淺析變電站擴建過程中的停電原因

符國暉 廖永浩 曹智 倪虹妹

摘 要：變電站設備類型眾多，不同設備又因工藝的差異性發(fā)生停電的原因各不相同。本文分析變電站擴建過程中不同設備可能發(fā)生停電的原因，并簡要介紹了應對措施，希望能給電力工程從業(yè)人員提供參考。

關鍵詞：停電;GIS;開關柜;變電站

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，用電量日益提升，對供電可靠性的要求也越來越高。為提高變電站容量需對變電站進行擴建，但擴建過程中又經(jīng)常會引起原有10kV負荷停電，降低供電可靠性。

本文對變電站擴建過程中的停電原因進行分析，從中總結出規(guī)律，希望能為后續(xù)工程提供參考，讓其提前做好應對措施。本文所說的停電，是指變電站低壓側10kV、20kV或35kV的停電，以及變電站高、中壓側停電引起的低壓側停電，站外配網(wǎng)停電不在本文討論范圍內(nèi)。本文探討的增容方式是在原變電站預留位置擴建，而拆除原變電站后新建更大容量變電站不在本文討論范圍內(nèi)，可參考本文中的設備停電原因。

變電站擴建主要類型主要有擴建主變、擴建220kV或110kV出線間隔、擴建10kV開關柜等，擴建過程中的停電主要是由各級配電裝置引起的，各級配電裝置按形式又可分為GIS設備、隔離開關斷路器常規(guī)設備、開關柜設備等，下面按各類型設備逐一分析。

1GIS設備停電

按發(fā)生停電的3種工況，對GIS設備停電機理進行分析。

1.1接入GIS冷備用間隔（間隔已建成，本期僅線路接入）

按試驗規(guī)程，GIS間隔冷備用三個月以內(nèi)不用做耐壓試驗，三個月以上一年以內(nèi)本間隔做耐壓試驗（即母線隔離刀不用做耐壓試驗，打開即可），一年以上相鄰母線需要做耐壓試驗（即母線隔離刀需要做耐壓試驗，相鄰母線一同試驗）。

1.2擴建間隔沒有母線及母線刀閘

擴建工程需要擴建母線的情況下，母線對接時和耐壓試驗時涉及母線需要停電。

1.3擴建間隔已有母線及母線刀閘

母線隔離開關已建，擴建間隔工程中，如上圖擴建間隔12備用間隔，1QS對接需抽真空，因密封絕緣子不能承受全部氣壓，因此間隔11、13的1M氣室需放氣至半壓，在此壓力下無法保證絕緣，因此1M需停電;同理對接2QS時2M需要停電，完成后做耐壓試驗是1M、2M需同時停電。

1.4停電范圍

110kV、220kV配電裝置常見接線形式有單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、雙母線單分段接線和雙母線雙分段接線。

根據(jù)上述分析，冷備用GIS停電一年以內(nèi)，可不用母線停電，其他無論是否擴母線都需要相應母線停電。因此，常見的接線形式中，單母線接線、雙母線接線需要同時停電，單母線分段和雙母線雙分段接線需要一半的GIS間隔停電;雙母線單分段接線中（如2M、3M分段），需要兩條母線同時停電（1M、2M），因此僅3M工作，僅一半間隔帶電工作，此時3M為單母線接線，供電可靠性低。

1.5應對措施

當變電站只有2個電壓等級，如110/10kV或220/20kV，當GIS設備采用單母線接線或雙母線接線時，會發(fā)生全站停電。應對措施為將全站10kV負荷通過站外環(huán)網(wǎng)轉出，對無法轉出或停電的負荷，采用移動發(fā)電車供電。

當變電站有3個電壓等級，當GIS設備采用單母線接線或雙母線接線時，會發(fā)生GIS全停。應對措施為將主變通過另一電壓等級配電裝置供電，10kV負荷無需停電。

當變電站有3個電壓等級，當GIS設備采用單母線分段接線或雙母線分段接線時，僅一半GIS間隔停電。應對措施為將主變通過另一電壓等級配電裝置供電，或停電主變負荷由未停電主變供電，10kV負荷無需停電。

2應用雙斷口隔離開關GIS 減少擴建停電

擴建工程引起其他GIS間隔停電，主要是由于中間需要半壓氣室過渡，而半壓氣室不能承受額定電壓，所以引起母線停電。如上圖所示，若采用雙斷口隔離開關GIS設備后，雙母線隔離開關共有5個氣室，對接時氣室5降為大氣壓，氣室3、氣室4降為半壓，隔離開關DDS1、DDS2打開，即可對接，無需母線和相鄰間隔停電。

3常規(guī)設備停電

常規(guī)設備發(fā)生停電有4種工況，具體如下。

1）擴建間隔需要擴建母線，母線對接時需要相應母線停電，如超規(guī)模擴建間隔工程;

2）擴建間隔需要安裝母線引下線或母線靜觸頭時，相應母線需要停電。如原備用間隔無母線引下線或母線靜觸頭;又如更換刀閘、斷路器等工程中，需要一同更換母線引下線工程。

3）擴建主變間隔需要在母線上方安裝跨線時，母線需要停電。

4）更換母線構架或母線導體時，母線需要停電。

停電范圍與應對措施與GIS設備類似。

4開關柜停電

開關柜發(fā)生停電有3種工況，具體如下。

4.1更換單面開關柜或整段開關柜

更換單面開關柜或整段開關柜時，因涉及到該段母線，所以整段開關柜都需要停電。

4.2擴建開關柜

擴建開關柜時，新母線需與前期母線對接，需要測量前期母線尺寸，加工好銅排后對接。需根據(jù)測量和對接的位置確定是否需要前期母線停電。若前期分段柜或隔離柜未將母線引出，測量和對接的銅排需穿過前期分段柜或隔離柜的母線室，因空間較小，不滿足安全操作的要求，因此需要前期母線停電;若母線已引出，測量和對接工作不需要穿越前期開關柜母線室，只需拉開隔離手車，因此前期母線可不用停電。所以，擴建開關柜時，若前期母線未引出，需要在測量前期母線和與前期母線對接時各停電一次，每次約1天。

4.3拆除聯(lián)絡銅排

當#2主變采用雙臂進線，本期擴建#3主變時，首先需要斷開原IIAM和IIBM間的連接銅排，因此需要停電一次，可與測量IIBM銅排同時進行，減少一次停電。

因此，通常在#3主變擴建工程中，IIAM和IIBM需同時停電一天，進行拆除IIAM、IIBM間銅排工作和測量IIBM銅排尺寸工作，然后IIBM需停電一天，進行IIBM和IIIM連通工作。

4.4停電范圍

更換單面開關柜或整段開關柜時，整段開關柜都需要停電。

擴建開關柜對接母線時，若前期母線未引出，前期母線在測量和對接時各停電一次。

斷開IIAM和IIBM間的連接銅排時，需要IIAM和IIBM同時停電一次，可與對接停電同時進線。

變電站所有開關柜更換時，可將更換工作分段進行，各段停電方案可由上述停電方案組合而成。

4.5應對措施

開關柜需要整段停電時，停電前逐條改造饋線環(huán)網(wǎng)，然后切除該饋線柜，直至本段全部切除，然后改造。開關柜改造完成后，逐條接回原饋線。

當難以改造饋線環(huán)網(wǎng)時，可考慮用發(fā)電車臨時提供電源;若負荷較大，可考慮用移動變電站帶負荷。

5小結

當設備檢修或更換，涉及的設備需要停電，這點很好理解。但因電氣設備工藝的復雜性，與改造工作相鄰的設備、甚至不相鄰的設備也需要停電，根據(jù)上述的分析，在此對各種工況的停電范圍和時間做個小結。

上述停電設備分析較為零散，實際工程中可將各種工況進行組合、優(yōu)化，提出最佳施工方案。

設備停電在變電站擴建過程中經(jīng)常遇到，為減少停電時間、提高供電可靠性，需要電力從業(yè)人員掌握各種各種設備可能停電的工況，提前做好應對預案，保障正常生產(chǎn)、生活的用電需求。