積受到限制時，將母線和部分設備與構架相結合，并配合中型布置方式，形成一種滿足安全要求，布置合理并節約用地的組合式構架布置方案。

關鍵詞：中型布置;占地面積小;組合式構架;

一、項目背景

本文依托某國外工程30kV變電站改造工程，變電站項目位于非洲中部地區，變電站已運行超過20年，且期間進行過多次改造。站區面積約45m×52.8m，建設有2臺30/6.6kV變壓器。30kV系統采用單母線接線，原有架空進線3回，變壓器及配電裝置均采用戶外布置。站內還設有一棟建筑面積約37.5mm2的綜合樓。綜合樓和戶外配電裝置的布置整體成“凹”字型。

改造工程新增1臺30/6.6kV變壓器，并新增2回30kV架空進線，引自當地新建的220kV變電站。新增30kV配電裝置采用單母線分段接線，一段母線接入原有30kV系統，另一段母線接入新增的變壓器，改造共需新增1回主變間隔，2回線路間隔，1回分段間隔，1回PT間隔。根據項目要求，新增主變和30kV設備均采用戶外布置。

改造工程計劃在原變電站站址范圍內擴建，而當地電力公司希望原有變壓器及30kV配電裝置繼續運行不拆除，因此站區內可用的區域面積非常少。工程所在地的國家是聯合國公布的最不發達國家之一，雖然變電站地處首都，但是當地的城市規劃依然非常落后，變電站站區周圍環境復雜，有很多臨時建筑包括居民住宅搭建變電站圍墻外，考慮到拆遷賠償，進線方向等綜合因素，站區擴建的方案只能向站區大門側向西側外擴7米，因此本次改造工程可使用的面積約660m2左右。

二、配電裝置布置難點

配電裝置型式選擇應考慮所在地區的環境條件，因地制宜，節約用地，并結合運行、檢修和安裝要求綜合考慮。由于項目條件的限制，本次改造工程配電裝置型式選擇的難點主要有以下兩方面：

1、可用區域面積少

加上征地擴建的面積，30kV變電站改造工程可使用的區域大小約為30m（長）×22m（寬），面積約660mm2左右，而本次改造工程需新增1回主變間隔，2回線路間隔，1回分段間隔，1回PT間隔。根據35kV戶外配電裝置中型單列布置典型設計，采用戶外軟母線，架空出線時，1回主變間隔和1回線路間隔內設備布置和母線構架、出線構架布置所需的場地約為寬度5m，長度17.5m。如按照典型設計布置，在站內可使用面積內布置新增的5個間隔非常緊湊。

2、運輸檢修困難

30kV變電站原總平面布置整體成“凹”字型。30kV配電裝置位于站區南側，綜合樓布置與站區北側，變壓器位于30kV配電裝置和綜合樓中間，偏東側布置，站區大門位于站區西側，連接進站道路。變電站原布置清晰合理，運輸檢修方便，但改造工程的征地方案為站區大門側紅線向西側外擴7米，導致改造工程可用區域面積限制在了站區西側，如在此區域內采用配電裝置中型布置方案，構架和設備布滿站區西側可用區域，整體總平面布置將成“回”字型，擋住了原變電站內設備的運輸檢修空間。

三，組合構架布置方案

考慮到屋外配電裝置安全凈距的要求，配電裝置出線構架的帶電部分至接地部分和不同相的帶電部分之間最小電氣距離不能減少，即間隔布置的寬度無法壓縮。因此只能考慮減少間隔布置長度。

結合電氣主接線，現提出將主母線、隔離開關、避雷器等設備與構架組合布置的方案。每個間隔設置四個構架柱，相鄰兩個構架之間可共用兩個構架柱，構架柱的寬度為間隔寬度，長度根據后續設備布置方案確定，長度和寬度方向的兩個構架柱之間可以搭接橫梁，橫梁可以設置在構架柱的任意高度，便于安裝各種設備和絕緣子串。

主母線采用管型母線，采用支柱絕緣子支撐，安裝于構架柱頂部搭接的橫梁上，高度可按照常規中型布置母線常用高度選取。

線路間隔出線側高度的橫梁上可設置出線掛點板，懸掛耐張絕緣子串和懸垂絕緣子串，高度可按照常規中型布置出線構架高度選取。此高度位置橫梁上部可同時設置出線避雷器，與架空出線T接。

母線隔離開關采用雙柱V型旋轉式隔離開關，90?垂直布置，搭接的橫梁材質選用槽鋼，便于固定隔離開關。三相隔離開關的底座根據相間距分別在槽鋼上采用螺栓固定。如有線路隔離開關，可采用和母線隔離開關一樣的方式固定。

母線隔離開關的連桿和操動機構，可固定在構架柱的適當位置，采用螺栓連接或現場根據實際情況焊接零部件都非常方便。

間隔內其他設備，如斷路器、電流互感器、電壓互感器等采用常規中型布置，布置在支架上，設備支架按照中型布置常用尺寸布置在構架正下方。

線路間隔、主變間隔的設備間連接導線采用軟導線，回路連接的順序按照電氣主接線：各間隔由管型母線引下后，經構架下懸垂絕緣子掛點連接至半高處的隔離開關，再引接至下部的斷路器和電流互感器，至出線側隔離開關，最后T接至架空出線。

分段間隔的兩把母線隔離開關分別布置相鄰兩個間隔的構架柱側面，斷路器、電流互感器采用常規中型布置，構架柱頂部的主母線要在滿足管型母線力學計算的前提下適當伸長，以便于軟導線引下?；芈愤B接順序按照電氣主接線：由I母管型母線引下后，連接至半高處的母線隔離開關，再引接至下部的斷路器和電流互感器，至另一個構架柱半高處的母線隔離開關，并與II母管型母線連接。

本改造工程PT間隔不設置隔離開關，電壓互感器直掛在主母線上，間隔內的設備主要包括電壓互感器、熔斷器和避雷器，因此PT間隔不考慮新增構架柱，直接采用相鄰間隔的構架柱，在相鄰間隔構架柱的側面半高處搭接橫梁，橫梁上部防止避雷器，橫梁側部搭接戶外型限流熔斷器。電壓互感器采用采用常規中型布置，布置在支架上。構架柱頂部的主母線要在滿足管型母線力學計算的前提下適當伸長，以便于軟導線引下。PT間隔設備間連接的順序為：由管型母線引下后，連接至側面半高處的熔斷器，再引接至電壓互感器，避雷器采用T接。這種方法可以減少原普通中型布置PT間隔所占的位置。685B05ED-9809-4717-9C22-B3CD72FC0DF5

四、組合式構架布置特點

組合式構架布置方案除了滿足接線方式，滿足對人身和設備的安全要求等原則性條件之外，還具有以下特點。

1、占地面積少。組合式構架方案將母線構架和進出線構架相結合，比常規中型布置減少了一組獨立構架;隔離開關布置垂直布置在構架橫梁上，節約了隔離開關支架;由于母線及隔離開關都在高處布置，斷路器和電流互感器等設備可以直接布置在構架正下方，設備連接回路成環形，本工程間隔長度可縮短至4m。

2、間隔布置清晰、靈活。在考慮配電裝置的布置時應該做到整齊清晰，各個間隔之間要有明顯的界限，對同一用途的同類設備，盡可能布置在同一中心線上，或處于同一標高。組合式構架中單個間隔內的設備均布置在四個構架柱范圍內，間隔內回路的導線連接清晰，不與其他間隔交叉。同一類型間隔采用的隔離開關、避雷器可設置在同一高度，操作機構可設置在同一操作面，其余設備也能保證布置統一，簡潔明了。避雷器、熔斷器等設備可根據間隔的布置情況和主接線要求，靈活布置在組合構架適當位置的橫梁上。

3、減少構建類型。組合式構架間隔設備布置完成后，可與土建專業進行配合，將各間隔的導線張力與橫梁上設備荷載統一考慮，統一設計構件，并交由廠家統一生產，這樣既減少了構件類型，也便于現場安裝。

4、便于檢修。組合式構架設計時可考慮上人檢修荷載，在構架柱上預留爬梯等上人位置。由于縮短了間隔長度，項目擴建的5個間隔占地約為21.5m（長）×4m（寬），在和原有設備保持安全距離的情況下，長度方向預留了供運輸和檢修車輛通行的距離，滿足現場施工和運行檢修的要求。

五、組合式構架典型布置

六、總結

30kV變電站改造工程組合式構架的應用，既可以減少間隔布置的占地面積，滿足運行檢修的要求，也減少了構建類型，便于現場安裝，在類似國外項目改造工程中可考慮借鑒此方案，合理運用，更好做到因地制宜，經濟合理，運行可靠，維護方便。

參考文獻：

電力工程電氣設計手冊 變電站電氣設計手冊。

DL/T 5352-2018 高壓配電裝置設計規范

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國家電網公司輸變電工程典型設計-35kV變電站分冊（2006年版）685B05ED-9809-4717-9C22-B3CD72FC0DF5