关于涉外170kv变电站设计原则和标准问题的研究

'关于涉外170kV变电站设计原则和标准问题的研宄(智方工程设计有限公司，江苏，南京，210007)【摘要】结合国际电工委员会制定的IEC60038:2009-06«IECstandardvoltages》、〈〈Insulationco-ordination-Part1:Definitions,principalesandrules》(IEC60071-1：2006-01)及IEC60099-4:2001-12«Metaloxidesurgearresterswithoutgapsfora.c.systems》和中国的电力行业标准《高压配电装置设计技术规定》(DL/T5352-2006)［注1］及《交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》(DL/T804-2002)［注3］,提出170kV变电站的一些设计原则和标准，供同行讨论和参考。【关键词】涉外项目；170kV配电装置；设计原则和标准随着我网改革开放的不断深入，国内很多电力设计、施工和总承包企业走出国门、走向世界，涉外电力项目也越来越多。作为一名电力设计人员，在涉外项目上经常会遇到一些新问题，如遇到一些国内没有的电压等级，如52kV、170kV和420kV等等，由于这些项目所在国家大多经济比较落后，没有完善的标准体系、没有相关的规程规范，无从参照，给设计者和建设者带来了许多困惑。木人根据多哥SOKODE170kV变电站的实际工程设计经验，结合国际电工委员会制定的IEC60038:2009-06((IECstandardvoltages》、《Insulationco-ordination-Part1：Definitions,principalesandrules》(IEC60071-1:2006-01)及IEC60099-4:2001-12〈〈Metaloxidesurgearresterswithoutgapsfora.c.systems》和中国的电力行业标准《高压配电装置设计技术规定》(DL/T5352-2006)［注1］及《交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》(DL/T804-2002)［注3］，提出170kV变电站的一些设计原则和方法，供同行讨论和参考。1.标准电压的确定IEC60038:2009-06《IECstandardvoltages》给出的电压等级是以设备最高工作电压定义的，而我国国标《标准电压》(GB/T156-2007)［注2】给岀的电压 等级是以标称电压定义的，关于常用电压等级标准电压的区别详见下表1。表1IEC标准与国标关于标准电压的区别一览表由上表可知：IEC标准的电压等级为550kV,对应于我国的500kV;IEC标准电压等级为170kV,按照我国的标称电压定义及结合该国S前的电网电压情况，确定为161kVo1.170kV配电装置绝缘水平标准的确定根据IEC60071-1:2006-01《Insulationco-ordination-Part1：Definitions,principalesandrules〉〉第45页中Table2-Standardinsulationlevelsforrangel（lkV<Um≤245kV）（表2-lkV〜245kV电压的标准绝缘水平）规定可知，取最大值，170kV的工频耐受电压为325kV,雷电冲击耐受电压为750kV。2.避雷器额定电压的确定根据IEC60099-4:2001-12《Metaloxidesurgearresterswithoutgapsfora.c.systems》和我国电力行业标准《交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》（DL/T804-2002）［注3］，避雷器的额定电压：Ur》1.4Um/√3=1.4×170/√3=137.4kV。根据IEC60099-4:2001-12（（Metaloxidesurgearresterswithoutgapsfora.c.systems》第39页第4.1条Table2表后注释“Othervaluesofratedvoltagemaybeacceptedprovidedtheyaremultiplesof6”，即“其他额定电压值也可接受，但需是6的倍数”。结合金属氧化物避雷器厂家的制造情况，确定避雷器的额定电压取144kV。3.最小空气距离（安全净距）标准的确定根据IEC60071-1：2006-01《Insulationco-ordination-Part1：Definitions，principalesandrules》第61页中TableA.l-Correlationbetweenstandardratedlightningimpulsewithstandvoltagesandminimumairclearances（客页定雷电｝中击而才 受电压与最小空气距离的对应关系）的规定可知，当雷电冲击耐受电压为750kV时，Rod-structure的最小空气距离（安全净距）为1500mm［注4】。结合该表格注释：当雷电冲击耐受电压为750kV及以下吋，Rod-structure的最小空气距离（安全浄距）为相对相的值和相对地的值，即Al=1500mm,A2=1500mm。根据中国的电力行业标准《高压配电装置设计技术规定》(DL/T5352-2006)第8.1.1条及条文说明可知：(1)B1值是指带电部分至栅状遮栏的距离和可移动设备在移动中至无栅状遮栏带电部分的浄距，一般运行人员手臂误入栅状遮栏吋手臂长不大于750mmA殳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拦带电部分之间，检修人员在导线(体)上下活动范围也为此值。由此可以确定，170kV配电装置的B1值为：Bl=Al+750mm=2250mmy(2)B2值是指带电部分至网状遮栏的浄距，一般运行人员手指误入网状遮栏吋手指长不大于70mm,另外考虑了30mm的施工误差。由此可以确定，170kV配电装置的B2值为：B2=Al+70mm+30mm=1600mm。(3)C值为保证人举手吋，手与带电裸导体之间的净距不小于A1值，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200mmo由此可以确定，170kV配电装置的C值为：C=Al+2300mm+200mm=4000mmo(4)D值是保证配电装置检修吋，人和带电裸导体之间净距不小于A1值，一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裕度。由此可以确定，170kV配电装置的D值为：D=Al+1800mm+200mm=3500mm。综上可知：170kV屋外配电装置的最小安全净距见下表2。表2170kV屋外配电装置的最小安全浄距1.根据最小空气距离(安全净距)确定平面布置原则 据调研的170kV设备外形尺、h电容式电压互感器为332mm、电流互感器为562mm、氧化锌避雷器为320mm、阻波器为1100mm。并根据确定的最小安全浄距，确定平面布置如下：170kV间隔宽度取12米，相间距为3.0米，边相对构架的距离为3.0米。在随后的设备招标中，国际知名电力设备制造商提供的应标产品如阿拉斯通等的定型断路器、隔离开关相间距也为3.0米，从而验证了我们的设计是合理的。1.工程应用实例在多哥SOKODE170kV变电站项目中，我们根据上述原则确定的系统标称电压(161kV)、电压等级(170kV)、绝缘水平、避雷器额定电压、最小空气距离(安全净距)以及根据最小安全浄距和170kV配电装置区平面布置，从而设计的整个变电站的总平面布置，这些结果都得到了业主聘请的突尼斯STEG公司监理工程师的认可，从而再次证明了我们的设计原则和制定的设计标准是合理的。希望本文能抛砖引玉，给从事涉外输变电项B设计、建设的冋行们以借鉴，同吋，也希望您们来电、来函共同讨论和交流。注1:《高压配电装置设计技术规定》(DL/T5352-2006)，中华人民共和国国家发展和改革委员会发布，中国电力出版社出版。注2:《标准电压》(GB/T156-2007)，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布，中国标准出版社出版。注3:《交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》(DL/T804-2002),中华人民共和国国家经济贸易委员会发布，中国电力出版社出版。注4:《基于IEC标准的高压配电装置最小安全浄距计算研究》，龚峰，《电气应用》2012年第09期。注5:多哥SOKODE170kV变电站项0根据、Ik主意见，最终取值为4050mm。'