陈碧霞

【摘要】国内35kV屋外配电装置布置型式多采用中型布置，设备按电气主接线依次布置，安装在高于地面一定高度的支架上。由于每个设备分别布置在不同间隔，占地面积较多。本文以某国外工程30kV变电站改造工程为依托，研究在用地面积受到限制时，将母线和部分设备与构架相结合，并配合中型布置方式，形成一种满足安全要求，布置合理并节约用地的组合式构架布置方案。

关键词：中型布置;占地面积小;组合式构架;

一、项目背景

本文依托某国外工程30kV变电站改造工程，变电站项目位于非洲中部地区，变电站已运行超过20年，且期间进行过多次改造。站区面积约45m×52.8m，建设有2台30/6.6kV变压器。30kV系统采用单母线接线，原有架空进线3回，变压器及配电装置均采用户外布置。站内还设有一栋建筑面积约37.5mm2的综合楼。综合楼和户外配电装置的布置整体成“凹”字型。

改造工程新增1台30/6.6kV变压器，并新增2回30kV架空进线，引自当地新建的220kV变电站。新增30kV配电装置采用单母线分段接线，一段母线接入原有30kV系统，另一段母线接入新增的变压器，改造共需新增1回主变间隔，2回线路间隔，1回分段间隔，1回PT间隔。根据项目要求，新增主变和30kV设备均采用户外布置。

改造工程计划在原变电站站址范围内扩建，而当地电力公司希望原有变压器及30kV配电装置继续运行不拆除，因此站区内可用的区域面积非常少。工程所在地的国家是联合国公布的最不发达国家之一，虽然变电站地处首都，但是当地的城市规划依然非常落后，变电站站区周围环境复杂，有很多临时建筑包括居民住宅搭建变电站围墙外，考虑到拆迁赔偿，进线方向等综合因素，站区扩建的方案只能向站区大门侧向西侧外扩7米，因此本次改造工程可使用的面积约660m2左右。

二、配电装置布置难点

配电装置型式选择应考虑所在地区的环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求综合考虑。由于项目条件的限制，本次改造工程配电装置型式选择的难点主要有以下两方面：

1、可用区域面积少

加上征地扩建的面积，30kV变电站改造工程可使用的区域大小约为30m（长）×22m（宽），面积约660mm2左右，而本次改造工程需新增1回主变间隔，2回线路间隔，1回分段间隔，1回PT间隔。根据35kV户外配电装置中型单列布置典型设计，采用户外软母线，架空出线时，1回主变间隔和1回线路间隔内设备布置和母线构架、出线构架布置所需的场地约为宽度5m，长度17.5m。如按照典型设计布置，在站内可使用面积内布置新增的5个间隔非常紧凑。

2、运输检修困难

30kV变电站原总平面布置整体成“凹”字型。30kV配电装置位于站区南侧，综合楼布置与站区北侧，变压器位于30kV配电装置和综合楼中间，偏东侧布置，站区大门位于站区西侧，连接进站道路。变电站原布置清晰合理，运输检修方便，但改造工程的征地方案为站区大门侧红线向西侧外扩7米，导致改造工程可用区域面积限制在了站区西侧，如在此区域内采用配电装置中型布置方案，构架和设备布满站区西侧可用区域，整体总平面布置将成“回”字型，挡住了原变电站内设备的运输检修空间。

三，组合构架布置方案

考虑到屋外配电装置安全净距的要求，配电装置出线构架的带电部分至接地部分和不同相的带电部分之间最小电气距离不能减少，即间隔布置的宽度无法压缩。因此只能考虑减少间隔布置长度。

结合电气主接线，现提出将主母线、隔离开关、避雷器等设备与构架组合布置的方案。每个间隔设置四个构架柱，相邻两个构架之间可共用两个构架柱，构架柱的宽度为间隔宽度，长度根据后续设备布置方案确定，长度和宽度方向的两个构架柱之间可以搭接横梁，横梁可以设置在构架柱的任意高度，便于安装各种设备和绝缘子串。

主母线采用管型母线，采用支柱绝缘子支撑，安装于构架柱顶部搭接的横梁上，高度可按照常规中型布置母线常用高度选取。

线路间隔出线侧高度的横梁上可设置出线挂点板，悬挂耐张绝缘子串和悬垂绝缘子串，高度可按照常规中型布置出线构架高度选取。此高度位置横梁上部可同时设置出线避雷器，与架空出线T接。

母线隔离开关采用双柱V型旋转式隔离开关，90?垂直布置，搭接的横梁材质选用槽钢，便于固定隔离开关。三相隔离开关的底座根据相间距分别在槽钢上采用螺栓固定。如有线路隔离开关，可采用和母线隔离开关一样的方式固定。

母线隔离开关的连杆和操动机构，可固定在构架柱的适当位置，采用螺栓连接或现场根据实际情况焊接零部件都非常方便。

间隔内其他设备，如断路器、电流互感器、电压互感器等采用常规中型布置，布置在支架上，设备支架按照中型布置常用尺寸布置在构架正下方。

线路间隔、主变间隔的设备间连接导线采用软导线，回路连接的顺序按照电气主接线：各间隔由管型母线引下后，经构架下悬垂绝缘子挂点连接至半高处的隔离开关，再引接至下部的断路器和电流互感器，至出线侧隔离开关，最后T接至架空出线。

分段间隔的两把母线隔离开关分别布置相邻两个间隔的构架柱侧面，断路器、电流互感器采用常规中型布置，构架柱顶部的主母线要在满足管型母线力学计算的前提下适当伸长，以便于软导线引下。回路连接顺序按照电气主接线：由I母管型母线引下后，连接至半高处的母线隔离开关，再引接至下部的断路器和电流互感器，至另一个构架柱半高处的母线隔离开关，并与II母管型母线连接。

本改造工程PT间隔不设置隔离开关，电压互感器直挂在主母线上，间隔内的设备主要包括电压互感器、熔断器和避雷器，因此PT间隔不考虑新增构架柱，直接采用相邻间隔的构架柱，在相邻间隔构架柱的侧面半高处搭接横梁，横梁上部防止避雷器，横梁侧部搭接户外型限流熔断器。电压互感器采用采用常规中型布置，布置在支架上。构架柱顶部的主母线要在满足管型母线力学计算的前提下适当伸长，以便于软导线引下。PT间隔设备间连接的顺序为：由管型母線引下后，连接至侧面半高处的熔断器，再引接至电压互感器，避雷器采用T接。这种方法可以减少原普通中型布置PT间隔所占的位置。685B05ED-9809-4717-9C22-B3CD72FC0DF5

四、组合式构架布置特点

组合式构架布置方案除了满足接线方式，满足对人身和设备的安全要求等原则性条件之外，还具有以下特点。

1、占地面积少。组合式构架方案将母线构架和进出线构架相结合，比常规中型布置减少了一组独立构架;隔离开关布置垂直布置在构架横梁上，节约了隔离开关支架;由于母线及隔离开关都在高处布置，断路器和电流互感器等设备可以直接布置在构架正下方，设备连接回路成环形，本工程间隔长度可缩短至4m。

2、间隔布置清晰、灵活。在考虑配电装置的布置时应该做到整齐清晰，各个间隔之间要有明显的界限，对同一用途的同类设备，尽可能布置在同一中心线上，或处于同一标高。组合式构架中单个间隔内的设备均布置在四个构架柱范围内，间隔内回路的導线连接清晰，不与其他间隔交叉。同一类型间隔采用的隔离开关、避雷器可设置在同一高度，操作机构可设置在同一操作面，其余设备也能保证布置统一，简洁明了。避雷器、熔断器等设备可根据间隔的布置情况和主接线要求，灵活布置在组合构架适当位置的横梁上。

3、减少构建类型。组合式构架间隔设备布置完成后，可与土建专业进行配合，将各间隔的导线张力与横梁上设备荷载统一考虑，统一设计构件，并交由厂家统一生产，这样既减少了构件类型，也便于现场安装。

4、便于检修。组合式构架设计时可考虑上人检修荷载，在构架柱上预留爬梯等上人位置。由于缩短了间隔长度，项目扩建的5个间隔占地约为21.5m（长）×4m（宽），在和原有设备保持安全距离的情况下，长度方向预留了供运输和检修车辆通行的距离，满足现场施工和运行检修的要求。

五、组合式构架典型布置

六、总结

30kV变电站改造工程组合式构架的应用，既可以减少间隔布置的占地面积，满足运行检修的要求，也减少了构建类型，便于现场安装，在类似国外项目改造工程中可考虑借鉴此方案，合理运用，更好做到因地制宜，经济合理，运行可靠，维护方便。

参考文献：

电力工程电气设计手册 变电站电气设计手册。

DL/T 5352-2018 高压配电装置设计规范

DL/T 5222-2005 导体和电器选择设计技术规定

国家电网公司输变电工程典型设计-35kV变电站分册（2006年版）685B05ED-9809-4717-9C22-B3CD72FC0DF5