一种带合闸电阻的220kV组合电器结构分析与设计

柳如见 柳绪祥 邓东印 李玉友 高瑞东 梁孝峰

（1．山东泰开高压开关有限公司 2.济宁市建宁电器设备有限公司）

0 引言

川藏联网工程即川藏联网输变电工程，旨在将西藏昌都电网与四川电网接通，结束西藏昌都地区长期孤网运行的历史。工程全长1500公里，被誉为全球最具挑战性的输变电工程。合闸电阻的主要作用：消弱电磁振荡和限制过电压。玉龙变电站为其四座变电站之一，基于实际需要，要求本站220kV组合电器主变间隔断路器配置合闸电阻。

工程工期要求紧张，对设备性能要求严格。据此，结合实际情况，设计了一种基于500kV组合电器断路器的220kV组合电器。利用500kV组合电器断路器的成熟技术，结合现有200kV组合电器的机构，设计了一种特殊结构的220kV组合电器。

主变间隔断路器加装合闸电阻，采用500kV组合电器断路器。其余间隔断路器为常规220kV断路器（无合闸电阻），除主变间隔外其余间隔为常规间隔。具体如图3和图4所示。

1 川藏联网玉龙变电站220kV组合电器说明

川藏联网玉龙变电站工程220kV组合电器采用双母接线形式，一期工程共计1回主变（#1主变）、2回出线、1回母联、2回母线设备、3回出线预留和2回主变预留间隔。主变间隔断路器加装合闸电阻，其余间隔断路器为常规220kV断路器（无合闸电阻）。具体接线原理和布置如图1和图2所示。

2 结构设计要求

2.1 主变间隔的结构方案设计

主变间隔断路器为卧式布置且尺寸较大，如图5所示，卧式断路器动静侧拔口竖直放置，动侧拔口需安装两台GR隔离开关。由于断路器拔口朝上，主变间隔主母线安装于断路器上方，位置较高，两母线支撑的设计需特殊考虑。一条母线位于断路器罐体上方，鉴于断路器包括其操动机构分相布置，该母线支撑不可落在断路器罐体上方，直接落在断路器底架上，安装于中相断路器和边相断路器底架上，横跨两底架，该母线支撑共计两件。另一条母线位于断路器操作机构上方，该母线支撑只能落在预埋基础上。由于两条母线均位于断路器上方，位置较高，故母线与支撑之间安装有整体底架，保证了母线上方所有部件安装的整体性和稳定性，且母线壳体与该上方底架之间安装有特别的调整垫片，保证了高度方向安装尺寸的可调性。

图1 川藏联网玉龙变电站工程220kV组合电器主接线图

图2 川藏联网玉龙变电站工程220kV组合电器平面布置图

图3 500kV组合电器断路器断面图

2.2 主变间隔与常规间隔母线对接的结构方案设计

如以上图所示，主变间隔主母线位置与常规间隔主母线空间位置出入较大，需特殊设计一种过渡装配体，以保证两种间隔母线的对接。如图6所示，一种过渡母线装配体，下方落地母线与常规间隔母线对接，上方与主变间隔主母线对接。通过该过渡母线装配体，可以保证与两种间隔的母线直接对接。

图4 220kV组合电器常规间隔断面图

图5 1#主变间隔断面图

图6 主变间隔与常规间隔母线对接过渡装配体断面图

2.3 主变预留间隔的结构方案设计

主变预留间隔的结构设计与本期完整间隔的总体设计一致。由于远期面临断路器的扩建安装，故主变预留间隔的支撑及底架需设计为灵活可拆卸且利于远期卧式分相断路器的进入与安装。由于外侧母线下方为断路器操作机构且落地布置，远期扩建安装操作空间充足，该支撑与一期完整主变间隔一致且远期扩建断路器时该部分不需移动。间隔内上方母线支撑需安装在一活动底架上，该底架远期扩建时需保证可拆解移动，保证断路器的顺利进入与扩建。

2.4 厂内安装效果

根据以上方案，进行实际设计，并进行了现场发货前的预装工作，如图8～图9所示。

图7 主变预留间隔断面图

图8 主变间隔安装效果图

图9 主变间隔与常规间隔母线过渡装配体安装效果图

3 一期设备现场安装方案

3.1 间隔安装顺序

如图5所示，主变间隔体积大，间隔组成复杂，现场安装难度较大。基于此，确定1#主变间隔为第一间隔（基准间隔），本工程设备的安装从此间隔开始，从1#主变间隔逐渐往两侧安装，直至设备总体安装完成。

3.2 间隔安装方法

（1）1#主变间隔的安装

1）如图10所示，先将1#主变间隔三相断路器大体就位，严格就位于相应基础上，确定三相断路器之间的相间距为1100mm；

2）然后进行单元Ⅰ和主变间隔过渡母线的装配，装配后效果如图11和图12所示，其中1#主变间隔两侧共需4组过渡母线装配单元；

3）将装配完成的单元Ⅰ与断路器动侧波纹管连接，并将单元Ⅰ下方的支撑安装完成，安装效果如图13所示；

4）最后进行1#主变间隔两侧过渡母线装配单元和1#主变间隔断路器上方主母线的对接，装配效果如图14所示。

至此，1#主变间隔主体安装完成。

（2）1#主变间隔除外其余间隔的安装和间隔过渡母线的对接

2#主变预留间隔和3#主变预留间隔的安装同1#主变间隔的安装方法一致，此3间隔除外的其余间隔均为整体发货，现场只需直接对接间隔过渡母线。主变间隔除外其余间隔的安装和落位应以1#主变间隔为基准，逐渐向两侧落位安装，直至本工程间隔及所有过渡母线安装完成。完成后进行主母线电阻、更换吸附剂、抽真空、充气、检漏、测微水等试验。

（3）分支母线和套管的安装

间隔过渡母线对接完成、相关试验合格以后，可进行1#主变间隔主变侧隔离开关和接地开关的安装以及本工程所有分支母线和套管的安装。完成后进行主母线电阻、更换吸附剂、抽真空、充气、检漏、测微水等试验。

（4）接地排及相关附件的安装

待本工程所有间隔及相应分支母线和主母线安装完成后，参照公司提供的接地排安装示意图进行接地排的安装，并进行相关附属件的安装。

4 二期主变间隔扩建对接方案

二期工程进行2#主变间隔的断路器部分的扩建与安装。一期2#主变间隔母线侧隔离开关和接地开关已经安装，本期主要对接断路器及其他部分。主变间隔体积大，间隔组成复杂，现场安装难度较大。基于此，确定2#主变间隔扩建安装顺序：安装Ⅰ母线支撑工装－切割Ⅰ母线下方底架并移除支撑A－安装边相断路器装配单元－安装中相断路器装配单元－安装剩余边相断路器装配－安装断路器静侧部分组件至套管装配－附属部件装配。具体安装方法如下：

1）安装2#主变间隔Ⅰ母线两侧的工装支撑，如图18所示；

2）如图19所示切割2#主变间隔Ⅰ母线下方底架，移除该Ⅰ母线下方其中1件支撑A；

3）如图18、图20、图21所示，将其中1边相断路器装配单元（该装配单元具体组成见图5）通过滚杠移至2#主变预留间隔下方，使之处于预留间隔相间位置（目的是方便使用吊装工具将该断路器动侧电流互感器、400直筒和导体安装于断路器上），安装动侧电流互感器、400直筒和1667导体；

图10 1#主变间隔断路器装配单元

图11 1#主变间隔单元Ⅰ装配

图12 主变间隔过渡母线装配单元

图13 1#主变间隔断路器与单元Ⅰ装配安装完成图

4）将触头座安装于2#主变预留间隔GR和DGR之间的四通正下方绝缘子嵌件上，如图22所示：将上述项3断路器装配单元移至2#主变预留间隔GR和DGR之间的四通正下方，如图23所示：拆解掉断路器和下方底架之间的临时支撑并将其移除， 对接该断路器装配单元与2#主变预留间隔四通直至全部连接螺栓安装完成，如图24和图25所示：安装断路器罐体和下方底架之间的所有固定支撑。至此，该边相断路器部分对接安装完成；

图14 一期工程现场安装效果图

图15 一期工程现场安装效果图

图16 主变间隔扩建方案（扩建断路器）

图17 主变预留间隔示意图

图18 主变间隔扩建时支撑工装安装示意图

图19 主变预留间隔现场一期安装效果图

图20 边相断路器安装过程示意图

图21 边相断路器安装过程示意图

图22 边相断路器安装过程示意图

图23 边相断路器安装过程示意图

5）同上述项3和项4所述，安装中相断路器，见图26；待上述边相和中相断路器对接完成后，安装2#主变间隔Ⅰ母线下方落在该两断路器底架上的支撑A；

6）拆除2#主变间隔Ⅰ母线下方另1件支撑B并在该2#主变间隔Ⅰ母线两侧安装好工装支撑，安装对接最后1边相断路器，完成后安装该边相断路器和中相断路器底架之间的Ⅰ母线支撑B；此本间隔3相断路器单元对接安装完毕；

7）安装断路器静侧部分组件、分支母线和套管；

8）相关附属件和接地排。

图24 边相断路器安装过程示意图

图25 边相断路器安装过程示意图

图26 中相断路器安装效果示意图

5 结束语

工程要求玉龙变电站工程22kV组合电器主变间隔断路器配置合闸电阻。结合500kV组合电器断路器配置合闸电阻的特点和成熟技术，利用220kV组合电器部分常规结构，设计了一种带合闸电阻的组合电器间隔——主变间隔。主变间隔断路器采用500kV组合电器断路器，其余部分采用220kV组合电器结构，并设计主变间隔与常规间隔母线对接的过渡装配体，完美实现了本工程的现场安装与远期扩建对接。利用成熟技术满足工程实际需求，圆满实现了工程的长期顺利运行。