dlt5139-2001 水力发电厂气体绝缘金属封闭开关设备配电装置设计规范

DLT51392001水力发电厂气体绝缘金属封闭开关设备配电装置设计规范中华人民共和国电力行业标准页码，1/3621BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，2/362引用标准3总则4定义5一般要求51使用条件52设备参数选择53GIS配电装置与相关设备的连接54内部故障的防护55GIS内的快速瞬变过电压56接地开关的配置57避雷器配置58操作控制电源59信号51BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，3/361BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，4/36设备免受外部影响，同时对人体提供安全保护。4BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，5/363风速34MS相应于圆柱表面上的压力7BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，6/3653GIS配电装置与相关设备的连接531GIS配电装置与相关设备的连接，包括与变压器、电抗器、电缆和架空线的连接，选用何种连接方式应根据工程的电气设备总体布置、技术经济合理、安装维修方便、减少施工干扰等诸方面综合比较后确定。532GIS配电装置与变压器、电抗器的连接。5321GIS和变压器、电抗器各自具有独立的特性和功能，两者间的连接装置必须不损坏各自的特性和功能。5322根据水力发电厂布置的特点，GIS配电装置与变压器、电抗器的连接一般采用SF6管线与油气套管的连接方式。5323油气套管必须具有以下功能1为了防止两种不同绝缘介质相互渗透，必须具有密封良好的分隔装置，该装置应能承受各种工况下含一侧抽真空两种介质压力不同而产生的最大压力差。2为了防止GIS外壳的感应电流通过SF6管线传递到变压器的外壳，在外壳连接部位必须设置绝缘元件加以隔离，绝缘元件应能承受SF6管线上出现的最大感应电压，并应能承受2KV工频电压1MIN。绝缘元件的两侧宜装设氧化锌限压器。3油气套管与导电回路的连接应接触良好，在额定工况下，其温升应符合有关标准的要求，且便于安装、维修时的拆卸。5324SF6管线1SF6管线与油气套管的连接处，应设置可拆卸断口，断口间距应能承受各种试验电压。2在拆卸断口附近的SF6管线上宜设置单独隔室。3SF6管线的结构设计必须能承受由于设备制造误差、安装误差、土建误差、温度变化产生的伸缩以及变压器、电抗器振动等产生的误差量，应采取加装伸缩节等措施。4当配有备用变压器时，应考虑具有互换性要求。5与变压器、电抗器连接，应考虑变压器、电抗器未装SF6管线时的隔离封堵措施。533GIS配电装置与电缆的连接。5331GIS配电装置与电缆的连接应设过渡连接装置。5332过渡连接装置应符合下列原则1过渡连接装置必须具有防止两种不同绝缘介质相互渗透的密封装置，并应能承受在各种工况下由于两种绝缘介质产生的压力不同所造成的最大压力差。2为了现场调试、安装、检修的方便，应设置可拆卸的隔离断口，隔离断口应能承受各种试验电压。3为防止感应电压、电流相互影响，GIS外壳与电缆的外皮间应采用绝缘元件隔离，绝缘元件应能承受在各种运行工况下出现的最大感应电压。4过渡连接装置在GIS侧应有专门的气体隔室，以利电缆终端的安装和检修。534GIS配电装置与架空线连接。5341GIS经SF6管线和SF6空气套管分相引出与架空线连接。5342SF6空气套管的绝缘水平、爬电比距、承受拉力以及接线端子等要求应符合有关标准的规定。当使用在超高压时，应特别注意对电晕和无线电干扰水平的要求。5343SF6空气套管宜用单独的支架。支架的设计应方便安装检修，并应进行电气距离的校核。535当GIS、变压器、电抗器、电缆等不属于同一制造厂供货时，应重视GIS与变压器、电抗器、电缆等连接部位的协调。54内部故障的防护内部故障的防护应采取下列工程技术措施FILE/D标准DL_T51392BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，7/361合理设置隔室，缩小内部故障的范围。2采用快速继电保护装置。3每个隔室应装设吸附剂、补气逆止阀、密度继电器。4外壳的设计应具有短时承受短路电流的能力，外壳承受短路电流烧穿时间应符合GB7674的要求。5当外壳的强度未按最大压力升高值设计时，每个隔室内应设置一个有导向装置的压力释放装置。压力释放装置动作气体逸出时，不应危及现场运行的安全。6开关设备应配备正确可靠的联锁装置。7故障预诊断监测装置。55GIS内的快速瞬变过电压应重视GIS配电装置由于隔离开关操作产生的快速瞬变过电压VFTO对变压器带来的不利影响，设计上对于GIS连接的变压器采取相应的适当措施。56接地开关的配置561为了保证安全，在间隔检修期间，该间隔内的电气主回路元件均应接地。在检修期间，当外壳打开后，应能将主回路连接到接地极。562接地开关配置原则1凡与GIS配电装置连接并需单独检修的电气设备，如主变压器等。2凡断开主电气回路的电器元件两侧，如断路器等。3每一组母线及母线上的设备，如电压互感器、避雷器等。563接地开关型式选择1如不能预先确定回路不带电，应采用具有关合动稳定电流能力的快速接地开关。一般用于出线回路的线路侧和母线接地开关。2如能预先确定回路不带电，可采用不具有关合能力或耐受关合能力低于额定动稳定电流的接地开关。564快速接地开关应具有一定切合电磁感应和静电感应电流的能力，并根据线路长短及与相邻带电线路耦合强弱，选择合理的数值。565部分或全部接地开关的接地端子应有与地电位绝缘的措施，以利于GIS的有关试验和测量。57避雷器配置避雷器的配置宜首先采用与架空线连接的出口处装设敞开式避雷器。经雷电侵入波过电压计算不能满足保护要求时再配置SF6气体绝缘避雷器。58操作控制电源581操作控制电源可采用直流，也可采用交流，但必须有两个独立的电源供电，自动切换、互为备用。582操动机构电动机的驱动电源一般为交流三相BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，8/3659信号591下列信号除在汇控柜集中显示外，还应引至中控室。1断路器、隔离开关、接地开关等位置信号。2液压气动机构高、低油气压报警、闭锁或低油气压的跳闸等信号。3每个隔室SF6气体压力升高和降低的报警信号。592GIS室空气中SF6气体含量超过标准的报警信号是否引至中控室，根据各工程的具体情况而定。51BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，9/36母线按其结构可分为单相式和三相共筒式两种。选用时应根据制造厂制造水平、运行经验、场地大小、母线发生三相故障后对电力系统的影响程度以及对GIS配电装置总体结构布置的影响等方面进行综合比较确定。一般情况1标称电压11BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，1BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，11/36711基础GIS配电装置的设备支架与基础的连接方式分为固定式、调节式两种。宜采用调节式支架。712专用检修间、备品备件库、SF气体储存场地的配置67121户内、户外GIS配电装置有条件时宜设置专用检修间、备品备件库、SF6气体储存场地。7122专用检修间应考虑拆卸断路器灭弧室更换触头的需要，一般应防尘并设置简易的空调和起吊设备。一些专用监测设备和一些对环境条件要求较高的备品备件可放在专用检修间内。7123对规模大的工程可单独设置备品备件库，对一般的专用工器具和备品备件可存放在备品备件库内。7124SF6气体储存应放置在不靠热源，并具有良好通风的专用储存室内。713吊车7131GIS室应设置起重设备，其容量应能满足起吊最大运输单元的要求。起重设备宜采用双速运行。7132对大型或特大型GIS配电装置，吊车宜采用地面操作和控制台操作两种方式。8环境保护81GIS配电装置室环境保护GIS室内空气中SF6气体含量应符合GBT89BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，12/36为保证人身和设备的安全，GIS配电装置的主回路、辅助回路、设备构架以及所有金属部分均应接地。从安装检修需要出发，地网的设计应设置适当的临时接地点。接地点应有明显的标志。92GIS外壳感应电压GIS外壳产生感应电压、感应电流，导致GIS设备、构架发热，危及人身和设备安全。对外壳及构架上的感应电压和易接触部位的允许温升值见表92。外壳接地点的设置应经过感应电压计算，其值不应超过表92规定的允许值。表92GIS外壳及构架上允许的感应电压和温升值项目感应电压温升运行条件VK正常运行条件下24故障条件下1BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，13/361BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，14/368泄漏电流测量仪有避雷器的装置。12现场试验121现场试验目的现场试验是检验GIS设备在运输、贮存过程中出现缺陷和安装质量好坏的有效手段，必须进行。122现场试验项目1221GIS配电装置各元件和各隔室的现场试验项目，按DLT618和GIS采购技术条件规定执行。GIS配电装置配合系统调试所做的一系列试验项目，均应在GIS采购技术条件中予以明确。1222本规范主要是对GIS全部组装好并充SF6气体到额定密度和有关元件调试完成后的整体现场耐压试验，以及投产前必须进行的整体调试项目作些规定。123现场耐压试验1231试验电压的波形。1工频耐压试验对检查导电介质污染比较敏感，且易于实施，现场必须进行。试验频率应限制在1BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，15/36便及电气安全距离所需的空间。12352GIS配电装置用SF6空气套管与架空线连接时，一般将试验设备布置在套管附近，可将SF6空气套管作为连接点，由于场地条件的限制，与SF6空气套管直接连接有困难时，也可用第一档架空进或出线作为连接点，此时必须校核试验设备所能承受的电容电流。12353GIS配电装置与电缆引接线相连时，其耐压试验的连接点一般选择母线端部，并配有专用的试验套管。124检查与核实应检验下列内容1装配符合设计、制造厂的图纸和说明书。2检查各种充气、充油管路，阀门及各连接部件的密封是否良好；阀门的开闭位置是否正确；管线的绝缘法兰与绝缘支架是否良好。3检查断路器、隔离开关及接地开关分、合闸指示器的指示是否正确。4检查各种压力表、油位计的指示值是否正确。5检查汇控柜上各种信号指示、控制开关的位置是否正确。6检查各类箱、门的关闭情况是否良好。7检查隔离开关、接地开关连杆的螺丝是否紧固，检查波纹管螺丝位置是否符合制造厂的技术要求。8检查所有接地是否可靠。附录A提示的附录本规范用词说明A1执行本规范条文时，要求严格程度的用词，说明如下，以便在执行中区别对待。A11表示很严格，非这样作不可的用词正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。A12表示严格，在正常情况下均应这样作的用词正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。A13表示稍有选择，在条件许可时首先应这样作的用词正面词采用“宜”或“可”；反面词采用“不宜”。A2条文中必须按指定的标准、规范或其他有关规定执行的写法为“应按执行”或“应符合要求”。非必须按所指的标准、规范或其他规定执行的写法为“可参照执行”。中华人民共和国电力行业标准PDLT51392BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，16/36水力发电厂气体绝缘金属封闭开关设备配电装置设计规范条文说明主编单位国家电力公司水电水利规划设计总院批准部门中华人民共和国国家经济贸易委员会目次1范围3总则5一般要求51使用条件52设备参数选择53GIS配电装置与相关设备的连接54内部故障的防护55GIS内的快速瞬变过电压56接地开关的配置57避雷器的配置58操作控制电源59信号51BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，17/3682环境保护的措施83户外GIS配电装置环境保护9接地91一般规定92GIS外壳感应电压93GIS接地94SF6管母线和管线的接地95接地线1BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，18/36部委托，8BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，19/36K国际标准取BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，2BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，21/36备纵绝缘水平比IEC标准要求严格，见表527，其制造厂要满足国标绝缘水平，设备造价将增加15。表527有关国标及IEC标准KV项目国标5BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，22/36532GIS配电装置与变压器、电抗器的连接。5321本条是对GIS与变压器、电抗器连接元件提出的原则要求。其主要内容是连接元件密封性能应满足相应的要求，使被连接两种设备的绝缘介质不应相互渗漏，彼此不能相互影响设备的安全运行。同时要求连接件的使用材质性能稳定，能耐受所连设备绝缘介质的腐蚀和分解。5322根据对我国已建水电站的布置方式调查表明，升压变压器与GIS配电装置室，一般采用毗邻布置或叠式布置方式，因此GIS配电装置与变压器连接推荐采用SF6管线与变压器油气套管连接。5323本条主要是对油气套管功能要求。套管除应具有良好的密封性能外，在机械强度上还应能承受套管两侧不同绝缘介质在各种可能的运行条件下产生的最大压差，如一侧发生故障压力升高，另一侧处于抽真空状态。在正常运行时，GIS外壳中会长期产生一定的感应电流约为导体的8BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，23/365343SF6空气套管设单独支架主要是为便于套管的安装调整。在需要外壳与支架绝缘时也易于处理。535GIS与变压器、电抗器、电缆等的连接部位，是GIS配电装置设计的重要环节，特别是当GIS、变压器、电抗器、电缆等由不同制造厂供货时，应特别重视GIS与变压器、电抗器、电缆等连接部位的协调。在已往的工程中曾发生过因两个制造厂家的分工不明确、技术责任不清而造成在安装或运行中发生问题时，制造厂之间相互推脱责任。因此，在编写GIS招标文件或技术规范时，必须明确由一方一般是GIS供货方负责协调，工程设计单位参加。协调项目一般为1明确连接部位各自的技术职责和供货范围。2SF6管线与变压器、电缆的具体连接方式，如导体和外壳的连接，感应电流、电压的隔离方式、拆卸断口、连接法兰尺寸和螺孔位置的校正以及其他需协调的问题。3吸收各种误差的措施。4防止两种介质相互渗透和漏气的措施。工程设计单位应根据14项的内容提出具体要求，以便在协调会上明确各制造厂的技术责任和供货范围。根据以往工程的经验，GIS与变压器、电抗器、电缆的连接，各供货商的分界线可参照图5351和5352。图5351GIS与变压器供货分界示意图图5352GIS与电缆供货分界示意图54内部故障的防护导致GIS内部故障的原因有由于密封装置不良引起SF6气体泄漏，使SF6气体的气压不能达到设计要求，或是SF6气体的含水量超过规定值，在气温降低时出现凝露，以上原因都将导致GIS的绝缘水平的下降；设备的制造、运输、安装以及检修未按规定的工艺程序进行，质量不高造成的设备缺陷；GIS结FILE/D标准DL_T51392BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，24/36构设计不合理，或土建未能达到设计要求。以上都可能导致GIS绝缘击穿闪络，造成内部短路事故，导致电弧使气隔内的压力迅速升高，严重者外壳烧穿或发生爆炸，使含有低分子结构氟化物有毒气体大量外溢，这种故障的几率虽然很小，但后果十分严重，故对GIS内部故障的防护必须引起高度的重视。1992年初对我国已投运8个水电站的11BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，25/3655GIS内的快速瞬变过电压国际上，随着GIS在超高压输变电系统中越来越广泛的应用，在GIS内因隔离开关操作而产生的快速瞬变过电压VFTOVERYFASTTRANSIENTOVERVOLTAGE也曾对3BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，26/36562提出接地开关的一般配置原则和具体需要配置的部位。563接地开关型式选择。1线路侧和母线上的接地开关，由于两侧都有电源，当其误投入时，将通过断路器的额定关合电流。另一方面与出线相连接，尤其是同杆架设的架空线路，其电磁感应和静电感应电流较大，装于该处的接地开关必须具备切、合上述电流的能力。快速接地开关关合动作时间一般在BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，27/3657避雷器的配置对于GIS配电装置过电压保护均要配置避雷器，但由于SF6气体绝缘避雷器价格约为敞开式避雷器的61BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，28/36可解水氟化物以HF计1BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，29/36本条指出了在水电站工程中选用GIS配电装置的一般原则和基本要求，并给出了优先选用GIS配电装置的条件。62断路器型式的选择本条根据目前国内、外科技和制造水平，指出了选用断路器的结构形式和灭弧方式。对33BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，3BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，31/36于BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，32/36711基础GIS配电装置设备支架与基础的连接可分为固定式、调节式两种，固定式支架对不均匀沉陷的承受能力较小，调节式支架对不均匀沉陷和吸收各种误差的能力较大，从GIS配电装置的安装精度和安全运行出发，对设备制造误差、土建误差应有一定的调节余地为好。调节式的连接方式，在X、Y、Z三个方向一般的调整范围为1BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，33/36在2H内进行通风排气，使GIS室空气中的SF6气体含量达到1BZXZK中华人民共和国电力行业标准页码，34/36由于多点接地能较容易地将GIS范围内的接触电压和跨步电势降低到人身安全值，附近钢构的发热和相间短路电动力大大减少，所以广为采用。因此当SF6母线和管线采用单相时，必须将三相外壳短接后多点接地；当采用三相共筒时，可采用多点或一点接地。942本条指出SF6管母线接地的两种方式，共同的目标是为了解决相应的支架不产生过热和过高的感应过电压，不允许将支架的金属横梁用作离相管母线的短接线而规定的。对采用SF6管线作为进、出线连接时，在与设备、电缆或架空线连接部位应设接地点。当用单相SF6管线时，应设置三相外壳短接线，并在短接线上引出接地线接地，是为了防止出现过高感应电压，并由于感应电流形成环路，起到电磁屏蔽的作用。95接地线952近年来在一些变电所，由于接地线的热容量过小，发生短路事故时，烧断接地线事故累有发生。经过分析，采取了以下措施