SL311-2004 水利水电工程高压配电装置设计规范.pdf

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标准编号:SL311-2004
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标准类别:水利标准
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SL311-2004 标准规范下载简介

SL311-2004 水利水电工程高压配电装置设计规范.pdf

的能力,选择时应留有适当裕度

SF。和真空式负荷开关适合频繁操作,性能优越,是负荷开关 的发展方向。产气式负荷开关虽然具有一定的价格优势,但维护 工作量较大,近年来工程中应用很少,故不推荐使用。无其在污 移较为严重的地区,以空气作灭弧介质的压气和产气型负荷开关 的灭弧孤性能易受影响,宜选用全封闭SF。负荷开关,

GB/T 33178-2016标准下载3. 3.5新增条文。

凡有可能引起误操作的高压电气设备,均应装设防误装置,装 置的性能和质量应符合产品标准和有关文件的规定。 防误装置应实现以下功能(简称五防):防止误分、误合断路 器;防止带负荷开、合隔离开关;防止带电合接地开关;防止带 接地开关合断路器(隔离开关);防止误入带电间隔。

套管式电流互感器有利于节省占

电磁式电压互感器的原理与基本结构和变压器完全相似;而 电容式电压互感器是由电容分压器、补偿电抗器、中间变压器、阻 尼器及载波装置防护间隙等组成,用在中性点接地系统里作电压 测量、功率测量、继电保护及载波通讯用。

最大预期短路电流是指回路中可能流过的最大短路电流

三相式高压并联电抗器比单相式高压电抗器材料、投资均省。 但三相三柱式电抗器零序阻抗小,为了将工频谐振过电压和潜供 电流限制到同一水平,三相三柱式电抗器中性点小电抗的数值要 求较大,中性点绝缘水平要求较高;三相三柱式电抗器的零序阻 亢难以精确掌握,给小电抗参数选择带来困难,因此,三相高压 并联电抗器应采用三相五柱式。由于三相电抗器铁芯为品字形芯 柱,再加铁轭和旁柱组成,因而其横向尺寸增大,选择时要考虑

其结构尺寸和运输条件。

3. 3. 10 新增条文,

自前并联电容器及其配套设备只有在66kV及以下电压等级 具备装设条件,所以本标准提出宜装设在主变压器的低压侧。 水利水电工程中电容补偿设备大多用于大型泵站,其中以6 ~10kV设备用量最多,并联电容器的分组容量往往根据单台异 步电动机的参数确定,随该负荷的启停应投入和切除并联电容器

3.3.1新增文。 采用避雷器进行雷电过电压保护和操作过电压保护时宜选用 金属氧化物避雷器。 对3~35kV的保护设备,宜针对不同形式的操作过电压和不 同的操作对象“对症下药”。 3~66kV系统开断并联电容补偿装置,如断路器发生单相重 击穿时,电容器高压端对地过电压可能超过4.0倍相电压。开断 前电源侧有单相接地故障时,该过电压将更高。开断时如发生两 相重击穿,电容器极间过电压可能超过2.5~2Un.C。 注:Un.c为电容器的额定电压。 操作并联电容补偿装置,应采用开断时不重击穿的断路器。对 于需频繁投切的补偿装置,宜按图7(a)装设并联电容补偿装置 金属氧化物避雷器(F1或F2),作为限制单相重击穿过电压的后备 保护装置。在电源侧有单相接地故障不要求进行补偿装置开断操 作的条件下,宜采用F1。断路器操作频繁且开断时可能发生重击 穿或者合闻过程中触头有弹跳现象时,宜按图7(b)装设并联电 容补偿装置金属氧化物避雷器(F1、F3或F4)。F3或F4用以限制 两相重击穿时在电容器极间出现的过电压。当并联电容补偿装置 电抗器的电抗率不低于12%时,宜采用F4。 在开断高压感应电动机时,因断路器的截流、三相同时开断 和高频重复重击穿等会产生过电压(后两种仅出现于真空断路器 开断时)。过电压幅值与断路器熄弧性能、电动机和回路元件参数 等有关。开断空载电动机的过电压一般不超过2.5倍相电压。开

(a)单相重击穿过电压的保护接线 (b)单、两相重击穿过电压的保护接线 图7并联电容补偿装置的避:器保护接线

3. 3. 12新增条文。

在电容电流变化较大的场所,采用自动跟踪动态补偿式消弧 线圈,可以将电容电流补偿到残流很小,使瞬时性接地故障自动 消除而不影响供电。因此,在电容电流变化较大的场所,宜选用 自动跟踪动态补偿式消弧线圈

发电机中性点接地变压器有干式变压器和油浸变压器可供选 释。子式变压器与油浸变压器相比具有无油、无污染、防火筒单、 体积小、寿命长、重量轻、安装便捷、运行成本低等优点,得到 越来越广泛的应用。

本条主要针对污移等级为I级及以上的配电装置;当配电装 置有污染或冰雪时,亦宜提高。我国南方地区配电装置没有污染 及冰雪时,则可不采用高一级电压的产品。

.1.1原规程第4.1.1条修改条文

(1)表4.1.1有两处修改:(对原60kV电压等级按《标推电 压》(GB156一2003)改为66kV:②目前已没有110kV不接地系 统的运行方式,因此取消110kV不接地系统安全净距栏自。 (2)A值是基本带电距离。330kV及以下配电装置的A值采 用惯用法确定,500kV配电装置的A值采用半统计法确定。隔离 开关和断路器等开断电器的断口两侧线带电部分之间,应满足 A2值的要求。 (3)B1值是指带电部分至栅栏的距离和可移动设备在移动中 至无邀栏带电部分的净距,B二A十750mm,一般运行人员手臂 误入栅栏时手臂长不大于750mm,设备运输或移动时摆动也不会 大于此值。交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间,检修 人员在导线(体)上下活动范围也为此值。 (4)B2值是指带电部分至网状遮栏的净距,BzA十30mm+ 70mm(一股运行人员手指误入网状遮栏时手指长不大于70mm 另外考虑了30mm的施工误差)。 (5)C值是保证人举手时,手与带电裸导体之间的净距不小于 A1值,CA,十2300mm十200mm(一般运行人员举手后总高度不 超过2300mm,另外考虑屋外配电装置施工误差200mm)。在积雪 亚重地区还应考虑积雪的影响,该距离可适当加大。为了限制 500kV配电装置静电感应,将C值(导体对地面安全净距)由 6300mm提高到7500mm,可使配电装置的静电感应场强水平限 制到低于10kV/m。规定遮栏同上延伸线距地2500mm处与遮栏 上方带电部分的净距,应不小于A值;以及电气设备外绝缘体最 低部位距地小于2500mm时,应装设固定遮栏,都是为了防止人

举手时触电。 (6)D值是保证配电装置检修时,人和带电裸导体之间净距 不小于A,值。D一A1十1800mm十200mm(般检修人员和工具 的活动范围不超过1800mm,屋外条件较差,另增加200mm的裕 度)。规定带电部分至围墙顶部的净距和带电部分至配电装置以外 的建筑物等的净距,应不小于D值,也是考虑检修人员的安全。 (7)附录E海拨>1000m时,A值的修正为原规程的保留 附录。

4.1.2原规程第4.1.2条修改条文。 (1)表4.1.2有四处修改:①同表4.1.1,将60kV改为 66kV;②将“外过电压”改为“雷电过电压”,将“内过电压”改 为“操作过电压”;③同表4.1.1,取消110kV不接地系统安全净 距栏目,;①取消当220J、330J、500J采用降低绝缘水平的设备 时,其相应的A值可采用附录中所列数值。” (2)屋外配电装置使用绞线时,校验出线和母线间不同相的 绞线间最小距离(单位为mm)如下: 对王雷电过电压和风偏,

4.1.2原规程第4.1.2条修改条

对于操作过电压和风偏:

对于最高工作电压、短路和风偏

A'+2(f,sinai+f2sinaz)

d"≥A"+2(f,sinαi+f2sina)

d"≥A"+ 2(fsina,+f2sinαz)

雷电过电压和风偏、操作过电压和风偏、 最高工作电压、短路和风偏时校验出线 和母线间不同相的绞线间最小距离; 雷电过电压、操作过电压、最高工作电压 时绝缘配合最小安全净距,可参照表 4.1.2所列数值; 跨线中绝缘子串部分和绞线部分的孤 垂

α1、α1、αi一雷电过电压、操作过电压、最高工作电压 时绝缘子串部分的风偏摇摆角; α2、α2 雷电过电压、操作电压时绞线部分的风 偏摇摆角; α2一最高工作电压时在风力和短路电磁力作 用下绞线部分的摇摆角。 使用上述公式计算时,计算风速按表4.1.2中的数值。 过去在最高工作电压条件下,进行短路加风偏的校验时,计 算方法不太明确,有时采用短路叠加最大设计风速的风偏,相间 距离常常由此条件控制,考虑到短路与最大设计风速同时出现的 几率基小,故本标准对校验条件明确分为两种情况:最高工作电 压下的最小安全净距与最大设计风速和最高工作电压下的最小安 全净距与短路摇摆加10m/s风速。

4. 1.3原规程第 4. 1. 3条修改条文。

(1)对表4.1.3有四处修改:①同表4.1.1,将60kV改为 66kV;②将3~20kV中的C值均改为2500mm;③同表4.1.1,取 消110kV不接地系统安全净距;④“断路器和隔离开关的断口两 侧带电部分之间”改为“断路器和隔离开关的断口两侧引线带电 部分之间”。 (2)B,值是指带电部分至网状遮栏的净距,若为板状遮栏,则 因运行人员手指无法伸入,只须考虑施工误差30mm,故此时Bz =A+30mm。 (3)3~20kV栏目中的C值参照GB50060一92统一规定为 2500mm。35~220kV栏自中的C值的含义与屋外相同,考虑到屋 内条件比屋外为好,不再考虑施工误差,因此C=A十2300mm。 (4)D值的含义与屋外相同,考虑屋内条件比屋外为好,无 须再增加裕度,因此,D=Ai十1800mm。 (5)E值指由出线套管中心线至屋外通道路面的净距,考虑人 站在载重汽车车箱中举手高度不大于3500mm,因此将E值定为 在 35kV及以下时为 4000mm,66kV 及以上时取E=A

十3500mm,并向上靠为整数值。若明确为经出线套管直接引线至 屋外配电装置时,则出线套管至屋外地面的距离可不按E值校 验,取较小的数值,但不应低于同等电压级的屋外C值。 (6)110kV及以下屋内配电装置的A值普遍比屋外A值小 50~100mm。这主要考虑到屋内的环境条件略优于屋外,对造价 影响亦较大,因而所取裕度相对较小。 上海交通大学曾进行了真型试验。试验表明,由于电场分布 的影响,屋内的条件要比屋外恶化。有墙又有顶时,空气间隙的 放电电压较低,分散性也较大。但考虑大温度的影响,他们建议 屋内与屋外取相同的数值。 根据以上情况:并考虑到下列因素:本标准对220kV屋内A 直取与屋外相同的数值。①屋内散流条件稍差,不利于对雷电冲 击的保护,②屋内配电装置事故时,波及面大且修复时间长

照明、通信和信号线路绝缘强度很低,不应在屋外配电装置 带电部分上面或下面架空跨越或穿过:以防感应电压或断线时造 成严重恶果,或因维修照明等线路时误触带电高压设备。屋内配 电装置内不应有明敷的照明或动力线路跨越裸露带电部分上面, 防止明线脱落造成事故,同时,对照明灯具的安装位置亦应考虑 维护人员维修时的安全。

在技术经济方案比较时,除考虑设备投资、年运行费外,尚 应计及配电装置的占地费、水土保持费、绿化费和事故损失费。对 于分期建设和改建工程除应考虑上述费用外,尚应考愿施工停电 损失费。最终选用安全可靠、运行维护方便、占地少、土建工程 量小、技术先进、能耗小、安装工期短、经济合理的型式。当技 术经济指标接近时,优先选用占地少的方案。

表4近15年来我国已建和在建大中型水电站配电装置型式统计表

对于330kV及以上电压等级的设备,敬开式和GIS的费用已 基本相当,再考虑土石方开挖、设备安装和年运行费等因素,水 利水电工程推荐选用GIS方案。

采用屋内布置曾在改善运行条件,降低运行费用。

作了大量研究工作,出现过高型、半高型、普通中型、分相中型 等型式。高型布置虽然节省了大量的占地,但经多年改进,仍存 在操作检修不方便等缺点,所以不再推荐。管型母线可节省用地, 通过多年的运行实践,已积累了大量的运行经验,故推荐采用。 330~500kV屋外散开式配电装置,由于其在系统中的重要 性,加上设备较笨重、庞大,推荐采用中型布置型式。

4. 2. 5 新增条文

目前我国绝大多数GIS均放在室内。如放在室外,应注意设 方腐、锈蚀及气象条件变化的影响等因素。 6新增条文。 2L白LCP5026006

目前我国绝大多数GIS均放在室内。如放在室外,应注意设 备防腐、锈蚀及气象条件变化的影响等因素。

4. 2.6 新增条文

自GB50260—96.

规定了采用屋外配电装置时应考虑的问题。包括对可能碰到 的恶劣运行条件及采取的必要措施。 屋外配电装置设计应考虑日照影响,特别是布置在水电站 坝之间的高压配电装置,应考虑日照产生的附加温升的影响

工程中采用管型母线有单管和多管。多管形式结构比较复杂, 组装焊接工作量大,且强度有所下降,采用的不多。单管母线目 前尺寸也比较大,安装比较方便。管型母线的固定方式有支持式 和悬挂式。单根铅管母线的挠度,过去都用管型母线直径来控制, 规定无冰无风时管型母线自重产生的跨中挠度值应小于0.5D~ 1D(D为铝管线外径)。实际上D的增大,跨中挠度不是增大 而是减小,在葛洲坝工程上已经得到了验证。故本标准采用国外 些国家的规定表示方法,以每线跨度的比例来表示。国外规定 如下:德国f≤L/143;法国f≤L/(80~150);美国f≤L/(150 ~200)(式中,为跨中允许挠度,L为母线跨距)。我们对于单 管跨中挠度推荐不超过母线跨距的0.5%,对分裂结构铝管母线,

其度不超过线跨距的0.4%。 支持式母线要控制正常状态的挠度,这主要考虑铝管支持金 具的滑动范围和隔离开关的捕捉范围的限制,在满足机械强度、刚 度要求时,必须对跨度进行限制。同时,单管母线须考虑微风振 动及温差对支持绝缘子应力作用。悬挂式母线适用地震烈度9度 及以上地区,由于悬式绝缘子的阻尼作用,不考虑微风振动问题 采用管型母线都要考虑端部效应。 关于悬挂式管型母线的挠度充许标准,没有支持式管型母线 严格,因为管型母线两端用金具悬吊起来,是固定连接,没有因 为管型母线挠度过大造成支持金具滑动失常的问题。挠度是由单 柱式隔离开关的要求和适当考虑美观等其他的因素控制,所以对 挠度的要求可以松一些。结合国内外工程实践,悬挂式管型母线 挠度允许标准,可按在自重作用下母线的挠度不超过管型母线外 径的2倍考虑。

目前国际通用相序排列表示方法为U、V、W,考虑国内相序 表示方法仍沿用A、B、C,因此,本标准采用了两种相序的表示 方法。

4.3. 4原规程第 2. 0. 4 条修改条文。

4.3.4原规程第2.0.4条修改

增加了“变压器进线隔离开关的主变压器侧宜配置接地 开关。”

4.3.5原规程第2.0.5条修改条文。

3.5原规程第2.0.5条修改条文

删除了原规程“防止带负荷拉合隔离开关,带接地合佣,有 电挂接地线,误拉合断路器,误入屋内有电间隔等电气误操作事 故”等解释性文字。

4.3.6原规程第2.0.3条保留条

充油电器运行时需经常观察油位及油温,设计时应注意充油 电气设备的布置方位,以便于安全观察。为便于抽取油样,从地 面或地坪到充油电气设备的阀门的距离宜不小于0.2m。

330kV及以上避雷器除保护大气过电压外尚要限制操作过 电压,而线路电压互感器接着线路主保护,都不能退出运行,它 们的检修可与相应回路检修同时进行

由于线路装设高压并联电抗器是为了限制工频谐振过电压和 潜供电流,只要线路投入运行,一般不充许高压并联电抗器退出 运行,应把并联电抗器看作是线路的一部分,此时没有必要设置 断路器或负荷开关,原卿上可只装隔离开关。如果在某种运行方 式下,并联电抗器有被切除或操作的可能(如并联电抗器退出运 行而过电压水平仍在充许范围内、两回线路共用一组并联电抗器 或者装设并联电抗器的主要自的是调相调压),则应设置断路器或 负荷开关。设置断路器或负荷开关时,应考虑断路器切除电抗器 产生的操作过电压,注意断路器的选型

为方便GIS设备的安装、维修,GIS室应设置起重设备,一 般设桥机。桥机的起吊能力应能满足最大运输单元的要求。为吊 运安全和方便,宜在三个方向采用双速运行。有条件时,宜采用 地面及操作室两种操作方式

.4.1原规程第4.3.1条修改条文

通道的设置除需满足运行、检修要求外,尚应符合消防要求。 巡视通道应根据运行巡视的需要设置,并宜结合地面电缆沟 的布置确定路径,以节约投资。巡视通道路面宽宜为700~ 1000mm。当巡视通道坡度大于8%时,宜有防滑措施或做成踏步。 对屋外配电装置的场地,凡有现地操作或检修要求的设备,应 在其周围有铺砌或浇注的地坪,其余部分可以草本植物为主进行 绿化。

若屋外配电装置的进出线回路及设备较多时,在可能条件下, 其道路可环形贯通,一般情况下通道应具有回车条件,如在道路 的尽端设不小于12000mm×12000mm的回车场,或在附近设T 形或“于”字形路口,以取代回车场。 屋外配电装置道路宽度宜为3500mm,运输主变压器的主要 道路和220kV配电装置的道路可加宽到4500mm,330kV及以上 屋外配电装置的道路可加宽到5500mm。500kV屋外配电装置宜 设置相间纵向运输通道,道路宽度宜为3000mm。屋外配电装置道 路宽度尚应根据主变压器的运输尺寸及带电距离进行校核。 屋外配电装置内道路的转弯半径不应小于6000mm。主于道 的转弯半径应根据通行大型平板车的技术性能确定:220kV配电 装置为9000~12000mm;330kV及以上为15000mm。

干式变压器可与高压、低压配电装置置于同一室内,也可单 独设置于变压器室内,其防护类型有网型、箱型及有机械通风的 箱型,也可作开式布置(此时也需有防护触及接线端子的遮栏 或设置于单独小室)。根据于式变压器的特点,安装地点要求通风 良好。故设置于屋内的干式变压器,其外廓与墙壁距离应不小于 600mm,干式变压器之间的距离应不小于1000mm,通道设置及其 宽度尚应满足巡视维修的要求

4.4.6原规程第4.3.4条保留条

4. 4. 8原规程第 4. 3. 5 条修改条文。

4.4.8原规程第4.3.5条修改条

根据《水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范》(DL 5061一1996)补充了厂区外屋外配电装置场地四周实体围墙的

4.4.9原规程第4.3.6条保留条文。

配电装置中电气设备的栅状遮栏高度对带电体的距离B,值 是以750mm加A1值校验的,考虑到在1200mm高度时,人已不 能弯腰探入栅栏内,当手臂误入栅栏内时,不会超过750mm,故 不致发生危险,因此,配电装置中电气设备的栅状遮栏高度应不 小于1200mm。

4. 4. 10原规程第 4. 3. 8 条保留条文。

5. 0. 1 新增条文

进出线包括进线段和出线段。进线段是指由水电厂主变压器 高压侧引至配电装置的连接线;出线段是指由配电装置引至出线 场的连接线。联络线是指站内(枢纽内)不同电压等级的配电装 置相互之间的连接线。

5.0.2原规程第 4. 2.3条修改条

5.0. 4 新增条文。

7对建筑物及构筑物的要求

基本采用原规程的有关内容,仅删减了其中的第二款,因 本标准已不推荐采用装配式配电装置,

7.0.2原规程第4.5.2条修改条文。

.0.2原规程第4.5.2条修改条

在原规程条文基础上修改补充,架构设计荷载组合增加了地 震工况和短路工况的校验。 考虑导线三相同时上人停电检修(作用在每相导线的绝缘子 根部人和工具重:330kV及以下取1kN,500kV取2kN)及单相 跨中上人带电检修(人和工具重:330kV及以下取1.5kN,500kV 取3.5kN)两种情况及其相应的风荷载、导线拉力及自重等。对 当距内无引下线的情况,可不考虑跨中上人。 对于半高型配电装置应考虑走道、平台等的均布荷载和安装 起吊的荷载

引自《220~500kV变电所设计技术规程》(SDJ2—8

引I自《220500kV变电所设计技术规程》(SDJ2一88)。 7.0.4新增条文。

屋内配电装置的均布活荷载及有关系数不应低于表5所列数 值。如果设备等实际荷载超过该表的数值时,应按实际发生的荷 载设计。

5屋内配电装置均布活荷载及有关系

7. 0. 5 新增条文。

当GIS配电装置发生外壳烧穿故障,考虑最大隔室中的SF。 气体全部泄露,GB/T8905规定“全封闭六氟化硫电器发生故障 造成气体外逸时,人员应立即撤离现场,并立即采取强力通风,换 气控制不得少于15min一次。事故发生后,任何人员进入室内必 须穿防护服、戴手套及防毒面具。”据此,机械通风装置应在2h内 进行通风排气,使GIS室空气中的SF。气体含量不大于1000 L/L是合适的。并要求每个工程均配置检测空气中SF。气体浓度 的探测仪,以测量GIS室的SF。气体含量。该探测仪可查定在GIS 室,也可采用移动式,视工程而定。当空气中的SF。浓度超过标 维时,该装置应发出报警信号。 为了防止SF。气体对其他运行房间的侵入,GIS室对外开的 孔洞应加以封堵,因为SF。气体比空气重,地面下的电缆廊道更 应注意封堵。

对GIS室的土建分缝和土建误差的要求,是为了保证GIS配 电装置安装的顺利和安全运行。当GIS配电装置跨越土建结构缝 时剑河钢筋工程施工方案,应注意在GIS运行中因土建基础的不均匀沉陷所造成的三个 方向的位移。

地面排水问题应引起足够的重视,既要排水通畅,文要保证 日常运行方便。当利用路边明沟排水时,道路及明沟的纵向坡度 不宜小于0.5%,局部困难地段不应小于0.3%;最大不宜大于 3%,局部困难地段不应大于6%。电缆沟的沟底纵坡不宜小于 0.5%。

配电装置及进出线的电磁辐射和无线电干扰水平应符合有关 标准,必要时应进行校验。

8.0.2原规程第2.0.12条修改条文。

.2原规程第2.0.12条修改条文

配电装置对周边的噪声干扰应符合相应标准的要求JT/T 738-2009标准下载,水利水 电工程处于城区的应符合《城市区域环境噪声标准》(GB3096)标 准的要求,其他地区也应符合《工业企业厂界噪声标准》GB 12348)的要求。

、0.3原规程第2.0.13条保留条

屋外配电装置绿化应与周边环境协调,防正水王流失。屋外 配电装置设计中应注意生态环境保护,避免二次污染,不得将油 污和未经处理的废水排至河水中

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