古王榮，王亞峰

(西安西電高壓開關(guān)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710018)

1 引言

由于近年來國內(nèi)電力行業(yè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)生產(chǎn)高壓開關(guān)設(shè)備的廠家如雨后春竹，遍地開花，各個廠家產(chǎn)品型號繁雜，樣式種類各不盡相同，生產(chǎn)廠家魚目混雜，產(chǎn)品質(zhì)量也良莠不齊;為了適應(yīng)不同用戶的需要，對于相同功能的開關(guān)設(shè)備，又有多種組合方式，這些組合從投資、占地面積、性能等方面各有側(cè)重，如何選擇一種價格實惠又性能可靠的開關(guān)產(chǎn)品成為使用者的一件大事。

我公司是我國高壓、超高壓國及特高壓開關(guān)設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)基地，也是國際上開關(guān)電器制造行業(yè)的領(lǐng)先者，生產(chǎn)的產(chǎn)品種類包括全封閉組合電器(GIS)、復(fù)合式組合電氣(ZHW/HGIS)、隔離接地開關(guān)(GW/JW)、斷路器(CB)、電流互感器(CT/ECT)、電壓互感器(PT/EVT)等產(chǎn)品，性能可靠，種類齊全，為了方便選型，我以公司生產(chǎn)的126kV開關(guān)設(shè)備為例向大家簡單介紹一下，以便參考。

2 常用的設(shè)計方案

下面的主接線圖是110kV電站里面比較常見也是比較簡單的產(chǎn)品主接線形式，常用于母聯(lián)間隔。

圖1

為了實現(xiàn)該功能，根據(jù)電器元件的布置結(jié)構(gòu)及連接方式不同，可提供多種解決方案，下面選取五種方案進(jìn)行分析比較，每種方案可以整體提供，也可以部分提供，各有優(yōu)缺點，適合于各類用戶的不同需要，具體根據(jù)實際情況選擇。

2.1 方案一：采用全敞開式設(shè)備(AIS)

組合方式1:

圖2

說明:斷路器可以選用ZW-126真空斷路器，LW36-126SF6斷路器，隔離開關(guān)也可選用GW11-126隔離開關(guān)，隔離接地開關(guān)既可手動也可電動(下同)，互感器也可選用LB1-110油互感器。

結(jié)構(gòu)特點:此類布置方式結(jié)構(gòu)清晰，便于安裝、維護(hù)，是目前敞開式變電站最常用的布置型式，但由于占地面積較大，所以適合土地面積比較寬松的地方。

工程應(yīng)用:

圖3

組合方式2:

圖4

結(jié)構(gòu)特點:斷路器進(jìn)出線側(cè)帶套管式CT，減少采用CT的占地面積，此方式也為敞開式變電站常用的布置型式，結(jié)構(gòu)清晰，便于安裝，占地面積比上述方案稍小。

工程應(yīng)用:

圖5

2.2 方案二：采用敞開式組合電器：ZCW-126

組合方式1:

說明:隔離開關(guān)也可以選用GW11A-126水平伸縮型。

圖6 ZCW-126產(chǎn)品外形

結(jié)構(gòu)特點:隔離開關(guān)、罐式斷路器放置在同一底架上，斷路器套管出線作為隔離開關(guān)靜側(cè)，這樣不僅節(jié)省了六個瓷瓶，還縮小占地面積。

組合方式2:

圖7 ZCW-126產(chǎn)品外形

結(jié)構(gòu)特點:瓷柱式斷路器和電流互感器放置放置在同一個小車上，隔離插頭代替隔離開關(guān)，當(dāng)小車前進(jìn)時，隔離插頭接觸，當(dāng)手車后退時，隔離插頭斷開，手車也可以采用手動或電動操作，該設(shè)計方案中對隔離開關(guān)進(jìn)行簡化，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加簡單。

說明:這兩種組合方案的布置結(jié)構(gòu)接地開關(guān)均布置在隔離開關(guān)外側(cè)。

工程應(yīng)用:

圖8

2.3 方案三：采用復(fù)合式組合電器(ZHW)

圖9 ZHW4-126

結(jié)構(gòu)特點:復(fù)合式組合電器是近年來新興的產(chǎn)品，該產(chǎn)品綜合了AIS和GIS特點的產(chǎn)品，采用模塊化設(shè)計，各功能元件可根據(jù)功能要求進(jìn)行自由組合，采用套管進(jìn)出線，多用于戶外，特別適合敞開式電站的改造。

工程應(yīng)用:

圖10

2.4 方案四：采用分相式全封閉組合電器(GIS)

結(jié)構(gòu)特點:采用模塊化設(shè)計，三相分相箱結(jié)構(gòu)，相間相互影響較小，各功能元件可根據(jù)功能要求進(jìn)行自由組合，布置可根據(jù)根據(jù)現(xiàn)場的需要靈活布置，一般采用封閉式母線，多用于戶內(nèi)。

圖11 ZF10-126

也可采用套管進(jìn)出線，變成下圖中的HGIS。

圖12

工程應(yīng)用:

2.5 方案五：采用共箱式全封閉組合電器(GIS)

結(jié)構(gòu)特點:采用模塊化設(shè)計，三相共箱結(jié)構(gòu)，小型化設(shè)計，各功能元件可根據(jù)功能要求進(jìn)行自由組合，可根據(jù)根據(jù)現(xiàn)場的需要靈活布置，一般采用封閉式母線，多用于戶內(nèi)，該結(jié)構(gòu)比較緊湊，外形美觀，在電網(wǎng)中大量應(yīng)用。

圖13

圖14 ZF23-126

也可采用套管進(jìn)出線，變成下圖中的HGIS。

圖15

工程應(yīng)用:

圖16

2.6 產(chǎn)品的智能化

以上產(chǎn)品均為傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置，隨著高壓電器產(chǎn)品的數(shù)字化發(fā)展，我公司的電子式電流互感器、電子式電壓互感器、采集器、合并單元、智能終端等組件的研制成功并且工業(yè)化生產(chǎn)，開關(guān)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及外形也跟著發(fā)生了變化，真正實現(xiàn)了產(chǎn)品一次、二次的有機(jī)結(jié)合，使產(chǎn)品向體積更小、功能更多、性能更可靠的智能化方向發(fā)展。

3 五種方案對比分析

表1

4 產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展方向

根據(jù)目前的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點，產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展趨向于下面幾個方向:

(1)性能可靠性。高壓電器產(chǎn)品的質(zhì)量，影響著電網(wǎng)輸變電的可靠性，也影響各類工礦、企業(yè)人員的生命安全，關(guān)系到千家萬戶的日常生活，產(chǎn)品的可靠性是產(chǎn)品設(shè)計的重中之重。

(2)技術(shù)參數(shù)的不斷提高。由于電網(wǎng)輸送容量的不斷提高，要求產(chǎn)品的各種新能參數(shù)也不斷提高，目前電網(wǎng)公司已經(jīng)對126kV開關(guān)設(shè)備提出了額定電流4000A，開斷電流50kA的需求意向，西開有限也開發(fā)出了開斷電流50kA的126kV瓷柱式斷路器產(chǎn)品，以及相應(yīng)的隔離開關(guān)產(chǎn)品。

(3)體積小型化，功能多樣化。由于我國人多地少，尤其城市中，面對不斷上漲的地價，所以產(chǎn)品設(shè)計時，占地面積對電站的投資影響巨大，產(chǎn)品的小型化非常重要。

(4)安裝使用方便化。在產(chǎn)品的使用過程中，需要對高壓電器產(chǎn)品進(jìn)行日常維護(hù)，所以產(chǎn)品設(shè)計的人性化，便于產(chǎn)品的安裝調(diào)試及維護(hù)也成為產(chǎn)品設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。

(5)替代SF6氣體的其他絕緣介質(zhì)的推廣。由于SF6氣體對環(huán)境的影響，尋求一種替代SF6的絕緣介質(zhì)成為近年來的發(fā)展趨勢，我公司的126kV真空斷路器及SF6+CF4混合氣體的斷路器研發(fā)成功，為斷路器的發(fā)展提供了參考。

(6)產(chǎn)品的智能化。根據(jù)國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，構(gòu)建以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的統(tǒng)一堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，開關(guān)設(shè)備是智能電網(wǎng)構(gòu)成中非常重要的組成部分，為了適應(yīng)智能電網(wǎng)的需要，同時也是電力設(shè)備自身性能提高的要求，發(fā)展智能電器已經(jīng)成為已經(jīng)成為當(dāng)前的一種趨勢。

5 結(jié)語

以目前的實際訂貨生產(chǎn)量，敞開式產(chǎn)品(AIS)和全封閉組合電器(GIS)占據(jù)主要地位，但隨著近年來隨著人們對占地面積重要性的的和環(huán)保意識的增強(qiáng)，敞開式組合電器(ZCW)及半封閉組合電器(HGIS)訂貨也越來越多。