电厂主（辅）变高压侧出线GIC设计改进及应用

中核霞浦核电有限公司 李雪岩 新东北电气集团有限公司 夏 萍

某电厂一期工程主(辅)变高压侧出线GIC设计功能是将主（辅）开关站GIS通过GIL廊道母线（交联聚乙烯电缆）与变压器高压侧油气套管联接，就地未设计安全隔离断口设备，主（辅）变试验时需打开油气套管工艺复杂、风险大。在新建工程时对某电厂一期工程原GIC设计功能改进实现了主（辅）开关站GIS与变压器联接，增加了新安装或设备改造后作为特殊性试验隔离断口设备、停运检修时可由GIC对主（辅）变预防性试验作为隔离断口。GIC设计改进增加三工位隔接组合EDS后解决了某电厂一期工程存在的问题。

某电厂一期工程主（辅）变高压侧出线GIC原设计只有一组接地开关ES，发现GIC设计功能存在缺陷：隔离断口验证在主（辅）开关站侧存在被遗忘的安全隐患；主（辅）变试验时与GIL廊道母线（交联聚乙烯电缆）连接存在干扰和误差；新安装（改造）设备在特殊性试验时无隔离断口，试验方案实施工艺复杂。针对一期工程主（辅）变高压侧出线GIC存在的上述缺陷，在新建工程时提出GIC设计改进和解决方案。

1 设计改进

1.1 改进思路

新建工程在某电厂一期工程原设计主（辅）变高压侧出线500kV GIC（ELK3型）和220kV GIC（ELK14型[1]）的基础上增加了一套三工位隔接组合EDS（ZFW20-252型[2]）实现GIC功能最优设计改进，解决某电厂一期工程主（辅）变高压侧出线GIC存在的问题。

三工位隔接组合EDS：将隔离开关DS和接地开关ES的功能结合在一起，共用一个动触头，配用三工位操动机构，机械联动，结构紧凑、传动稳定可靠，采用异形导体，通过花键轴、绝缘棒、齿轮、齿条和动触头等零部件实现隔离开关DS和接地开关ES的分合闸操作。只有隔离开关在分闸位置时，接地开关才能进行分合闸操作；同样，只有接地开关在分闸位置时，隔离开关才能进行分合闸操作；具有避免人为失误操作、便于设备安装调试和检修维护的功能。

三工位隔接组合EDS结构及工况如图1所示。

图1 三工位隔接组合EDS结构及工况

1.2 改进方案

1.2.1 GIC接线

改进前：某电厂一期工程主（辅）变高压侧出线GIC接线,以一期工程辅变(2BCT02)高压侧出线GIC接线为例（图2）。改进后：新建工程主（辅）变高压侧出线GIC接线。以某电厂一期工程辅变（2BCT02）高压侧出线GIC接线为例（图3）。

图2 某电厂一期工程辅变高压侧出线GIC接线

图3 新建工程辅变高压侧出线GIC接线

1.2.2 GIC改进实施

在某电厂一期工程的原设计主（辅）变高压侧出线的基础上提出增加三工位隔接组合EDS的设计改进方案，通过了设计院、制造厂和行业对GIC设计改进方案的评审论证。以下以某电厂一期工程辅变(2BCT02)、新建工程辅变(10BCT02)的高压侧出线GIC接线为例。

改进前：某电厂一期工程辅变(2BCT02)高压侧出线GIC接线，由0ADC13GS310接地开关ES+0ADC13GV110避雷器LA组成；改进后：新建工程辅变(10BCT02)高压侧出线GIC接线,由90AEC13GS330接地开关HSES+90AEC13GV110避雷器LA+三工位隔接组合EDS(90AEC13GS230隔离开关DS+90AEC13GS340接地开关ES)组成。

增加三工位隔接组合EDS后，利用90AEC 13GS230隔离开关DS分闸断口作为辅变停电检修时的隔离断开点，便于就地检查核实，保证辅变检修作业安全；断开与交联聚乙烯电缆母线连接对辅变试验数据产生的误差；对新安装或设备改造后作为特殊性试验隔离断口。三工位隔接组合EDS操作示例，如图4所示。

图4 三工位隔接组合EDS操作示例（DS隔离开关，ES接地开关，EDS隔接组合，VT电压互感器，LA避雷器，CT电流互感器，CB断路器，HSES快速接地开关）

辅变停电检修时，利用三工位隔接组合EDS 90AEC13GS230隔离开关DS分闸，90AEC13GS 340接地开关ES合闸，可以就地验证确认安全隔离措施，无须到辅助开关站去核实隔离断开位置状态；辅变试验时，利用三工位隔接组合EDS 90AEC13GS340接地开关ES合闸位置打开接地联片，可以对辅变试验、90AEC13GS230隔离开关DS分闸断开与交联聚乙烯电缆母线连接，可以避免对辅变试验数据产生的误差；对辅变试验无须打开辅变油气套管，可以缩短试验工期；新安装或设备改造后，利用三工位隔接组合EDS 90AEC13GS230隔离开关DS与90AEC13GS340接地开关ES的分闸、合闸操作可以实现对交联聚乙烯电缆、GIC部件和辅变特殊性试验（交流耐压试验、局部放电试验等）。

新建工程辅变(10BCT02)高压侧出线GIC新增设备的参数，以某电厂一期工程辅变（2BCT02）高压侧出线GIC为例：90AEC13GS230隔离开关DS。220kV GIS隔离开关、额定电流Ie=4000A、额定短时耐受电流Ik=50kA（3S）、额定峰值耐受电流Iy=125kA；90AEC13GS340接地开关ES。220kV GIS接地开关、额定短时耐受电流Ik=50kA（3S）、额定峰值耐受电流Iy=125kA。

2 工程验证及应用情况

新建工程辅变(10BCT02)高压侧出线GIC增加了三工位隔接组合EDS（ZFW20-252型），设计符合IEC、GB/T11022和GB/T7674标准要求，通过了工程安装调试实践验证。三工位隔接组合EDS安装调试和检修维护：易于实现机械联锁，避免人为失误操作；有明显断开点，实现安全隔离；新安装或设备改造作为特殊性试验（交流耐压试验、局部放电试验）隔离断口；停运检修时对设备可以预防性试验。

新建工程辅变(10BCT02)高压侧出线GIC增加了三工位隔接组合EDS于2021年3月开始安装调试，5月26日投入运行至今，各项功能指标经过实践验证均满足设计要求，具有推广应用价值。