高压开关设备选型技术原则.docx
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高压开关设备选型技术原则
辽宁省电力有限公司高压开关设备选型技术原则
辽宁省电力有限公司
二〇一一年二月
l通用部分............................................................................................................1
2气体绝缘金属封闭开关设备...........................................................................5
3高压断路器.......................................................................................................7
4高压隔离开关...................................................................................................8
5高压开关柜.......................................................................................................10
辽宁省电力有限公司高压开关设备
选型技术原则
1通用部分
1.1对生产企业的要求
高压开关设备生产企业（包括外资、合资企业）的生产条件和试验条件必须具备生产相应电压等级、电流等级产品的要求，产品应按国家标准、电力行业标准和IEC标准通过型式试验，在国网系统内与辽宁电网等同或更加严格的环境下，500千伏组合电器产品应成功商业运行3年10个间隔，220千伏及以下组合电器产品应成功商业运行3年30个间隔，其它设备应成功商业运行3年3个间隔以上。
新产品在进入辽宁电网前，应由生产、基建、物资等部门组织专业人员进行考察并取得认可，并在国网系统内与辽宁电网等同或更加严格的环境下成功试运行2年5个间隔。
1.2技术性能要求
1.2.1额定电流与额定短路开断电流
表1额定电流与额定短路开断电流
额定电压（kV）
额定电流（A）
断路器额定短路开断电流（kA）
10
≤3150
≤31.5
20
≤2500
≤31.5
66
≤3150
≤40
220
≤4000
50
500
3150、4000
63
说明:
l、其余参数按现行标准执行。
2、表中数据指上限值，选用时应考虑系统今后提高输送容量的可能性并留有裕度。
3、当额定短路开断电流要求大于表中所列值时，应从系统和运行方式上采取限制措施，原则上不考虑提高设备的额定短路开断电流能力。
4、如经核算，额定电流确实超过上述值，应根据工程实际情况按GB762中规定的R10系列中选取。
1.2.2外绝缘要求
表2开关柜外绝缘要求
额定电压（kV）
相间或相对地空气绝缘净距（mm）
10
≥125mm
20
≥180mm
35
≥330mm
表3其余设备外绝缘要求
额定电压（kV）
爬电比距（mm/kV）
对地干弧距离（mm）
66
25，31
≥650
220
25，31
≥1800
500
25，31
≥3800
说明：
1、如有需要，爬电比距可高于表中数值，但选用时应注意变电设备与线路外绝缘配置的差异；
2、绝缘子和瓷套管的其余参数按IEC60815执行，合成材料绝缘子爬电比距应与瓷套管一致。
1.2.4合闸电阻配置要求
设计院应根据工程实际情况进行合闸过电压计算，并结合运行经验合理选用，推荐用于500千伏单回线路、长度大于130km的线路断路器应配置合闸电阻，用于500千伏同塔双回线路、长度大于80km和用于500千伏紧凑型同塔双回线路、长度大于50km的线路断路器也应配置合闸电阻。
如线路中间考虑加装避雷器保护，则上述长度可酌情增加。
当线路导线截面大于400mm2或多于四分裂的结构，线路长度需重新核算。
1.2.5接地开关切合感应电流能力
对要求具有切合感应电流性能的接地开关，原则上应根据工程的实际情况由设计院核算后提出参数要求，制造厂应提供对应该参数的产品型式试验报告，如没有则需要补做该项试验。
当工程没有具体要求时可按GB1985-2004《高压交流隔离开关和接地开关》中的规定选择。
1.3产品型式和结构要求
1.3.1断路器本体
500千伏断路器可采用双断口或单断口结构，220千伏及以下电压等级断路器采用单断口结构。
1.3.2操动机构
500千伏断路器由三个独立单相组成，配有分相操动机构，220千伏断路器当用于主变、母联和分段间隔时，可选用三相机械联动操动机构，66千伏及以下断路器选用三相机械联动操动机构。
断路器应采用有运行经验的模块式液压机构或优质弹簧机构，液压机构相间应无管道，所有压力管道均为钢管或铜管，如是液压机构还应配有反映油泵启动次数的记数器或累计工作时间的记时器。
220kV及以上断路器每极应有两套电路、磁路完全独立的分闸线圈。
66～500千伏断路器的合分时间应不大于60ms，推荐不大于50ms。
1.3.3机构箱和汇控箱
户外使用的箱体应选用不小于2mm厚的亚光不锈钢、铸铝或耐锈蚀的材料，箱体具有防雨、防潮、防腐蚀、防尘、防小动物进入的功能，防护等级IP54，户内使用的箱体防护等级IP4X。
机构箱和汇控柜均应有良好的防水结构，箱体顶部应具有一定的坡度并带遮雨檐。
箱体内需加装隔热、保温材料，满足冬季寒冷或夏季炎热的需要。
汇控柜内的加热器宜采用多点布置，并远离可能的渗漏油点，工作方式为小功率常投加有条件手动投用，以减少温湿度控制器寿命不长带来的影响，同时加热器表面应有防烫装置。
箱和柜的通风孔需增加转弯结构和防护网，孔应布置成对流方式。
1.3.4二次元件
二次元件（如辅助开关、空气开关、切换开关、接线端子、继电器等）应选用经充分试验验证的优质产品，端子排列应设有透明防护罩，电子式计数器还应通过电磁兼容试验验证，辅助开关与传动连杆的连接应可靠并采用直连传动的方式，二次元件的布置应能防止误碰，不允许使用熔断器和刀闸，二次配线应为能够耐受工频2000V的铜线，其截面不得小于2.5mm2。
1.3.5控制和操作电源
断路器DC220V
隔离（接地/快速接地）开关AC220VDC220V
隔离〔接地/快速接地）开关的控制和操作电源应分路设置，且不得采用整流逆变装置，同一根多芯电缆中严禁交、直流回路混用。
1.3.6防锈蚀要求
除有色金属之外，所有外露金属部件（包括螺栓螺母等）均应采用热镀锌等方式进行防腐处理。
在满足机械强度前提下，靠近或接触地面及混凝土基础的金属件的最小厚度为5mm，其他镀锌金属件的最小厚度为3mm，镀锌层厚度为80～100µm。
1.3.7SF6气体监测
每个独立气室均应配备具有温度补偿、带压力显示的密度继电器，密度继电器应是防振型产品。
户外型设备上的密度继电器和控制电缆端子应加防雨措施，充放气接头的阀门应是能承受一定压力的逆止阀门，所有与外连接的接头均应是通用和公制的接口，密度继电器应设置在合适的高度，同时还应符合现场无需拆下密度继电器校验的要求。
1.4安装要求
制造厂应在安装说明书中明确安装环境条件和对基础的要求，若达不到要求需有对应的处理措施。
产品各部位之间、本体与基础或支架之间的连接均应使用力矩扳手进行紧固，制造厂应在安装说明书中明确标出需要在安装现场进行连接的部位以及检修时需拆卸的部位的紧固力矩值。
1.5出厂和现场交接试验要求
1.5.1出厂试验
产品应在工厂内进行整台组装和出厂试验，试验项目应按有关标准和技术协议规定执行，有条件时对主要零部件也要做试验，否则须提供供应商的试验报告，出厂试验结果应与型式试验结果相接近，误差在规定的许可范围内。
1.5.2现场交接试验
试验项目应按有关标准和技术协议规定执行，现场交接试验结果应与出厂试验结果相接近，误差在规定的许可范围内。
1.6运行维护要求
制造商应提供具体、可操作的产品使用和运行维护说明书。
2气体绝缘金属封闭开关设备
适用于66kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备（GIS），采用混合绝缘技术的开关设备（如HGIS等）参照执行。
2.1技术性能要求
见通用部分。
2.2产品型式和结构要求
2.2.1城市中心区、低温地区（最低气温低于－30℃的沈阳、抚顺、铁岭、本溪地区）、严重污秽地区（沿海地区、D级E级污秽区、采矿多粉尘区）应采用户内GIS。
如条件许可，户外220千伏及以上电压等级设备可优先选用混合绝缘技术的开关设备（如HGIS等），负荷难以转代的枢纽及重要变电站，宜选用HGIS设备，扩展性好、事故处理方便。
2.2.2220千伏GIS的主母线、66千伏GIS宜采用三相共箱式结构，产品形式和结构上优先采用制造厂的通用设计，尽可能避免非标设计对今后检修工作带来影响。
GIS气室划分应合理，单个独立气室的用气量应小于回收装置的最大容量，GIS的气室分隔点应有醒目的标示，应避免任何情况下单间隔或单条母线扩建或检修时需要全停电的可能。
每相断路器的灭弧室气室应装设独立的SF6气体密度继电器。
对计划中有扩建或多期建设工程，宜将同段母线一次上全，且应包括分段间隔、母线隔离/接地开关，扩建的端部应预留小气室，以利扩建时减少停电影响。
2.2.3GIS隔离开关宜采用取消外连杆或尽可能减少外部机械连接结构形式，以提高动作可靠性。
对220千伏及以上电压等级的GIS，宜将线路避雷器移出，改为敞开式，如采用长电缆进线方式，需校核GIS侧是否需要装设避雷器。
PT可保留在GIS内部，如GIS接有PT或MOA时，PT或MOA应通过隔离开关（含接地开关）与主母线连接，以方便试验时隔离用。
66千伏及以上GIS的进出线间隔宜装设线路侧带电显示装置，带电显示装置三相均应加装。
2.2.4绝缘件
所有绝缘拉杆、盆式绝缘子、支持绝缘子等应通过出厂试验后再进行装配，试验项目需符合有关标准和技术协议要求，对66千伏及以上电压等级GIS用的盆式绝缘子和拉杆除电气和机械试验外，还应逐只进行X射线或超声探伤检查，制造厂应提供这些部件的出厂试验报告。
盆式绝缘子可采用带金属法兰的结构，采用此结构应考虑运行中带电检测的需求，如应在金属环上预留出进行特高频局部放电测试的端口，另要求盆式绝缘子上有外露的生产厂家标记和永久的生产编号。
2.2.5出线套管
原则上应选用瓷质套管，瓷质套管应使用高强瓷产品，颜色为棕色，防污型大小伞结构，伞形尺寸和直径系数等均应符合IEC60815规定，伞裙下表面不得有伞棱，500千伏设备套管还应具有滴水檐，套管外绝缘爬距应满足安装地点污秽等级的要求。
制造厂应加强对瓷套管的进厂验收，除例行试验外还要求进行超声波探伤试验。
沿海或严重污秽地区（沿海地区、D级E级污秽区、采矿多粉尘区），推荐使用成熟品牌的合成绝缘子。
2.2.6GIS采用焊接的壳体均应进行100%的探伤检查，原则上探伤应采用X射线探伤，对无法采用该方法的探伤部位，可辅助以超声波或萤光着色剂方法。
GIS的所有两个法兰面之间都应采用导流排，以保证两边筒体在电气上是连通的，当该两个法兰面之间存在绝缘盆子时，导流排的固定不应借用绝缘盆子的固定螺栓。
另外，所有的法兰固定螺栓均应采取永久可靠的防水措施。
GIS本体接地设计中应解决外壳地电位升高问题，分相布置的母线（包括分支母线）外壳接地应三相短接后由一处接地，同时要求制造厂提供接地系统的计算报告。
制造厂应合理设置非安装用伸缩节，并应明确给出间隔和母线（特别是长母线）上的非安装用伸缩节的调整方式和间隙量，以便用户根据环境温度变化进行维护、调节。
制造厂应提供当发生内部故障时采取的措施，将电弧对壳体的破坏范围或对人身产生威胁限制到最小范围，压力释放装置（如有时）的布置，应使气体在压力下排出时，不危及在现场执行正常运行任务的人员的安全。
2.2.7所有二次引线均应从电缆桥架集中引入电缆沟，每个间隔（单元）引下线不得多于3处。
汇控柜、端子箱、机构箱、CT接线盒的二次线引入处均应有良好的防水措施。
2.2.8组合电器内500kV断路器储能电源应选用AC380V，66kV～220kV断路器储能电源选用DC220V，隔离开关控制和操作电源应选用DC220V。
2.2.9组件厂家要求
出线套管如果采用合成绝缘子，应选择江苏神马或等同质量产品，SF6密度继电器应选用德国维卡表或等同质量产品，继电器、接触器、行程开关应选用欧姆龙或等同质量产品，空气开关应选用西门子、ABB、施耐德产品。
2.3供货范围
设备本体、机构箱、汇控柜以及设备至机构箱和汇控柜的二次电缆，铝合金压接式设备线夹、设备钢支架与地脚螺栓、电缆桥架、与各部件配套用的热镀锌螺栓、螺母、垫圈；有关图纸确认中还需关注操作平台的设置。
设备用户与制造厂的分界面在汇控箱柜二次端子排上。
制造厂应提供必备的备品备件，但应至少包含如下备品备件：
断路器分合闸线圈、断路器储能电机、隔离开关操作电机、充放气接头、隔离开关操作把手、SF6密度继电器、SF6气体、易损二次元件等。
2.4装配耍求
为保证产品出厂质量和现场安装质量，GIS在工厂内应按间隔或运输单元进行组装，如有条件，主母线也应组装。
组装过程中，所有连接部位应标有明显的连接位置标记，需拆装发运的产品应按相、间隔作好标识，其连接部位应作好特殊标记。
GIS设备各部件均应具备带气运输条件，有条件可按整间隔带气运输，并安装冲击记录仪，冲击加速度值由用户与制造厂协商确定，同时制造厂应对运输中相关部件的固定提出措施，以保证运输途中设备不受到损坏。
2.5出厂和现场交接试验的要求
2.5.1出厂试验
组装后的产品出厂试验，试验项目按有关标准和技术协议规定执行。
出厂试验结果应与型式试验结果相接近，误差在许可范围内，出厂试验报告上应注明设备编号。
对220千伏及以上电压等级的GIS出厂试验应增加雷电冲击试验和局放试验项目。
2.5.2现场交接试验
设备在现场交接试验耐压中，宜适当延长老练时间后再进行耐压，若出现2次内部闪络应暂停试验查明原因，不可再继续加压试验，现场交接试验应增加超声或高频局放试验，220千伏及以上电压等级的GIS应进行雷电冲击试验。
制造厂和安装施工单位均应重视、规范现场安装工作，双方对每个工程均应按标准和合同技术协议要求编制出现场作业指导书，并提供给监理单位和用户。
2.7运行维护要求
制造商应提供具体、可操作的产品使用和运行维护说明书。
3高压断路器
适用于66kV及以上瓷柱式和罐式断路器。
3.1技术性能要求
见通用部分。
3.2产品形式和结构要求
3.2.1各相间的连接电缆必须经由地下敷设。
3.2.2断路器套管应选用瓷质套管，瓷质套管应使用高强瓷产品，颜色为棕色，防污型大小伞结构，伞形尺寸和直径系数等均应符合IEC60815规定，伞裙下表面不得有伞棱，对500千伏罐式断路器还应具有滴水檐的结构，套管外绝缘爬距应满足安装地点污秽等级的要求。
制造厂应加强对瓷套管的进厂验收，除例行试验外还要求进行超声波探伤试验。
均压电容器和合闸电阻的瓷套管也同样要求。
沿海或严重污秽地区（沿海地区、D级E级污秽区、采矿多粉尘区），罐式断路器出线套管推荐使用成熟品牌的合成绝缘子。
3.2.3分相操作机构断路器应具备自身非全相保护功能。
3.2.4500kV断路器储能电源应选用AC380，66kV～220kV断路器储能电源可选用AC380/220或DC220V（适用于扩建站与原设备保持一致）。
3.2.5组件厂家要求
出线套管如果采用合成绝缘子，应选择江苏神马或等同质量产品，SF6密度继电器应选用德国维卡表或等同质量产品，继电器、接触器、行程开关应选用欧姆龙或等同质量产品，空气开关应选用西门子、ABB、施耐德产品。
3.3供货范围
设备本体、机构箱、汇控箱（如需要）以及设备至机构及汇控箱的二次电缆（应包括各相间的电缆）；铝合金压接式设备线夹、设备钢支架和配套的热镀锌螺栓、螺母、垫圈及钢支架用的地脚螺栓。
制造厂应提供必备的备品备件，但应至少包含如下备品备件：
断路器分合闸线圈、断路器储能电机、充放气接头、SF6密度继电器、SF6气体、易损二次元件等。
3.4装配要求
为保证产品出厂质量和现场安装质量，断路器应在工厂内进行整台组装，如有合闸电阻也应与灭弧室一起组装，并通过相应的出厂试验。
3.5出厂和现场交接试验的要求
3.5.1出厂试验
产品应在工厂内整台组装后进行出厂试验，试验项目按有关标准和技术协议规定执行。
出厂试验结果应与型式试验结果榈接近，误差在许可范围内，出厂试验报告上应注明设备编号。
3.5.2现场交接试验的要求
罐式断路器应做断口和对地工频耐压试验，定开距结构的断路器应做断口和对地工频耐压试验，现场交接试验结果应与出厂试验结果相接近，误差在许可范围内。
500千伏罐式断路器应进行雷电冲击试验。
3.6运行维护要求
制造商应提供具体、可操作的产品使用和运行维护说明书。
4高压隔离开关
适用于66kV及以上敞开式高压隔离开关。
4.1技术性能要求
见通用部分
4.2产品形式和结构要求
4.2.1产品型式
对垂直开启隔离开关宜选用单柱双臂剪刀式（大剪刀，如GW6A型等），500千伏水平开启隔离开关宜选用双柱水平插入式，220千伏水平开启隔离开关宜选用三柱水平开启式、双柱水平插入式、双柱水平对开式，66千伏宜采用双柱水平对开式（GW4、GW5），辽宁地区新建变电站不推荐选用单臂伸缩剪刀式。
500千伏隔离开关由三个独立单相组成，并配有分相操动机构，220千伏隔离开关宜采用三相机械联动操动机构，66千伏及以下隔离开关应选用三相机械联动操动机构，各相间的连接电缆必须经由地下敷设。
4.2.2操动机构及传动部分
220千伏及以上隔离开关主刀应采用电动并可手动机构，66千伏隔离开关主刀宜采用手动机构，也可选择电动机构，但主变中性点隔离开关、消弧线圈联络隔离开关主刀应选用电动并可手动机构。
500千伏隔离开关地刀宜选择电动并可手动机构，220千伏及以下隔离开关地刀不宜选择电动机构。
隔离开关轴承座应采用全密封结构，至少要有双重密封，轴承润滑应采用低温二硫化钼锂基润滑脂或航空润滑脂，并规定其质量控制指标，如组分、黏度、高低温性能等。
隔离开关机构传动连杆应采用装配式结构，不允许在施工现场进行切焊配装，连杆应选择满足强度和刚度要求的热镀锌无缝钢管。
隔离开关轴销应采用不锈钢材料，轴套应具有自润滑措施。
隔离开关主刀和地刀间应具备可靠的机械连锁和电气连锁，机械连锁应有足够的机械强度并配合精确。
隔离开关操作和控制电源应使用交流电源，机构箱内加热和驱潮回路应设计为独立空开。
4.2.3导电回路要求
66千伏隔离开关导电杆材料应选用紫铜。
隔离开关主触头镀银层厚度不小于20μm，硬度不小于100韦氏。
隔离开关触头弹簧应进行防腐防锈处理，应采用可靠的绝缘措施防止弹簧分流，水平开启式隔离开关应选用自励式或外压式接触头结构。
垂直开启式隔离开关的静触头装配应能满足接触区的要求，在钳夹最不利位置，隔离开关支柱绝缘子不应受额外的应力。
4.2.4绝缘子要求
220kV及以上隔离开关原则上应选用瓷绝缘子，绝缘子应使用高强瓷产品，颜色为棕色，防污型大小伞结构，伞形尺寸和直径系数等均要满足IEC60815规定，伞裙下表面无伞棱，瓷绝缘子外绝缘爬距应满足安装地点污秽等级的要求。
制造厂应加强对瓷套管的进厂验收，除例行试验外还要求进行超声波探伤试验。
在瓷绝缘子金属法兰与瓷件的胶装部位应涂以性能良好的防水密封胶。
66千伏隔离开关可选用合成绝缘子，但应提出满足长期运行的要求。
4.2.5组件厂家要求
根据辽宁地区运行经验，当隔离开关选用瓷绝缘子时，应选择唐瓷、西瓷、西安双佳、河南红星、长瓷（66kV）产品，66kV隔离开关选用合成绝缘子时，应选择铁岭世纪或等同质量产品，66kV隔离开关电动机构应选用沈阳诚联宏或等同质量产品，继电器、接触器、行程开关应选用欧姆龙或等同质量产品，空气开关应选用西门子、ABB、施耐德产品。
4.3供货范围
设备本体、机构箱、汇控箱（如需要）、设备至机构及汇控箱的二次电缆（应包括各相间的电缆）；铝合金压接式设备线夹。
高压隔离开关的供货范围也可从地面基础以上整台供货，包括支架、基座和钢支架用的地脚螺栓，此时应向用户提供详细的基础施工图和技术要求，支架和基座宜采用组装式结构以便于运输。
制造厂应提供详细的“安装说明书”指导现场进行正确的安装和调试。
制造厂应提供必备的备品备件，但应至少包含如下备品备件：
隔离开关操作电机、隔离开关操作把手、易损二次元件等。
4.4装配要求
为了保证产品的出厂质量和现场安装质量，220千伏及以上电压等级产品应在工厂内进行整台组装，在组装过程中，所有连接部位应标有明显的连接位置标记，需拆装发运的产品应按相、柱作好标识，其连接部位应作好特殊标记。
设备出厂检验报告上应注明设备编号和绝缘子序列号。
4.5对出厂和现场交接试验的要求
4.5.1出厂试验
220千伏及以上电压等级产品应在工厂内进行整台组装后进行出厂试验，试验项目按有关标准和技术协议规定执行，有条件时对绝缘子也应做试验，否则应提供供应商的试验报告，绝缘子试验报告中应有超声波探伤的内容和结果。
出厂试验结果应与型式试验结果相接近，误差在许可范围内。
4.5.2现场交接试验
试验项目应按有关标准和技术协议规定执行，误差在许可范围内。
有条件时对支柱绝缘
子也应做超声波探伤试验。
对绝缘子的检查要求应符合关于国网公司输变电设备技术管理规范《交流高压隔离开关
和接地开关技术标准》中的有关规定。
4.6运行维护要求
制造商应提供具体、可操作的产品使用和运行维护说明书。
5高压开关柜
适用于35kV及以下高压开关柜。
5.1技术性能要求
见通用部分。
5.2产品形式和结构要求
5.2.1高压开关柜制造厂应将内部故障电流大小和短路持续时间（IAC等级水平）作为关键指标，要求制造厂提供相应的型式试验报告（报告中附试验试品照片），明确压力释放装置的位置、尺寸及相关技术要求，高压开关柜内部故障电弧允许持续时间应不小于0.5s。
5.2.2开关柜进出线室设计在柜后开门时，进出线室与对应的开关柜前门之间应增加金属隔板，将进出线室与前门进行隔离。
开关柜进出线接地刀闸的操作把手插孔位置应设置在开关柜柜体的正面。
开关柜前后观察窗均应采用厚度不应小于10毫米的防爆玻璃材质，并应成功通过内部燃弧试验的考核。
5.2.3开关柜进出线隔室内装有接地刀闸时，接地刀闸应与进出线隔室的门或封板之间设计机械闭锁，使得只有在主回路不带电、接地刀闸合闸时，进出线隔室的门或封板才允许打开。
开关柜所有柜门应至少两点锁紧，不应在柜体上开验电窗。
5.2.4对于大电流（大于等于2500安培）开关柜的后盖板、母线桥盖板、触头盒附近应采用非导磁材料或其他措施，防止涡流效应引起柜体过热。
另外，要求制造厂提供开关柜母线铜排的电导率，防止因母排杂质含量高、载流能力不足引起非正常过热。
5.2.5开关柜订货时，每段主母线应配备一台接地手车，使用接地手车时，接地手车应固定安装在主二次间隔，如母线带电，接地手车上应设计有机械闭锁阻止其推入，主二次间隔进线侧
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