500kV变电站不完整串扩建为完整串停电施工方法

技术领域

本发明涉及变电站改扩建施工方法，具体为500kV变电站不完整串扩建为完整串停电施工方法。

背景技术

智能变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，因此，目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，智能变电站已在我国电网建设中得到大力推广发展。目前特高压变电站还未采取智能化设计，但随着特高压电网建设的继续发展，以及智能化变电站的逐步完善，智能化必将成为特高压电网的发展趋势。

HGIS（Hybrid Gas Insulated Switchgear)是一种介于GIS和AIS之间的高压开关设备。HGIS的结构与GIS基本相同，但它不包括母线设备。其优点是母线不装于SF6气室，是外露的，因而接线清晰、简洁、紧凑，安装及维护检修方便，运行可靠性高。随着电网规模的不断扩大，超高压变电站大量增加。由于环境和占地的压力，我国超高压500kV变电站的主设备的选型就非常重要。目前，我国500kV超高压开关主要有两大类：气体绝缘金属全封闭开关设备GIS和常规敞开式开关设备AIS。GIS具有占地少，运行可靠性高，抗污秽及抗震能力强等特点，但其价格昂贵，故障后短时间难以修复且扩建困难。AIS比GIS价格便宜，但占地面积很大且带电部分外露较多，限制了在变电站面积狭小且环境条件恶劣的地方应用。因此HGIS设备作为一种中间产品，在500kV电网系统的得到大量使用。在特高压变电站500kV电压等级的配电区，也大多采取HGIS设备，如我国首条交流特高压晋东南～南阳～荆门输变电工程中，晋东南变电站500kV配电区、南阳开关站1000kV配电区、荆门变电站1000kV和500kV配电区均采用了HGIS设备。从2010年世界首座智能变电站在我国投运以来，后建变电站大多为智能变电站，目前新建工程全部为智能变电站。但随着智能变电站的投运，扩建施工也逐渐增多，针对智能化和HGIS设备，形成一套规范、合理、经济、安全的停电施工方案，也成为大势所趋。

目前500kV变电站不完整串扩建为完整串停电施工还处于探索阶段，各施工单位缺乏一套完整、系统、规划合理的施工计划，在安排停电施工时，存在以下缺陷：1、停电施工内容不够全面，存在遗漏，造成停电施工期间临时增加停电施工内容；2、二次施工与一次设备停电不同步，造成重复停电、多次停电作业；3、智能变电站、3/2接线方式下的HGIS一次设备，由于其气室紧密相联，引出套管较多，又增加了停电施工的特殊性。因此，设计一套组织合理，停电范围小，时间短，无重复、多次停电，且保证施工安全的停电施工方法是十分有现实意义的。

发明内容

本发明解决目前现有的500kV变电站不完整串扩建为完整串停电施工方案停电施工内容不全面，存在遗漏，二次施工与一次设备停电不同步，重复停电、多次停电作业，影响用户用电时间长、范围大、经济损失大的问题，提供一种500kV变电站不完整串扩建为完整串停电施工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：500kV变电站不完整串扩建为完整串停电施工方法，包括以下操作步骤：

第一阶段：停电设备：500kV扩建侧母线及母线侧全部断路器、中断路器停电；停电时间：第一至第七天；施工内容：1）、新增间隔500kVHGIS组合电器边开关、隔离刀闸、CT、出线套管及分支母线安装；2）、拆除该扩建串500kV 扩建侧母线与上层母线间的跨线；3）、制作安装新增边断路器套管与扩建侧母线的引连线；4）、500kVHGIS组合电器常规试验、线路跳线安装；5）、新增500kVHGIS组合电器耐压试验；6）、新增间隔二次电缆敷设、接线、光缆熔接、保护调试；

第二阶段：1）、新增停电设备：500kV 扩建串对侧边断路器保护装置A套、智能终端A套、合并单元A套，保护装置A套，两侧母线保护装置A套，扩建串过程层SV A网交换机及500kV过程层GOOSE A网中心交换机退出运行；停电时间：第八天；施工内容：完成中断路器保护装置A套、智能终端A套、合并单元A套由于程序重新配置后引起的调试工作；2）、新增停电设备：500kV 扩建串对侧边断路器保护装置B套、智能终端B套、合并单元B套，保护装置B套，两侧母线保护装置B套，扩建串过程层SV B网交换机及500kV过程层GOOSE B网中心交换机退出运行；停电时间：第九天；施工内容：完成中断路器保护装置B套、智能终端B套、合并单元B套由于程序重新配置后引起的调试工作；3）、停电设备：500kV扩建侧母线及母线侧全部断路器、中断路器停电；停电时间：第十天；施工内容：保护通道联调、下装定值；配合验收消缺，扩建线路具备启动条件；

第三阶段：1）、停电设备：新增边开关、中开关停电；停电时间：第十一天；施工内容：拆除新增边断路器、中断路器短引线保护接入线路保护；2）、新增停电设备：保护装置A套、扩建侧母线保护A套退出运行；停电时间：第十二天；施工内容：完成新增边断路器、中断路器智能终端A套、合并单元A套由于程序重新配置后引起的调试工作；3）、新增停电设备：保护装置B套、扩建侧母线保护B套退出运行；施工内容：完成新增边断路器、中断路器智能终端B套、合并单元B套由于程序重新配置后引起的调试工作。

500kV配电装置采用3/2接线方式，500kV配电区采用悬吊管母线布置形式，设备采用HGIS设备，布置方式为“3+0”，进出线电压互感器、避雷器采用AIS设备。原来为不完整串，为方便以后扩建为完整串，通过上层母线进行连接，以减少扩建时作业。站内一次主要工作量包含：1、新增间隔500kV断路器单元HGIS设备安装、隔离刀闸、CT、出线套管及分支母线安装。新增500kV电压互感器、避雷器安装；2、拆除母线管与上层软母线引连线（新建工程临时过渡用）；3、安装母线管与扩建串母线侧套管引连线；4、500kVHGIS组合电器常规试验、安装新增断路器套管与母线的引连线、安装线路至站内上层软母线跳线；5、新增500kVHGIS组合电器耐压试验；6、新增设备接地。针对上述一次设备施工工作量，确定所需停电范围为500kV配电区中断路器、500kV 新增断路器侧母线。新增HGIS设备耐压试验时，需要注意中断路器状态，确保耐压所加电压与运行设备可靠隔离，不得造成由于耐压试验影响到运行设备。扩建二次施工工作量包括：二次设备安装、调试，其中包括以下三类：a、不停电状态可完成工作：保护屏、测控屏及电压互感器端子箱的安装、接线；b、一次设备停电可配合完成工作：HGIS设备本体、汇控箱安装接线；c、一次设备停电另还需要申请相关联运行设备停电才能进行的作业：500kV母线保护装置重新下装配置程序并调试传动，断路器保护装置重新下装配置程序并调试传动，断路器的智能终端装置重新下装配置程序并调试传动，过程层SV（A、B网）交换机重新下装配置程序（测控装置、故障录波装置、功角测量装置、网络报文装置从交换机取新加设备的数据），500kV 过程层GOOSE（A、B网）中心交换机重新下装配置程序（母线保护、测控装置、故障录波装置、网络报文装置从交换机取新加设备的数据），故录装置、网络报文分析装置、功角测量装置的文件重新配置，监控后台、五防系统、信息子站、行波测距、对时系统等装置的改、接线及扩容。对于涉及的设备装置需综合考虑，在确保安全和功能性的前提下，尽量减少停电范围，通过保护轮退方式，完成扩建二次作业，以保证电网运行的可靠率。对上述部分二次工作进行分类，分为在不停电状态下可完成作业、配合一次设备需要停电状态下可完成作业，以及还需要申请其他相关联设备停电才能进行的作业三类。不停电状态下可完成作业：电压互感器端子箱安装、接线，断路器及测控装置安装、接线，保护屏安装、接线；配合一次设备需要停电状态下可完成作业：HGIS设备本体、汇控箱安装、接线（含光缆）；还需要申请其他相关联设备停电才能进行的作业：涉及到扩建侧母线保护、故录、信息子站、行波测距等装置的改、接线，涉及到智能终端、合并单元、保护装置等二次设备的GOOSE文件重新配置等，调试、传动。从上述分类作业中可知，需只针对第三类作业进行分析，提出相关联需申请停电设备。将变电站内设备分类如图2所示。相关运行设备为直接需在其内部进行改接线或需重新配置GOOSE文件的设备，在作业时其必须申请停电，如中断路器保护屏、扩建侧母线差动保护屏等。涉及设备为了验证相关运行设备重新改接线或配置GOOSE文件后的正确性，需要进行传动、调试而涉及的运行设备，如各串所有扩建侧母线断路器及保护屏，扩建对侧母线断路器及保护屏，线路保护屏等。相关运行设备均需申请停电进行扩建二次作业，但对于涉及设备需综合考虑，在确保安全和功能性的前提下，尽量减少停电范围，如通过保护轮退等方式，完成扩建二次作业，以保证电网运行的可靠率。对于不完整串扩建为完整串，停电范围的方案尤为重要，对于施工第一阶段，500kV 扩建侧母线及母线侧全部断路器、中断路器停电，该阶段主要进行一次设备的安装，及新增二次设备的接线及调试。该阶段不影响新增断路器对侧母线的正常运行。第二阶段也就是第八至第十天，要对扩建串新增断路器对侧间隔的保护进行轮退，对中断路器的保护配置进行调试，这样的话不会扩大变电站的停电范围，只是针对性的退运单套保护，不影响运行线路（一般情况都是双套保护运行），即可避免扩大停电范围。做好扩建侧对侧边断路器与退出运行的二次设备的可靠隔离，确保不发生由于传动将扩建侧对侧边断路器误跳的事件发生。第三阶段，是为了新增间隔投运做好准备，第三阶段只停中断路器跟新增边断路器，同样采用轮停的方式，避免了扩大停电范围，如不采用轮停的方式，新增断路器侧母线就需要全部停电，则会导致扩大停电范围。总体而言，第一阶段停电范围最大，第二阶段的停电范围跟第一阶段一样，只是轮停时，为确保安全停电设备跟装置增多，第三阶段的停电范围较小。如此布置施工方法既可以将二次设备的安装调试与一次设备安装调试时间部分重合，缩短施工周期，而且采用轮停的方式不会扩大停电范围，避免用户多次、重复停电，将经济损失大大降低。

所述第一阶段施工方案中，按照如下施工计划进行：第一天：对前期A相中断路器CT、中断路器-1隔离刀闸、出线套管气室进行回收至微正压0.13Ma；安装A相新增边断路器-2隔离、CT单元与前期套管设备对接；更换分子筛、气室抽真空注气；拆除扩建串500kV扩建侧母线与上层母线间的跨线；第二天：对前期B相中断路器CT、中断路器-1隔离刀闸、出线套管气室进行回收至微正压0.13Ma；安装B相新增边断路器-2隔离、CT单元与前期套管设备对接；更换分子筛、气室抽真空注气；安装A相新增边断路器开关与新增边断路器-1隔离、CT单元对接以及分支母线、套管支架及套管安装；更换分子筛、气室抽真空；第三天：对前期C相中断路器CT、中断路器-1隔离刀闸、出线套管气室进行回收至微正压0.13Ma；安装B相新增边断路器-2隔离、CT单元与前期套管设备对接；更换分子筛、气室抽真空注气；安装B相新增边断路器开关与新增边断路器-1隔离、CT单元对接以及分支母线、套管支架及套管安装；更换分子筛、气室抽真空；二次电缆敷设及槽盒安装；第四天：安装C相新增边断路器开关与新增边断路器-1隔离、CT单元对接以及分支母线、套管支架及套管安装；更换分子筛、气室抽真空；二次电缆敷设、二次接线、光缆熔接及槽盒安装；第五天：新气室注气，静止；设备接地制作；三相间二次电缆敷设及接线；第六天：三相间二次电缆接线；新增新增边断路器断路器特性试验；安装线路进线跳线；保护调试；第七天：安装线路PT引线；保护调试。

本发明具有以下优点：1、停电施工方案详实，为500kV变电站不完整串扩建为完整串停电施工提供可靠地施工操作计划；2、二次施工与一次设备停电施工时间部分同步，避免了重复停电、多次停电作业；3、用户停电范围缩小、停电时间短，经济损失小。

附图说明

图1为HGIS设备耐压时现场状态示意图；

图2为变电站内设备分类图。

具体实施方式

500kV变电站不完整串扩建为完整串停电施工方法，包括以下操作步骤：

第一阶段：停电设备：500kV扩建侧母线及母线侧全部断路器、中断路器停电；停电时间：第一至第七天；施工内容：1）、新增间隔500kVHGIS组合电器边开关、隔离刀闸、CT、出线套管及分支母线安装；2）、拆除该扩建串500kV 扩建侧母线与上层母线间的跨线；3）、制作安装新增边断路器套管与扩建侧母线的引连线；4）、500kVHGIS组合电器常规试验、线路跳线安装；5）、新增500kVHGIS组合电器耐压试验；6）、新增间隔二次电缆敷设、接线、光缆熔接、保护调试；

第二阶段：1）、新增停电设备：500kV 扩建串对侧边断路器保护装置A套、智能终端A套、合并单元A套，保护装置A套，两侧母线保护装置A套，扩建串过程层SV A网交换机及500kV过程层GOOSE A网中心交换机退出运行；停电时间：第八天；施工内容：完成中断路器保护装置A套、智能终端A套、合并单元A套由于程序重新配置后引起的调试工作；2）、新增停电设备：500kV 扩建串对侧边断路器保护装置B套、智能终端B套、合并单元B套，保护装置B套，两侧母线保护装置B套，扩建串过程层SV B网交换机及500kV过程层GOOSE B网中心交换机退出运行；停电时间：第九天；施工内容：完成中断路器保护装置B套、智能终端B套、合并单元B套由于程序重新配置后引起的调试工作；3）、停电设备：500kV扩建侧母线及母线侧全部断路器、中断路器停电；停电时间：第十天；施工内容：保护通道联调、下装定值；配合验收消缺，扩建线路具备启动条件；

第三阶段：1）、停电设备：新增边开关、中开关停电；停电时间：第十一天；施工内容：拆除新增边断路器、中断路器短引线保护接入线路保护；2）、新增停电设备：保护装置A套、扩建侧母线保护A套退出运行；停电时间：第十二天；施工内容：完成新增边断路器、中断路器智能终端A套、合并单元A套由于程序重新配置后引起的调试工作；3）、新增停电设备：保护装置B套、扩建侧母线保护B套退出运行；施工内容：完成新增边断路器、中断路器智能终端B套、合并单元B套由于程序重新配置后引起的调试工作。

具体实施时，所述第一阶段施工方案中，按照如下施工计划进行：第一天：对前期A相中断路器CT、中断路器-1隔离刀闸、出线套管气室进行回收至微正压0.13Ma；安装A相新增边断路器-2隔离、CT单元与前期套管设备对接；更换分子筛、气室抽真空注气；拆除扩建串500kV扩建侧母线与上层母线间的跨线；第二天：对前期B相中断路器CT、中断路器-1隔离刀闸、出线套管气室进行回收至微正压0.13Ma；安装B相新增边断路器-2隔离、CT单元与前期套管设备对接；更换分子筛、气室抽真空注气；安装A相新增边断路器开关与新增边断路器-1隔离、CT单元对接以及分支母线、套管支架及套管安装；更换分子筛、气室抽真空；第三天：对前期C相中断路器CT、中断路器-1隔离刀闸、出线套管气室进行回收至微正压0.13Ma；安装B相新增边断路器-2隔离、CT单元与前期套管设备对接；更换分子筛、气室抽真空注气；安装B相新增边断路器开关与新增边断路器-1隔离、CT单元对接以及分支母线、套管支架及套管安装；更换分子筛、气室抽真空；二次电缆敷设及槽盒安装；第四天：安装C相新增边断路器开关与新增边断路器-1隔离、CT单元对接以及分支母线、套管支架及套管安装；更换分子筛、气室抽真空；二次电缆敷设、二次接线、光缆熔接及槽盒安装；第五天：新气室注气，静止；设备接地制作；三相间二次电缆敷设及接线；第六天：三相间二次电缆接线；新增新增边断路器断路器特性试验；安装线路进线跳线；保护调试；第七天：安装线路PT引线；保护调试。