變電站改造中混合式配電裝置應用分析

方許杰

摘 要：混合式氣體絕緣配電裝置具體是采用氣體絕緣全封閉技術來將相應的隔離開關、斷路器、互感器以及控制系統組合形成一體化的配電裝置，這種配電裝置類型非常適用在城市用地緊張的區域。文章以某變電站改造建設項目為例，通過對該變電站資料的收集、現場情況的調查等多個方面，以此分析對變電站改造建設產生影響的因素，并針對常規配電裝置、氣體絕緣全封閉配電裝置以及混合式配電裝置3種配電形式進行比較分析，由此對項目的特點進行歸納，最終提出相應改造的方案。

關鍵詞：變電站改造 混合式配電裝置 應用

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（c）-0015-02

混合式配電裝置在當前是一種較為成熟的氣體絕緣全封閉配電裝置，其主要把斷路器、互感器多個隔離開關與相應控制系統整合為一體化的組合型配電裝置，可采用全套的間隔設備作為其獨立單位，直接和敞開式母線形成整套完善的配電裝置。而混合式氣體絕緣配電裝置則是將每個間隔作為獨立的氣體絕緣全封閉倉，因此其整體的布置過程非常靈活，與其他空氣絕緣類的常規配電裝置相比更加緊湊，其占地面積將由此大幅度縮小。同時還可直接采用雙母線、套管以及出線進行軟連接，這樣能夠極大地方便實施戶外布設；對于混合配電裝置的利用，還將真正有利于戶外中心站的自動化程度，實現其優化調度及運行。如果變電站中架空線相對較多時，則可采取混合式配電裝置的布設方案。而如果變電站本身電纜出線較多時，則可采取氣體絕緣全封閉配電布設方案。

1 混合式配電裝置及特點分析

具體表現為以下幾個方面：（1）混合式配電裝置本身綜合了常規敞開式開關配電裝置和氣體絕緣封閉配電裝置兩者的優點，尤其是在氣體絕緣全封閉配電裝置基礎上，直接將開關間隔當中的多種必要性功能設備，像隔離開關、接地開關以及電流互感器等整合在同一個充滿SF6氣體的封閉性金屬罩當中[1]。對故障產生概率偏低的母線使用常規的方式進行布設，這樣就真正有效地解決了占地面積大，維修養護工作量大的缺點。（2）在設備SF6泄露問題方面，由于其整體范圍較大，因此查找起來較為困難，這就直接增加了檢修工作的難度及斷電時間，而混合式配電裝置采用各相斷路器、隔離與接地開關來作為模塊置入封閉金屬殼當中，因此其本身具備較高的靈活性與可靠性。（3）混合式配電裝置相比常規配電裝置能夠直接節省變電站本身60%以上的空間，所占用的面積將由此大幅度減少。再加上混合式配電裝置還具備氣體絕緣全封閉配電裝置的技術特點，因此真正有效地節省了進行定期維護的工作量，所造成的能量損耗也最小，具有節能、環保的特點。

2 變電站高壓配電布設方式

2.1 常規配電裝置

AIS（氣體絕緣封閉常規配電裝置）主要是借助絕緣子和空氣來保障一次設備帶電部位能夠實現與地、相與相之間的絕緣效果。其中敞開式的變電站設備具體包含了電流與電壓互感、斷路器、隔離控制開關、避雷設備、波載設備以及軟硬母線和變壓器等多種電能集中分配的裝置。因此該配電裝置的優點非常明顯，其設備發展成熟、相應的造價偏低，在更換單獨元件時非常方便[2]。但同時其本身缺點也非常明顯，相關元件需單獨進行布置，設備的占地面積相對較大，很容易對土地資源造成浪費。同時該配電裝置的安全可靠性偏低，在實施現場安裝時，需要開展調試工作量相對較大，因此針對設備所開展檢修及維護運行費用明顯更多。

2.2 氣體絕緣全封閉配電裝置

GIS（氣體絕緣全封閉配電裝置）本身是將整座變電所內，除去變壓器以外的一次設備類型，設備由隔離控制開關、接地控制開關、斷路器、互感器、母線等主要元件組合而成。由此形成一套整體且全部處于封閉狀態的密封金屬容器當中，并在其中置入一定壓力的SF6氣體來保障各個帶電部位間實現絕緣效果。該配電裝置的優點主要在于占地面積小、運行和操作過程相對簡單，其內部電氣間閉鎖相對可靠，具有較低的故障率，且具備免維護的性能。而缺點則主要是設備的體積非常龐大，在搬運過程中顯得較為笨重，必須采取分體運輸，再到現場組裝。因此，在實際安裝中消耗的時間相對較長，要求采用較為嚴格的施工工藝。最后該配電裝置檢修起來很不方便，很容易直接對供電可靠性造成影響。

2.3 混合式配電裝置

H-GIS（混合式氣體絕緣配電裝置）是一種專門用于變電站運行的全新高壓開關成套設備。其具體采用的是模塊設計的思路來將相應斷路器、隔離控制開關、接地控制開關、電流及電壓傳感器等整合起來，并充入SF6氣體形成一個密閉艙。不過密閉艙外部需接通絕緣套管，以此來促使其充分滿足變電站線路設計的需求。因此該設備優點是具有較高的可靠性，現場方面的安裝工作非常簡便，能夠極大降低工程量。在運輸方面重量較輕，不會輕易受到環境影響。價格上適度，安裝及土建費用低。

3 變電站應用混合式配電裝置改造方案

3.1 變電站概況

所選取的變電站為咸豐高尖壩110kV變電站，處于咸豐工業園區范圍，直接為整個工業園區提供供電。因此該變電站屬于工業園區的能源核心，其運行的安全、可靠性將直接對整個工業園區的穩定生產運營造成影響。因此變電站在實施建設改造施工時，應當盡可能地減少和降低對整個工業園區造成的影響，在此基礎上持續縮短建設改造的工期，盡可能地控制停電的時間，期望能夠據此來有效增加工業園區發展的經濟效益。

3.2 影響變電站擴建改造的因素

（1）缺乏備用間隔、進線及變壓器，且不具備長時間的停電改造施工條件，將影響變電站擴建改造正常進展。（2）如果變電站擴建場坪面積較小時，則將直接限制戶外敞開式的布置操作。（3）現有的施工技術人員力量不足。（4）土建及電氣施工工程量過大。（5）相關改造設備運輸較為困難。

3.3 方案的實施

結合工業園區內變電站建設改造項目的情況及特點，并根據混合式配電裝置的優點來制定相應的方案，并加以實施：（1）變電站高壓線路側采用線路變壓器來實施單母線接線的改造，可對其中110kV聯絡線新增1回間隔，所新增的高壓線側間隔設備直接采用混合式配電裝置；而其中110kV的進線間隔則直接由常規配電裝置轉向混合式配電裝置；另外110kV的單母線則直接采用管型硬母線實施連接。（2）在正常的供電運行背景下，需完成110kV聯絡線間隔設置與混合式配電設備的組裝及調試工作[3]。（3）應充分利用夜晚用電負荷較小的時間段，當變電站退出運行后，需做好110kV的管型母線、聯絡線間隔設備以及變壓器間隔設備的組裝與連接。（4）需針對變電站本身的運行模式加以調整，并直接將110kV聯絡線間隔、變壓器間隔以及軟硬母線投入到運行當中。（5）在變電站聯絡線正常供電背景下，需完成進線間隔結構，采用混合式配電裝置對進線組裝及調試。（6）對變電站運行的方式進行調整，從以往進線電源為本站的方式，調整為聯絡線方式來保持電源輸出。

4 結語

綜上所述，混合式配電裝置在實際運行當中的維修養護工作較為簡便，并且在運行當中其運輸起來較為方便，所占用的面積非常小，進行組裝的費用較低。因此，該配電裝置在變電站建設改造當中的優勢非常明顯，極大地減少了停電時間，促使工業園區經濟效益的攀升。

參考文獻

[1] 李金乾，張少輝，孫嘉，等.110kV戶外敞開式配電裝置接線的新方法[J].農村電氣化，2015（1）：58.

[2] 聶世敏，彭敏文.500kV配電裝置改造土建設計研究與應用[J].中國電業：技術版，2014（9）：68-70.

[3] 王喜俊，張富剛.PASS M0緊湊型組合電器在變電站改造中的應用[J].供用電，2010，27（1）：57-60.endprint