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典型的充氣柜是以SF6氣體作為絕緣介質(zhì)而選用真空滅弧的辦法，是一種新式組合式配電電器。其接線原理和功能與常規(guī)空氣絕緣開關(guān)柜底子相同，首要差異在于選用了SF,氣體封閉氣室，一般有母線室包含阻隔開關(guān))、斷路器室包含電纜終端)等,每個氣室均為一個完好內(nèi)部元件的模塊,各模塊間以錐形接頭聯(lián)接，SF6氣體充氣壓力約為0.05MPa表壓)。此外,設(shè)有不充氣的電纜出線隔室和控制室,并安頓有斷路器和阻隔開關(guān)的操動組織。柜之間母線聯(lián)接一般選用插接式固體絕緣聯(lián)接頭,沒有暴露在空氣中的一次帶電體。
1高壓充氣柜特征及運(yùn)用
1.1特征
①體積小。開關(guān)柜內(nèi)母線和各分支回路導(dǎo)體均選用SF6氣體絕緣,與一般開關(guān)柜的空氣或固體絕緣比較,大大緊縮了標(biāo)準(zhǔn)。以35KV開關(guān)柜為例,一般空氣絕緣柜寬距離寬度)在1818mm以上,選用固體復(fù)合絕緣如導(dǎo)體包裹固體材料絕緣可將柜寬緊縮至1200~1400mm,而選用SE氣體絕緣的充氣柜柜寬緊縮至600mm左右。因而,在柜深底子相同的情況下,可節(jié)約占地12以上。
②可靠性高。由于首要電氣元件是在相似GS結(jié)構(gòu)的氣室中,因而底子不受灰塵、濕潤.腐蝕、小動物等環(huán)境要素的影響,設(shè)備工作可靠性明顯提高。
③設(shè)備維護(hù)簡潔。由于開關(guān)柜除柜體結(jié)構(gòu)外，主體部分均為模塊化規(guī)劃,所以現(xiàn)場設(shè)備方便簡潔，工作維護(hù)作業(yè)量也較常規(guī)配電設(shè)備大為減少。
④性價比較高。雖然選用了SF6氣體絕緣全密封結(jié)構(gòu),相對空氣絕緣和固體復(fù)合絕緣開關(guān)柜,本錢相對較高。但如與GS設(shè)備比較，充氣柜選用真空斷路器為開斷元件,而沒有選用GIS中那種獨(dú)立的SE滅弧室和雜亂的操作組織,故其本錢低于相應(yīng)的GIS設(shè)備。
1.2運(yùn)用及剖析
高壓充氣柜雖然是一種規(guī)劃新穎、結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開關(guān)設(shè)備，但目前國內(nèi)運(yùn)用還不遍及，其首要原因有:(1)技能較新,工藝要求較高,出產(chǎn)此類產(chǎn)品的首要是幾家世界知名企業(yè),且價格昂貴，以35kV單距離為例,報價在50萬~70萬元,而國產(chǎn)或合資企業(yè)出產(chǎn)的固體復(fù)合絕緣開關(guān)柜單距離報價不逾越30萬元;②目前國產(chǎn)35kV電壓等級固體復(fù)合絕緣開關(guān)柜的技能較成熟,對常規(guī)變電所其可靠性、占地上積等技能指標(biāo)均能滿足要求,而高壓充氣柜的規(guī)劃和出產(chǎn)歷史較短,還不能代替固體復(fù)合絕緣開關(guān)柜。跟著我國城市化程度的不斷提高,特別在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域,因城市和周邊開發(fā)區(qū)土地價格的快速增長,使變電所征地費(fèi)用直線上升,征地拆遷作業(yè)成為變電所建造新難點(diǎn)。因而，高壓充氣柜設(shè)備占地少可靠性高、少維護(hù)的優(yōu)勢將逐步表現(xiàn)出來。江蘇省近年來高壓充氣柜的運(yùn)用也越來越廣泛,除電力系統(tǒng)內(nèi)城市戶內(nèi)站外,一些作業(yè)環(huán)境特別的大型企業(yè)如地鐵、石化、冶金等也在逐步推廣運(yùn)用。
2規(guī)劃方案及首要問題的處理
2.1接線選擇
在220kV變電所中，10~35kV配電設(shè)備作為變電所低壓側(cè)首要對變電所附近負(fù)荷供電。SF充氣柜在接線方面的考慮與一般開關(guān)柜底子相同,但一般選用單母線分段接線,而不是選用獨(dú)立電氣元件組裝式配電設(shè)備慣用的雙母線帶旁路母線。這是由于設(shè)備集成化程度高,母線為全封閉狀態(tài),而不像敞開式安頓時雙母線可輪流停電檢修,并且充氣柜設(shè)備可靠性高,故可簡化接線。
220kV變電所中,35kV電壓等級一般用于城郊或開發(fā)區(qū)等供電規(guī)劃較大或有大用戶的區(qū)域供電，由于進(jìn)出線回路往往不逾越12回,一般選用單母線單分段兩段母線),典型接線如圖1。
而10kV電壓等級一般用于城市中心等供電規(guī)劃較小、但負(fù)荷密度較大區(qū)域，可以選擇多分段接線辦法,例如出線回路較多時可接成單母線四分段。
2.2進(jìn)出線辦法選擇。
受結(jié)構(gòu)限制，SE充氣柜進(jìn)出線僅能采用柜下進(jìn)出線辦法,具體有電纜和絕緣硬母線2種。2種方案比較:絕緣硬母線通流容量較大,但本錢較高,且對設(shè)備要求嚴(yán)厲，悉數(shù)制成段都有必要在工廠加工成形,現(xiàn)場設(shè)備時不答應(yīng)有差錯，所以很少選用;電纜本體本錢較低、設(shè)備較簡潔,現(xiàn)場可根據(jù)需求彎曲，調(diào)整鋪設(shè)道路便利,但大載流量時由于并聯(lián)電纜較多,敷設(shè)比較困難。歸納考慮本錢及工期等要素，高壓充氣柜一般選用電纜進(jìn)出線。
2.3平面安頓
與一般開關(guān)柜安頓辦法相似，SF充氣柜可選用單列或雙列安頓,由于充氣柜的斷路器系固定封裝,所以不需像手車柜或中置柜那樣考慮斷路器抽出距離,對部件拼裝、操作空間要求較小。以某廠家產(chǎn)品為例，要求柜前最小操作通道1000mm、柜后通道50mm、柜上空間300mm.對照高壓配電設(shè)備規(guī)劃規(guī)程要求,充氣柜對空間要求遠(yuǎn)低于規(guī)程對常規(guī)開關(guān)柜要求,特別是在220kV城市變電所中10~35kV充氣柜所占空間較小，可與110kV中壓側(cè)配電設(shè)備統(tǒng)一考慮，在同一修建中分層安頓,設(shè)備空間不會有問題，圖2是典型的安頓方案。
2.4柜體基礎(chǔ)規(guī)劃
由于SF充氣柜進(jìn)出線悉數(shù)在下部進(jìn)行,而柜寬寬度僅600mm,故其基礎(chǔ)進(jìn)出線密集,對規(guī)劃要求較高。圖3是某廠家提供的充氣柜基礎(chǔ)安頓。圖3中點(diǎn)狀暗影部分為充氣柜底部在地上上的投影,其間疊加斜線部分為充氣柜底部與地上接觸部分,其余部分與地上不接觸。充氣柜每一距離寬度為600mm,質(zhì)量約700kg柜體質(zhì)量實(shí)踐散布在斜線部分。由圖3可見,一次電纜孔與二次電纜孔距離很近，兩孔邊距僅80mm，兩孔中均有大量電纜穿過，尤其是主變進(jìn)線距離一次電纜孔。
以電壓等級為220kV/110kV/35kV的三相電力變壓器為例，如其各電壓側(cè)容量為180/180/90MV.A,則低壓側(cè)作業(yè)電流預(yù)算為:
按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體，設(shè)j=1.2Afmm,則主變35kV回路電纜經(jīng)濟(jì)的截面為S=π/j=15591.213006m),參照現(xiàn)有電纜規(guī)格系列，每相可以選取3x(YJV-35-400)電力電纜，總截面3x400=1200nm)較契合經(jīng)濟(jì)性。由此可見，在1145mmx510mm孔中需穿過9根YJV-35-400電纜，并要在電纜孔下方考慮插接式電纜留有必定的操作空間。別的,一次電纜孔與二次電纜孔之間只需80mm寬的基礎(chǔ)卻有必要接受柜體近一半的荷重，這也是充氣柜設(shè)備規(guī)劃的難點(diǎn)。歸納起來,規(guī)劃充氣柜基礎(chǔ)應(yīng)保證:①)保證一次、二次電纜合理的進(jìn)出途徑;②保證一次電纜插接操作必要的空間;③一期工程設(shè)備完畢后應(yīng)保證今后擴(kuò)建、維護(hù)作業(yè)尤其是對充氣柜底部進(jìn)出線電纜的維護(hù)、擴(kuò)建)的可行性;④為到達(dá)上述要求,相應(yīng)土建結(jié)構(gòu)有必要緊湊有效。
3典型規(guī)劃方案
以金橋變電所為例,介紹高壓充氣柜及其基礎(chǔ)規(guī)劃方案，規(guī)劃中首要采用了如下辦法。
一次、二次電纜進(jìn)出途徑規(guī)劃方面,考慮到進(jìn)出線工藝的順暢性,總平面安頓將35kV戶內(nèi)配電設(shè)備安頓在主變和35kV首要出線方向之間，見圖4.這樣35kV電壓等級的主變進(jìn)線與出線電纜分別引向相反方向,走線明晰、不易構(gòu)成部分電纜過火密集。各柜二次電纜集聚后引至主控樓方向，在開關(guān)柜屏前規(guī)劃安頓一條二次電纜溝，各柜的二次電纜均通過電纜管引至二次電纜溝,將來在擴(kuò)建時二次電纜放線不會影響已有工作距離。
(2)在充氣柜下方規(guī)劃了一個電纜半層，一次電纜支架設(shè)于充氣柜開孔正下方，這首要是考慮35kV電纜本體較重,應(yīng)該盡量減少電纜盤曲，一同便于電纜頭向上插接。電纜層高度為2.2m,加上充氣柜電纜終端距底面距離為0.6m,可以保證一次電纜最上層彎曲半徑到達(dá)60(YJV-35-400外徑)X20=1200mm,一同也能保證插接電纜操作空間。
③電纜層平面如圖4共設(shè)置了4個檢修人孔，首要考慮電纜排架對空間切開,防止出現(xiàn)檢修維護(hù)無法進(jìn)入的死角。
④電纜排管的運(yùn)用。在充氣柜下面規(guī)劃一個相似加寬電纜溝部分電纜層。這一辦法可減少土建工程量,不必將充氣柜室地坪抬高另做一層電纜層。但下挖部分電纜層存在防水問題，特別是與室外電纜溝聯(lián)接處，由于電纜層地勢較低，簡單積水倒灌。規(guī)劃選用了一段電纜排管聯(lián)接室內(nèi)電纜層與室外電纜溝，相對而言，電纜排管較易采用防水辦法，且規(guī)劃有必定斜度,便于施工放電纜。
