華梅，蘇哲

（南京國(guó)聯(lián)電力工程設(shè)計(jì)有限公司，江蘇 南京 210009）

35kV殷鎮(zhèn)變電站位于南京江寧區(qū)誠(chéng)信大道南側(cè)，占地面積2491.8平方米，是江寧區(qū)九龍湖地區(qū)重要的電源，1999年投運(yùn)，為半戶(hù)內(nèi)變電站。現(xiàn)有35/10kV三相雙圈有載調(diào)壓電力變壓器2臺(tái)，容量均為25MVA。35kV出線2回，內(nèi)橋接線，戶(hù)外敞開(kāi)式布置；10kV出線8回，單母線分段接線，戶(hù)內(nèi)箱型固定式開(kāi)關(guān)柜單列布置。

縱觀國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀，10kV開(kāi)關(guān)柜根據(jù)斷路器的安裝方式，主要有固定式和移動(dòng)式兩種，根據(jù)柜體結(jié)構(gòu)可分為間隔式、鎧裝式、箱式，根據(jù)內(nèi)部絕緣介質(zhì)，又有空氣絕緣和SF6氣體絕緣形式。

結(jié)合近年35kV殷鎮(zhèn)變電站10kV開(kāi)關(guān)柜故障情況，本文提出了兩種消缺方案，分析設(shè)備運(yùn)行周期（20年）內(nèi)運(yùn)維成本及停電損失，計(jì)劃采用以金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜代替箱式固定式開(kāi)關(guān)柜的改造方案，以解決殷鎮(zhèn)變電站開(kāi)關(guān)柜頻繁故障的缺陷，為相同工況的變電站消缺提供新思路。

1 工程現(xiàn)狀及問(wèn)題提出

35kV殷鎮(zhèn)變電站現(xiàn)有10kV箱型固定式開(kāi)關(guān)柜20面，1999年1月出廠，目前存在以下問(wèn)題：（1）五防閉鎖不完善；（2）斷路器操作機(jī)構(gòu)卡澀；（3）柜內(nèi)絕緣件均存在老化現(xiàn)象，柜內(nèi)常有凝露。多次發(fā)生線圈燒壞、部件卡澀、開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)不到位故障，年停電檢修次數(shù)達(dá)8次以上，亟需消缺。

2 開(kāi)關(guān)柜消缺方案比選

針對(duì)上節(jié)所述缺陷，現(xiàn)提出兩種消缺方案：

方案一：對(duì)現(xiàn)有20面10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行全面更換，選用金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜，五防閉鎖完善，產(chǎn)品模塊化，備品備件易采購(gòu)，外觀工藝美觀，產(chǎn)品性?xún)r(jià)比高，使用壽命長(zhǎng)。

方案二：維持固定柜現(xiàn)狀，對(duì)現(xiàn)有20面10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行維修：完善五防閉鎖；更換卡澀且銹蝕嚴(yán)重的斷路器；更換母排絕緣熱縮護(hù)套、加熱除濕裝置。

2．1 電網(wǎng)安全性分析

方案一可有效提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性，新安裝設(shè)備制造生產(chǎn)工藝先進(jìn)，更易操作，進(jìn)一步降低操作人員安全風(fēng)險(xiǎn)，縮短設(shè)備操作時(shí)間；方案二僅更換局部配件，未更換的部件運(yùn)行時(shí)間久，普遍存在老化現(xiàn)象。因此，從電網(wǎng)安全性考慮，方案一優(yōu)于方案二。

2．2 效能分析

方案一新設(shè)備故障停電風(fēng)險(xiǎn)降低，設(shè)備檢修運(yùn)行維護(hù)次數(shù)少，等效利用率高，檢修運(yùn)行維護(hù)成本減少。方案二開(kāi)關(guān)柜內(nèi)斷路器采用固定安裝方式，需多名檢修人員配合操作，檢修維護(hù)停電時(shí)間長(zhǎng)。因此，效能方面，方案一優(yōu)于方案二。

2．3 成本比較

根據(jù)優(yōu)秀運(yùn)維人員工作經(jīng)驗(yàn)，綜合比較原則如下：（1)10kV開(kāi)關(guān)柜設(shè)備費(fèi)：約6萬(wàn)元/臺(tái)。更換零部件本體費(fèi)用約3.0萬(wàn)/臺(tái)；（2）新增設(shè)備大修按5年1次，費(fèi)用約1.0萬(wàn)元/臺(tái)，臨修按每2年1次，費(fèi)用約0.2萬(wàn)元/臺(tái)計(jì)算；（3）舊設(shè)備大修按2年1次，費(fèi)用約1.2萬(wàn)元/臺(tái)，臨修按每年1次，費(fèi)用約0.3萬(wàn)元/臺(tái)計(jì)算；（4）10kV開(kāi)關(guān)柜計(jì)算設(shè)計(jì)壽命約20年。方案比較結(jié)果詳見(jiàn)表1。

2．4 運(yùn)行比較

方案一采用金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜，相較于方案二箱型固定式開(kāi)關(guān)柜主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜柜寬800mm或1000mm，箱型固定式開(kāi)關(guān)柜柜寬1100mm，占地面積小，具備遠(yuǎn)景擴(kuò)建出線條件；（2）金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜斷路器安裝于手車(chē)內(nèi)，運(yùn)行檢修2個(gè)臺(tái)班即可完成，操作靈活，同類(lèi)手車(chē)更換便捷；（3）金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP4X，箱型固定式開(kāi)關(guān)柜防護(hù)等級(jí)僅為IP2X。

綜合比較電網(wǎng)安全性、效能、運(yùn)維成本、檢修維護(hù)及停電時(shí)間，方案一投資最小，可靠性最高。

下面，詳細(xì)敘述方案一具體實(shí)施方法。

3 工程實(shí)施

3．1 電氣一次部分

根據(jù)電網(wǎng)資料，35kV殷鎮(zhèn)變10kV母線最大短路容量195MVA，因此，新增的10kV設(shè)備短路電流按不小于10.73kA選取。

表1 方案比選結(jié)果

35kV殷鎮(zhèn)變1號(hào)、2號(hào)主變?nèi)萘烤鶠?5MVA，主變回路計(jì)算工作電流為1516A。

35kV殷鎮(zhèn)變站址區(qū)域污穢等級(jí)為d1級(jí)，10kV戶(hù)內(nèi)電氣設(shè)備絕緣爬電比距按不小于25mm/kV（按系統(tǒng)最高線電壓計(jì)算）選擇。

綜上，本期更換20面10kV開(kāi)關(guān)柜，含主變進(jìn)線柜2面、母線設(shè)備柜2面、出線柜10面、電容器柜2面、接地變柜2面、分段開(kāi)關(guān)柜1面、分段隔離柜1面。主變、分段及主母線按額定電流2500A、熱穩(wěn)定電流31.5kA/4s，其余間隔按額定電流1250A、熱穩(wěn)定電流25kA/4s。柜體外形尺寸（寬×深×高）：主變進(jìn)線柜1000×1800×2300mm；分段開(kāi)關(guān)柜、分段隔離柜、母線設(shè)備柜1000×1500×2300mm；出線柜、電容器出線柜、接地變出線柜800×1500×2300mm。

以上工程內(nèi)容分段措施，減少停電損失：先停1號(hào)主變，完成10kVⅠ段母線開(kāi)關(guān)柜的更換工作，1號(hào)主變恢復(fù)投運(yùn)，停2號(hào)主變，完成10kVⅡ段母線開(kāi)關(guān)柜的更換工作。

3．2 電氣二次部分

35kV殷鎮(zhèn)變10kV保護(hù)測(cè)控裝置、電壓并列裝置均集中組屏，布置在二次設(shè)備室。本期將10kV保護(hù)測(cè)控裝置全部下放至開(kāi)關(guān)柜。

10kV開(kāi)關(guān)柜防誤操作裝置采用內(nèi)帶五防功能的機(jī)械閉鎖或電氣閉鎖。10kV高壓開(kāi)關(guān)柜與電容器成套柜之間采用強(qiáng)制性電氣閉鎖。10kV高壓開(kāi)關(guān)柜在各段母線設(shè)置一個(gè)接地裝置。

配套更換相應(yīng)的控制電纜，采用電纜溝及穿管敷設(shè)方式。

3．3 土建部分

35kV殷鎮(zhèn)變10kV開(kāi)關(guān)柜前期為箱型固定式開(kāi)關(guān)柜，占地面積大且基礎(chǔ)及一、二次開(kāi)孔不滿(mǎn)足本期改造需求，需做如下改造：

拆除原有10kV開(kāi)關(guān)柜基礎(chǔ)30m3，新建開(kāi)關(guān)柜基礎(chǔ)25m3，開(kāi)關(guān)柜柜底預(yù)埋10號(hào)槽鋼40m。回填土需重新夯實(shí)回填，回填土200m3。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)35kV殷鎮(zhèn)變電站10kV箱式固定式開(kāi)關(guān)柜，因局部放電、部件卡澀等問(wèn)題導(dǎo)致該站頻繁停電的情況，結(jié)合近年現(xiàn)場(chǎng)故障情況，本文提出了一種開(kāi)關(guān)柜消缺方案。該方案采用金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜代替箱式固定式開(kāi)關(guān)柜，投資低，停電時(shí)間短，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，可大幅度提高35kV殷鎮(zhèn)變電站供電的可靠性。35kV殷鎮(zhèn)變10kV開(kāi)關(guān)柜改造后，檢修維護(hù)便捷，自2018年運(yùn)行至今，未發(fā)生任何故障情況。綜上所述，本文所提方案為相同工況的35kV東溝變等變電站改造提供了新思路。