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交流滤波器的场地布置技巧

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:交流滤波器场地约占整个特高压换流站场地的1/4~1/3左右。目前国家电网公司±500kV换流站、±660kV换流站以及南方电网公司±800kV换流站广泛使用该型式的交流滤波场布置方案。“田”字形将交流滤波器组和并联电容器组分列布置,并联电容器组列的纵向尺寸有所减少,从而压缩了整体尺寸。

交流滤波器的场地布置技巧

交流滤波器组是换流站中重要的组成部分。交流滤波器场地约占整个特高压换流站场地的1/4~1/3左右。为降低设备投资,提高接线可靠性并满足系统无功投切和电压控制要求,特高压换流站内交流滤波器小组和并联电容器小组采用分成大组接入交流配电装置,该接线方案具有可靠性高、滤波器投切灵活、满足谐波标准和系统要求、既能保持双极运行,又能在单极运行时方便的切除与另一极对应的滤波器组,且便于两极间的相互备用,适应性好的特点。

26.8.3.1 交流滤波器大组的布置方式

目前特高压换流站交流滤波场的布置由若干个大组排列而成,主要有三种,“一”字形布置、“田”字形布置和改进“田”字形布置。

1)“一”字形布置

“一”字形布置的特点是,大组中各并列小组布置在母线的同一侧。500kV交流滤波场“一”字形布置的典型平面布置图见图26-25,断面图见图26-26。

图26-25 “一”字形布置的典型平面布置图

图26-26 “一”字形布置的典型断面图

500kV配电装置设备间设置相间道路,交流滤波器及并联电容器小组围栏前后设置检修、搬运、巡视道路。

目前国家电网公司±500kV换流站、±660kV换流站以及南方电网公司±800kV换流站广泛使用该型式的交流滤波场布置方案。“一”字形布置的优点为维护较为便利,布置便利,在大组内小组数量为奇数是仍能很好地适应总平面布置。缺点是滤波器布置在母线的同侧,而随滤波器调谐的不同滤波器的围栏尺寸有较大差异,会造成土地利用率较低,占地面积较大。

2)“田”字形布置

“田”字形布置的特点是,大组中4个小组布置在分居大组汇流母线的两侧,构成一个“田”字。500kV交流滤波场“田”字形布置的典型平面图见图26-27,断面图见图26-28。其特点为:

(1)由于交流滤波器组和并联电容器组围栏纵向尺寸不同,“一”字形布置由于大组同列布置,大组纵向尺寸由交流滤波器组的围栏尺寸决定,不能缩减。“田”字形将交流滤波器组和并联电容器组分列布置,并联电容器组列的纵向尺寸有所减少,从而压缩了整体尺寸。

(2)由于母线两侧均要接交流滤波器组或并联电容器组,故取消原有的单柱垂直开启式隔离开关,改用双柱单接地水平开启式隔离开关,可取消原有的单独的母线接地开关,将其用每大组内的其中一小组的双柱隔离开关的母线侧接地开关替代。将每组母线下的电容式电压互感器同时用于母线引下的过渡接线,从而节省了支持绝缘子数量。母线也相应地改用软母线。

(3)虽然将垂直开启式隔离开关更改为双柱单接地水平开启式隔离开关,增加了单个小组的纵向尺寸,但由于母线为两个小组共用,可节省1组母线的宽度,结合GIL管道母线引接方案,总体上整个交流滤波器场的横向尺寸大大减少,且不增加纵向的宽度。当换流站大组数量较多时,优势明显。

(4)滤波器小组数为偶数时,“田”字形布置比相同规模的“一”字形布置占地面积可减少约14%左右,但当滤波器小组数为奇数时,“田”字形布置由于大组母线的限制,造成占地面积较大,土地利用率较低。

向上线和锦苏线±800kV换流站均采用此方案。

3)改进“田”字形

改进“田”字形布置在“田”字形布置和“一”字形布置基础上优化而来,其整体布置方式类似“田”字形布置,大组中4个小组布置在分居大组汇流母线的两侧,构成一个“田”字,所不同的是改进“田”字形布置采用2条汇流母线;汇流母线类似“一”字形布置,“一”字形布置的汇流母线直接连接滤波器小组,而改进“田”字形布置的汇流母线引入500kV敞开式配电装置中的高架横穿概念,通过高跨从GIS套管引接,然后通过低层跨线引接至滤波器小组。交流滤波场采用改进“田”字形布置的典型平面图见图26-29,断面图见图26-30。

图26-27 “田”字形布置的典型平面图

图26-28 “田”字形布置的典型断面图

图26-29 改进“田”字形布置的典型平面图

500kV交流滤波器改进“田”字形布置双层母线高度根据以下方法确定:

●下层母线高度

500kV断路器顶端与下层母线管母的净距校核暂按D值考虑。

图中,H≥HT+B1+R/2+ΔR

式中:H—管母中心线高度(mm)(www.xing528.com)

图26-30 改进“田”字形布置的典型断面图

图26-31 下层母线高度校验图

HT—500kV断路器顶端高度(mm),参照以往工程:HT=10500mm

D—平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间,取D=5800mm

R—管母直径,R=250mm

ΔR—管母挠度,大容量或重要配电装置,跨中挠度允许值一般小于D/2,ΔR=D/2

H≥10500+5800+125+125=16550。

考虑一定安全裕度,管母中心线高度取16.8m。

需要提出的是,此种校验方式未考虑单个小组停电,断路器拆卸或抽出灭弧室检修的情况,此种工况下需调用吊机进行吊装,根据安规要求,管母高度需提高7~8米左右。经运行单位确认,滤波场断路器拆卸检修情况出现几率较低,断路器检修多安排在全站大修期间,或考虑交流滤波器大组停电。

●上层跨线构架高度确定

上层构架的高度确定原则:下层滤波器小组管母带电体对高层跨线引下线需满足B1值。

根据上图所示,边相滤波器小组管母线带电体(V型串均压环)到高层跨线跳线处,高层跨线梁距管母线最小可取9.3m。考虑一定安全裕度和配电装置常规尺寸,高层跨线梁距管母线取11.2m,高层跨线梁高度取28m。

改进“田”字形布置在交流滤波器小组和并联电容器小组之间设置一检修道路,引接局部相间道路至交流滤波器和并联电容器小组围栏前,便于完成小组设备的检修、搬运和巡视。其优点有:

(1)滤波器大组GIL管道母线长度相比“一”字和“田”字布置均有所减少。

图26-32 上层跨线梁高度校验图

(2)滤波小组的隔离开关采用垂直开启式,一字形布置,可大幅压缩围栏与隔离开关之间的区域,2个小组之间设置一条检修道路,配合采用局部相间道路来满足滤波小组的运行、检修和维护要求,从而可进一步取消围栏前的专用检修道路,压缩2小组滤波器之间的尺寸。

(3)通过构架上设置避雷线柱解决交流滤波场的防雷问题,可以节省“田”字形布置中中间的一排避雷线柱。

(4)通过合理引接上、下层母线,该布置方式可对于交流滤波器大组内奇数小组及偶数小组的组合均可以适用。

溪洛渡左岸-浙江金华和哈密南-郑州直流工程±800kV换流站均采用此方案。

4)交流滤波器场地布置尺寸

表26-23 部分特高压换流站滤波场布置尺寸

注:第17小组特殊布置,占地面积未包含第17小组。

26.8.3.2 交流滤波器小组围栏内尺寸的确定

交流滤波场围栏内主要由电容器塔,电抗器电流互感器避雷器等设备组成。围栏内尺寸主要确定主要考虑各设备的安装,检修,巡视,并满足规程的空气间隙要求。

对于500kV交流滤波器小组,电容器高压侧塔顶部按500kV电压等级校核,底部按330kV电压等级校核,电容器低压侧塔低部至电抗器高压侧接线端子按110kV电压等级校核,其余设备均可按35kV电压等级校核。小组围栏宽一般为28米,根据滤波特性不同,围栏长度差异较大,现有的工程尺寸范围为25~43米之间。

对于750kV交流滤波器小组,电容器高压侧塔顶部按750kV电压等级校核,底部按330kV电压等级校核,电容器低压侧塔低部至电抗器高压侧接线端子按150kV电压等级校核,其余设备均可按35kV电压等级校核。小组围栏宽一般为36.5米,根据滤波特性不同,围栏长度差异较大,现有的工程尺寸范围为21.5~45米之间。

对于1000kV交流滤波器小组,电容器高压侧塔顶部按1000kV电压等级校核,底部按500kV电压等级校核,电容器低压侧塔低部至电抗器高压侧接线端子按220kV电压等级校核,其余设备均可按35kV电压等级校核。小组围栏宽一般为50米,根据滤波特性不同,围栏长度差异较大,现有的工程尺寸范围为28~50米之间。

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