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發布時間：2022-01-12 15:55:08
隨著如今電力系統的發展和電器制作技術的提升，對于電力系統作業的可靠性要求進一步提升,因此高壓開關設備的作業可靠性受到了特別關注。在慣例空氣絕緣金屬關閉開關設備GIS)獲得提升的基礎上,從20世紀80年代初步推出了柜式氣體絕緣金屬關閉開關設備簡稱C-GS或充氣柜，也有稱為SF充氣柜)。典型的充氣柜是以SF6氣體作為絕緣介質而選用真空滅弧的方法，是一種新式組合式配電電器。其接線原理和功能與慣例空氣絕緣開關柜根柢相同，首要差異在于選用了SF,氣體關閉氣室，一般有母線室包括隔絕開關)、斷路器室包括電纜終端)等,每個氣室均為一個無缺內部元件的模塊,各模塊間以錐形接頭聯接，SF6氣體充氣壓力約為0.05MPa表壓)。此外,設有不充氣的電纜出線隔室和控制室,并安排有斷路器和隔絕開關的操動安排。柜之間母線聯接一般選用插接式固體絕緣聯接頭,沒有暴露在空氣中的一次帶電體。
1充氣柜特征及運用
1.1特征
①體積小。開關柜內母線和各分支回路導體均選用SF6氣體絕緣,與一般開關柜的空氣或固體絕緣比較,大大緊縮了規范。以35KV開關柜為例,一般空氣絕緣柜寬間隔寬度)在1818mm以上,選用固體復合絕緣如導體包裹固體資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。因此,在柜深根柢相同的情況下,可節約占地12以上。
②可靠性高。因為首要電氣元件是在類似GS結構的氣室中,因此根柢不受灰塵、濕潤.腐蝕、小動物等環境要素的影響,設備作業可靠性明顯提升。
③設備保護簡練。因為開關柜除柜體結構外，主體部分均為模塊化規劃,所以現場設備方便簡練，作業保護作業量也較慣例配電設備大為削減。
④性價比較高。雖然選用了SF6氣體絕緣全密封結構,相對空氣絕緣和固體復合絕緣開關柜,本錢相對較高。但如與GS設備比較，充氣柜選用真空斷路器為開斷元件,而沒有選用GIS中那種獨立的SE滅弧室和凌亂的操作安排,故其本錢低于相應的GIS設備。
1.2運用及分析
充氣柜雖然是一種規劃新穎、結構先進的開關設備，但現在國內運用還不遍及，其首要原因有:(1)技術較新,工藝要求較高,出產此類產品的首要是幾家國際知名企業,且價格昂貴，以35kV單間隔為例,報價在50萬~70萬元,而國產或合資企業出產的固體復合絕緣開關柜單間隔報價不跨越30萬元;②現在國產35kV電壓等級固體復合絕緣開關柜的技術較成熟,對慣例變電所其可靠性、占地上積等技術指標均能滿足要求,而充氣柜的規劃和出產前史較短,還不能代替固體復合絕緣開關柜。跟著我國城市化程度的不斷提升,特別在經濟發達區域,因城市和周邊開發區土地價格的快速增長,使變電所征地費用直線上升,征地拆遷作業成為變電所建造新難點。因此，充氣柜設備占地少可靠性高、少保護的優勢將逐步表現出來。江蘇省近年來充氣柜的運用也越來越廣泛,除電力系統內城市戶內站外,一些作業環境特別的大型企業如地鐵、石化、冶金等也在逐步推廣運用。
2規劃方案及首要問題的處理
2.1接線挑選
在220kV變電所中，10~35kV配電設備作為變電所低壓側首要對變電所鄰近負荷供電。SF充氣柜在接線方面的考慮與一般開關柜根柢相同,但一般選用單母線分段接線,而不是選用獨立電氣元件組裝式配電設備慣用的雙母線帶旁路母線。這是因為設備集成化程度高,母線為全關閉狀況,而不像敞開式安登時雙母線可輪番停電檢修,而且充氣柜設備可靠性高,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區等供電規劃較大或有大用戶的區域供電，因為進出線回路往往不跨越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劃較小、但負荷密度較大區域，可以挑選多分段接線方法,例如出線回路較多時可接成單母線四分段。
2.2進出線方法挑選。
受結構約束，SE充氣柜進出線僅能選用柜下進出線方法,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,且對設備要求嚴厲，全部制成段都有必要在工廠加工成形,現場設備時不容許有過失，所以很少選用;電纜本體本錢較低、設備較簡練,現場可根據需求曲折，調整鋪設路途便當,但大載流量時因為并聯電纜較多,敷設比較困難。歸納考慮本錢及工期等要素，充氣柜一般選用電纜進出線。
2.3平面安排
與一般開關柜安排方法類似，SF充氣柜可選用單列或雙列安排,因為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間隔,對部件拼裝、操作空間要求較小。以某廠家產品為例，要求柜前最小操作通道1000mm、柜后通道50mm、柜上空間300mm.對照高壓配電設備規劃規程要求,充氣柜對空間要求遠低于規程對慣例開關柜要求,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中壓側配電設備一致考慮，在同一建筑中分層安排,設備空間不會有問題，圖2是典型的安排方案。
2.4柜體基礎規劃
因為SF充氣柜進出線全部在下部進行,而柜寬寬度僅600mm,故其基礎進出線密集,對規劃要求較高。圖3是某廠家提供的充氣柜基礎安排。圖3中點狀陰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觸摸部分,其余部分與地上不觸摸。充氣柜每一間隔寬度為600mm,質量約700kg柜體質量實踐分布在斜線部分。由圖3可見,一次電纜孔與二次電纜孔間隔很近，兩孔邊距僅80mm，兩孔中均有很多電纜穿過，尤其是主變進線間隔一次電纜孔。
以電壓等級為220kV/110kV/35kV的三相電力變壓器為例，如其各電壓側容量為180/180/90MV.A,則低壓側作業電流預算為:
按經濟電流密度挑選導體，設j=1.2Afmm,則主變35kV回路電纜經濟的截面為S=π/j=15591.213006m),參照現有電纜規格系列，每相可以選取3x(YJV-35-400)電力電纜，總截面3x400=1200nm)較契合經濟性。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寬的基礎卻有必要接受柜體近一半的荷重，這也是充氣柜設備規劃的難點。歸納起來,規劃充氣柜基礎應確保:①)確保一次、二次電纜合理的進出途徑;②確保一次電纜插接操作必要的空間;③一期工程設備結束后應確保今后擴建、保護作業尤其是對充氣柜底部進出線電纜的保護、擴建)的可行性;④為到達上述要求,相應土建結構有必要緊湊有用。
3典型規劃方案
以金橋變電所為例,介紹充氣柜及其基礎規劃方案，規劃中首要選用了如下方法。
一次、二次電纜進出途徑規劃方面,考慮到進出線工藝的順利性,總平面安排將35kV戶內配電設備安排在主變和35kV首要出線方向之間，見圖4.這樣35kV電壓等級的主變進線與出線電纜分別引向相反方向,走線清楚、不易構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，在開關柜屏前規劃安排一條二次電纜溝，各柜的二次電纜均經過電纜管引至二次電纜溝,將來在擴建時二次電纜放線不會影響已有作業間隔。
(2)在充氣柜下方規劃了一個電纜半層，一次電纜支架設于充氣柜開孔正下方，這首要是考慮35kV電纜本體較重,應該盡量削減電纜盤曲，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間隔為0.6m,可以確保一次電纜最上層曲折半徑到達60(YJV-35-400外徑)X20=1200mm,一同也能確保插接電纜操作空間。
③電纜層平面如圖4共設置了4個檢修人孔，首要考慮電纜排架對空間切開,避免出現檢修保護無法進入的死角。
④電纜排管的運用。在充氣柜下面規劃一個類似加寬電纜溝部分電纜層。這一方法可削減土建工程量,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接處，因為電纜層地勢較低，簡單積水倒灌。規劃選用了一段電纜排管聯接室內電纜層與室外電纜溝，相對而言，電纜排管較易選用防水方法，且規劃有必定斜度,便于施工放電纜。
5充氣柜基礎一、二次電纜孔間承重基礎的處理。規劃的一、二次電纜孔間一段土建梁跨度較大,梁寬不易做小,初步做成鋼筋混凝土梁后因過寬影響一次電纜施工，現場選用部分用工字鋼代替的暫時方法。
4總結
(1)充氣柜具有占地小、可靠性優勢，在土地資源嚴峻區域,正在得到日益廣泛的運用。
②充氣柜的運用規劃在接線、總安排方面與慣例開關柜根柢類似,但因為結構規范十分緊湊，對設備基礎要求較高,給規劃帶來必定困難。經總結已投運的幾個變電所的經歷，規劃時應留心:①充氣柜進出線一般選用電纜方法,規劃應按前景規劃做好電纜溝管的預留,做好一、二次電纜途徑的規劃。
②充氣柜下方電纜層應確保滿足的高度和空間，要求充分與廠家溝通。條件容許宜首要考慮選用地上電纜層,如選用地下電纜層則應充分考慮防水、通風等問題。
③充氣柜對基礎承重結構要求較高,主張有條件部分可選用鋼結構支撐，以免對后期電氣設備產生阻礙。
