盧 偉 ,周 爽

(西北電力設(shè)計(jì)院有限公司，陜西 西安 710075)

e級(jí)污區(qū)內(nèi)750 kV屋外配電裝置布置及選型

盧 偉 ,周 爽

(西北電力設(shè)計(jì)院有限公司，陜西 西安 710075)

為了滿足e級(jí)污穢等級(jí)下750 kV 屋外配電裝置布置設(shè)計(jì)的最小安全凈距要求，分析了e級(jí)污穢等級(jí)對(duì)絕緣子串選擇和構(gòu)架選型的影響，提出了適用于e級(jí)污區(qū)的750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點(diǎn)高度的選型方案，該方案滿足e級(jí)污穢等級(jí)下750 kV 屋外配電裝置布置設(shè)計(jì)最小安全凈距要求。

污穢等級(jí)；屋外配電裝置；最小安全凈距；絕緣子串；構(gòu)架。

1 概述

21世紀(jì)初，隨著西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，發(fā)電裝機(jī)容量和電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，經(jīng)過(guò)對(duì)建設(shè)330 kV 高一級(jí)電網(wǎng)多年的研究、方案論證和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，西北電網(wǎng)高一級(jí)電壓等級(jí)最終確定為750 kV。

隨著國(guó)家治理霧霾和大氣污染力度的不斷增加，負(fù)荷中心建設(shè)燃煤電廠的環(huán)保壓力逐漸增大。在這種特殊背景下，“變輸煤為輸電”的能源戰(zhàn)略應(yīng)運(yùn)而生。新疆、寧夏、蒙西、山西、陜北等煤炭主產(chǎn)區(qū)將建設(shè)大型現(xiàn)代化煤電基地，通過(guò)特高壓電網(wǎng)將電能輸送至負(fù)荷中心。

目前，我國(guó)已投運(yùn)的750 kV 變電站以及大部分發(fā)電廠的750 kV 屋外配電裝置都處于d級(jí)污區(qū)，絕緣子和電氣設(shè)備外絕緣的爬電比距按照2.5 cm/ kV進(jìn)行選擇。但是，在煤炭生產(chǎn)區(qū)建設(shè)的大型燃煤發(fā)電廠多處于e級(jí)污區(qū)，絕緣子和電氣設(shè)備外絕緣的爬電比距需按照3.18 cm/ kV進(jìn)行選擇。因此，需要對(duì)絕緣子串型式及數(shù)量進(jìn)行核算，并對(duì)750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點(diǎn)高度是否滿足布置設(shè)計(jì)最小安全凈距要求進(jìn)行校驗(yàn)。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文對(duì)海拔高度為1000 m及以下，e級(jí)污區(qū)內(nèi)絕緣子串的型式及數(shù)量進(jìn)行選擇計(jì)算，提出了750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點(diǎn)高度要求，以滿足布置設(shè)計(jì)最小安全凈距要求。

2 絕緣子串的選擇計(jì)算

根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)：電氣一次部分》和《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》 (DL/ T 5222－2005)，每串絕緣子的片數(shù)可按照系統(tǒng)最高電壓和爬電比距選擇。

在e級(jí)污穢等級(jí)下，擬選用XWP3－210型耐污懸式絕緣子，每片絕緣子的泄露距離(L0)為52.5 cm，每片絕緣子高度(H)為170 mm，絕緣子的濕閃電壓(Usd)為50 kV，絕緣子的雷電沖擊閃絡(luò)電壓(Uld)為135 kV，絕緣子機(jī)電破壞荷載為210 kN。

e級(jí)污穢等級(jí)下，絕緣子的爬電比距(λ)要求為3.18 cm/kV，750 kV系統(tǒng)的最高電壓(U0)為800 kV，則每串絕緣子串的片數(shù)n≥λ*U0/L0＝3.18*800/52.5＝48.46片，取n＝49片。

根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》，選擇懸式絕緣子應(yīng)考慮絕緣子的老化，750 kV 屋外配電裝置每串絕緣子要預(yù)留的零值絕緣子為：耐張串(2～3)片，懸垂串(1～2)片。因此，750 kV 屋外配電裝置用耐張絕緣子串選用片數(shù)為52片，懸垂絕緣子串選用片數(shù)為51片。組裝后的耐張絕緣子串總長(zhǎng)約10330 mm；懸垂絕緣子串總長(zhǎng)約9360 mm。

同理，根據(jù)上述計(jì)算方法可知，在d級(jí)污穢等級(jí)下，750 kV 屋外配電裝置用耐張絕緣子串選用片數(shù)為42片，懸垂絕緣子串選用片數(shù)為41片。組裝后的耐張絕緣子串總長(zhǎng)約8630 mm；懸垂絕緣子串總長(zhǎng)約7660 mm。

3 750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架選型

根據(jù)《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》 (DL/ T 5352－2006)，在海拔1000 m及以下，750 kV屋外配電裝置最小安全凈距為：A1'＝4800 mm，A1''＝5500 mm，A2＝7200 mm，B1＝6250 mm，B2＝5600 mm，C＝12000 mm，D＝7500 mm。

其中，上述各字母代表的含義及適用范圍如下：A1'：帶電導(dǎo)體至接地構(gòu)架；A1''：帶電設(shè)備至接地構(gòu)架；A2：帶電導(dǎo)體相間；B1：帶電導(dǎo)體至柵欄；運(yùn)輸設(shè)備外廓線至帶電導(dǎo)體；不同時(shí)停電檢修的垂直交叉導(dǎo)體之間；B2：網(wǎng)狀遮攔至帶電部分之間；C：帶電導(dǎo)體至地面；D：不同時(shí)停電檢修的兩平行回路之間水平距離；帶電導(dǎo)體至圍墻頂部；帶電導(dǎo)體至建筑物邊緣。

750 kV 屋外配電裝置采用一倍半斷路器接線方式，三列式布置。以“兩回進(jìn)線、兩回出線組成兩個(gè)完整串”為例，#1主變進(jìn)線－750 kV出線一交叉布置，占用兩個(gè)間隔；#2主變進(jìn)線－750 kV出線二順列布置，占用一個(gè)間隔。

d級(jí)污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置進(jìn)、出線構(gòu)架的寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為41.5 m，避雷線掛線點(diǎn)高度為56 m。母線構(gòu)架的寬度為41 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為27 m。

根據(jù)第1節(jié)中絕緣子串選擇計(jì)算得出的結(jié)論可知，e級(jí)污穢等級(jí)相比d級(jí)污穢等級(jí)，絕緣子串選用片數(shù)多10片，長(zhǎng)度增加1700 mm。圖1所示為750 kV 屋外配電裝置母線間隔斷面布置圖，如果按照e級(jí)污穢等級(jí)選擇絕緣子串片數(shù)，而不改變750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點(diǎn)高度，則母線間隔導(dǎo)體的最小安全凈距不滿足《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》A2值要求。圖1中用圓圈所示部分不滿足最小安全凈距要求。因此，在e級(jí)污區(qū)內(nèi)需要對(duì)750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架的寬度和掛線點(diǎn)高度進(jìn)行重新核算。

圖1 750 kV 屋外配電裝置母線間隔斷面示意圖

圖2為適用于e級(jí)污區(qū)的750 kV 屋外配電裝置平面布置圖，配電裝置占地尺寸為160 m (橫向)×256 m(縱向)。進(jìn)、出線及中間構(gòu)架共9榀，構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為44 m，避雷線掛線點(diǎn)高度為59 m。母線構(gòu)架共7榀，構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為29.5 m。連線構(gòu)架共3榀，構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為29.5 m。

圖2 750 kV 屋外配電裝置平面布置圖

圖3 750 kV 屋外配電裝置進(jìn)線構(gòu)架與母線構(gòu)架間導(dǎo)體最小安全凈距校驗(yàn)示意圖

圖4 750 kV 屋外配電裝置出線構(gòu)架與母線構(gòu)架間導(dǎo)體最小安全凈距校驗(yàn)示意圖

圖5 750 kV 屋外配電裝置母線間隔導(dǎo)體最小安全凈距校驗(yàn)示意圖

圖3～圖5分別表示e級(jí)污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置進(jìn)線構(gòu)架與母線構(gòu)架、出線構(gòu)架與母線構(gòu)架、母線間隔導(dǎo)體最小安全凈距校驗(yàn)示意圖。

從圖3～圖5導(dǎo)體最小安全凈距示意中可以看出，在調(diào)整設(shè)備支架高度，滿足運(yùn)輸設(shè)備外廓線至帶電導(dǎo)體之間的最小安全凈距B1值和帶電導(dǎo)體至地面之間的最小安全凈距C值條件下，帶電導(dǎo)體至接地構(gòu)架之間的最小安全凈距A1'值、設(shè)備上部帶電導(dǎo)體至垂直交叉導(dǎo)體之間的最小安全凈距B1值、絕緣子串耐張線夾帶電導(dǎo)體至母線導(dǎo)體之間的最小安全凈距B1值、不同相帶電導(dǎo)體之間的最小安全凈距A2值均滿足《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》要求，并留有一定裕度。

750 kV 屋外配電裝置敞開(kāi)三列式布置型式下，d級(jí)污區(qū)和e級(jí)污區(qū)內(nèi)構(gòu)架寬度和掛線點(diǎn)高度詳見(jiàn)表1。

表1 不同等級(jí)污區(qū)內(nèi)構(gòu)架寬度和掛線點(diǎn)高度

由表1 數(shù)據(jù)可知，e級(jí)污區(qū)相比于d級(jí)污區(qū)內(nèi)進(jìn)、出線及中間構(gòu)架的寬度不變，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度增加2.5 m，避雷線掛線點(diǎn)高度增加3 m。母線構(gòu)架和連線構(gòu)架的寬度增加1 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度增加2.5 m。

通過(guò)上述分析計(jì)算可知，在滿足e級(jí)污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置最小安全凈距要求條件下，進(jìn)、出線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為44 m，避雷線掛線點(diǎn)高度為59 m。母線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為29.5 m。連線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為29.5 m。

對(duì)于海拔高度大于1000 m，小于2000 m的環(huán)境，根據(jù)《750 kV變電所設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定(電氣部分)》 (Q/GDW 101－2003)，在海拔2000 m時(shí)，750 kV 屋外配電裝置最小安全凈距為：A1'=5400 mm，A1''=5950 mm，A2=8000 mm，B1=6700 mm，B2=6050 mm，C=12000 mm，D=7950 mm。利用本文所述方法進(jìn)行分析計(jì)算，上述構(gòu)架寬度及掛線點(diǎn)高度同樣滿足750 kV 屋外配電裝置最小安全凈距要求，本文不再贅述。

4 結(jié)論

本文對(duì)e級(jí)污區(qū)內(nèi)絕緣子串進(jìn)行了選擇計(jì)算，提出了750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點(diǎn)高度的要求，具體結(jié)論如下：

(1)在海拔高度小于1000 m的環(huán)境下，e級(jí)污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置用耐張絕緣子串選用片數(shù)為52片，懸垂絕緣子串選用片數(shù)為51片。

(2) e級(jí)污區(qū)內(nèi)750 kV 屋外配電裝置進(jìn)、出線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為44 m，避雷線掛線點(diǎn)高度為59 m。母線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為29.5 m。連線構(gòu)架寬度為42 m，導(dǎo)線掛線點(diǎn)高度為29.5 m。

(3)本文所述750 kV 屋外配電裝置構(gòu)架寬度和掛線點(diǎn)高度同樣適用于海拔高度大于1000 m，小于2000 m的環(huán)境。

[1] 水利電力西北電力設(shè)計(jì)院．電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)：電氣一次部分[M]．北京：中國(guó)電力出版社，1989．

[2] DL/T 5222－2005，導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S]．

[3] DL/T 5352－2006，高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S]．

[4] Q_GDW 152－2006，電力系統(tǒng)污區(qū)分級(jí)與外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[5] Q_GDW 101－2003，750 kV變電所設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定(電氣部分)[S]．

Layout and Type Selection of 750 kV Outdoor Switchgear under the e Pollution Zone

LU Wei, ZHOU Shuang
(Northwest Electric Power Design Institute Co. Ltd., Xi'an 710075, China)

To satisfy the minimum safety distance requirements of 750 kV outdoor switchgear layout design under the e pollution level. The infuences of e pollution level on insulator string selection and frame selection are analyzed. The selection scheme about the hang line point height and width of frame for 750 kV outdoor switchgear is proposed, which is applicable to e pollution zone. The scheme satisfes the minimum safety distance requirements of 750 kV outdoor switchgear layout design under the e pollution level.

pollution level;outdoor switchgear; minimum safety distance; insulator string; frame.

TM72

：B

：1671-9913(2017)01-0059-04

2015-11-23

盧偉(1984- )，男，高級(jí)工程師，主要從事發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)工作。