小浪底水电厂220kV母线避雷器优化研究.pdf

水力发电第37卷第3期2011年3月小浪底水电厂220kV母线避雷器优化研究陈红梅，李雅萍，蒋建虎，唐新文(1．洛阳理工学院，河南洛阳471003；2．小浪底建设管理局水力发电厂，河南洛阳471003)摘要：根据小浪底水力发电厂黄河变220kV开关站母线避雷器现场检修安全要求，对现有的母线避雷器引线垂直连接方式进行了优化研究，并重点分析了不同接线方式对避雷器周围电场强度、避雷器引线应力分布的影响，从理论上提出了可行的改造方案。关键词：母线避雷器；电场强度分布；应力分布；小浪底水电厂Optimizationonthe220kVBusArresterofXiaolangdiHydropowerPlantChenHongmei，LiYaping，JiangJianhu，TangXinwen(1．LuoyangInstituteofTechnology，Luoyang471003，Henan，China；2．HydropowerPlantofXiaolangdiConstructionAuthority，Luoyang471003，Henan，China)Abstract：Accordingtothesecurityrequirementsonon-sitemaintenanceofthe220kVbusattestersintheswitchstationofXiaolangdiHydropowerPlant，theexistingverticalconnectionofthearrestcrleadisoptimizedandtheinfluencesonthesurroundingelectricfieldandarresterleadsstressdistributionunderdifferentconnectionsareanalyzedherein．Thepossibletheoreticalrehabilitationprogramsarealsoproposed．KeyWords：busarrester；electricfieldintensitydistribution；stressdistribution；XiaolangdiHydropowerPlant中图分类号：TU895(261)文献标识码：A文章编号：0559—9342(2011)03—0062—03接方式改为水平连接，则能有效降低导线的高度，0引言从而增加导线与母线的电气距离。使检修避雷器时小浪底水电厂黄河变220kV开关站母线为双母具有足够的安全距离．检修时母线就不再需要停电。双分段带旁路结构，开关站电气设备布置方式为露这样不仅能提高检修丁作效率，还将减少事故发生天布置，母线为双分裂的软母线。母线所带的避雷的概率。器为抚顺电瓷厂生产的Y10W1—216／562型氧化锌要将母线避雷器与导线连接方式由垂直连接改避雷器．避雷器顶部采用90。线夹与引线相联，导为水平连接．就必须针对其可行性进行研究和分析。线向上延伸大约60cm然后下降至与避雷器顶部等接线方式的改变对避雷器的影响主要表现在2个方高，再与邻近电压互感器顶部相连。由于受安装场面：①避霄器周围，主要是均压环周围电场强度的地的限制，母线与避雷器顶部引线的距离只有2．6分布发生变化，均压环表面电场强度可能增加，从而1TI。根据DIA08-91《电业安全工作规程一发电厂增加均压环与避雷器底座部位发生闪络的概率；②和变电所电气分部》第12条和第68条规定，220改变接线方式会影响避雷器引线的弧垂和应力分布。kV开关站工作人员正常活动范围与带电设备的安全通过对引线力学和避雷器周围电场强度的分析，距离为3Ill。为保证检修时有足够的安全距离，每次检修避雷器时需要将母线停电，既增加了由于倒收稿日期：2010一O6—1O闸操作带来的安全风险，又延长了检修作业时间。作者简介：陈红梅(1977一)，女，湖北潜江人，讲师，硕十通过现场勘察发现，如果将母线避雷器与导线的连研究方向为电气自动化控制、导航制导与控制． 水力发电2011年3月表1改造前后均压环表面电场强度最大值对比2．4避雷器沿面放电分析避雷器改造后，瓷套表面有些部位的电场强度有所增加，有些部位的电场强度有所减小，其综合效果并不会增加沿面闪络的可能性根据沿面闪络的长度与电压关系的实验结果．在工频、高频或冲击电压下，随着闪络长度的增加．闪络电压具有饱和趋势。本避雷器的爬距为6m．其闪络电压具有明显的饱和现象．其表面电场强度的改变对其闪络电压的影响很小。本避雷器的于弧距离大约为2rn，爬距为6nl，沿面平均电场强度远小于干弧间隙的平均电场强度值，根据实际运行由以上分析可知，从理论上分析避雷器接线方和实验结果，对于干净的绝缘子，干弧闪络发生的式的几种改造方案均不会发生空气击穿现象。概率总是高于沿面闪络。2．2相关实验数据分析3不同改造方案引线力学计算分析气体放电实验研究一般选用几种有代表性的实验，如棒一棒、棒一板、环一环等，实际工程应用综合小浪底水力发电厂黄河变220kV开关站中往往采取比拟的方法确定安全间隔。由长气隙和所处位置多年气候条件，按照温度一25℃、风速25绝缘子的T频50％击穿电压与气隙距离的关系曲线m／s、覆冰厚度为10mm的最恶劣气象条件r如温和气隙的冲击击穿电压与距离的关系曲线可知．气度、刮风、覆冰等)，计算不同条件下放线时的弧垂隙间隔为2．4IX1时，无论是工频还是冲击电压，气度。分别采用0。接线夹(方案一)、30。接线夹(方隙的击穿电压均大于1000kV．而本改造项目的最案二)、竖直接线板和0。接线夹(方案三)方式计大陡波冲击残压为630kV。由此，在避雷器正常工算不同气象条件下最大弧垂度和应力(由于方案四作的情况下不会发生空气击穿现象通过增加均压导体半径，有利于保证导线在一定的2．3相关标准分析弧垂度和应力要求范围内，故不作另外计算)，确保GB儿49—1990《电气装置安装工程母线装置施在最恶劣气象条件下，导线所产生的水平拉力不超]一及验收规范》第2．1．I3条巾关于220kV室外配过其机械强度限值。本改造项目中所使用的避雷器电装置的安全净距离规定为：带电部分至接地部型号为Y10W1—2l6型。根据GB11032-2000《交分间距>1．8m；不同相带电部分之间的距离>2m：流无间隙金属氧化物避雷器》第6．16．1条的规定，交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间的该型号避雷器顶端所承受的导线最大允许水平拉力距离>2．55m：无遮栏裸导体至地面之间的距为980N。避雷器联接导线在放线时必须确保在最离>4．3m。恶劣气象条件下，导线所产生的水平拉力小于980本改造项目中，距接地部分(避雷器底座)最N。设本项目中最恶劣下气象条件为：最低温度一25近的带电导体为均压环，其间距约为2．4In：不同相，风速25m／s，覆冰厚度为10mm，以此为基的带电部分为两相避雷器，其间距大于4m：交叉础，计算不同条件下放线时的弧垂度和应力大小。的不同时停电检修的无遮栏带电部分主要为避雷器由此计算不同温度时的水平拉力值，水平拉力值随引线与上空的母线，其间距在改造前大约为2．6rn．温度升高而减小。本项目结合3种改造方案分别分改造后大约为3m；距地面最近的无遮栏的裸导体析了不同温度的水平拉力。见表2所示。指均压环，其距地面的距离约为4．96m。据此，本由计算结果可知，方案一、二、三中导线在最恶项目改造后的各项安全距离均符合GBJ149—1990劣气象条件下所产生的水平拉力为980N，其他气的规定象条件下对避雷器顶部的水平拉力(下转第78页)表2不同温度下导线水平拉力 水力发电2011年3月对较弱的承包商，业主收益中必然有一部分要被监项目，这样做虽不利于降低成本却可缩短工期，并督成本所抵消。可在固定费用之外根据工程质量、且合同变更灵活；风险分配相对公平的单价合同更工期和节约成本等因素，给承包商另加奖金，以鼓适用于风险水平不高的工程项目，此时要解决的是励承包商积极工作l1l。当然，如果业主想省去麻烦。业主监督成本高昂的问题。也可以选择S—DB等一揽子合同模式。如果业主风4结语险管理能力弱，则合适的做法是让有实力的承包商以一个合理的价格“购买”项目中的所有风险，并以上所阐述的合同选择策略并不是绝对的，业独享风险收益，此时选择S—DB、EPC或PMC等一主选择合同模式时还要视工程项目及项目参与主体揽子式合同是最经济的。这类合同赋予了承包商较的具体情况而定。有时一个工程项目可能同时采用大的主动权，承包商可能通过优化设计获得成本节几种不同的合同模式，这也是本文没有考虑的情况。余，对缩短工期和降低成本有很强的激励作用。此最后，无论选择哪种合同模式，有效的合同管时业主的任务就是努力配合承包商的工作，为项目理(与业主的建设目标挂钩)可以弱化合同中的建设扫清外部障碍。“有害”成分。减少合同执行过程中业主与承包商的(2)风险水平中等的项目。如果业主的风险管冲突和对立，营造良好的合作氛围，最终达到“双理能力强，则合同模式的选择比较自由，依设计深赢”的目的。度和业主承担风险的意愿可以选择单价合同或者成参考文献：本补偿合同。如果业主的风险管理能力弱，最好在[1]何伯森．国际工程合同管理[M]．北京：中国建筑工业出版社，设计有一定深度时选择U—BAQ合同，设计深度不2005：26-30．够时选择SUP合同。对于业主来说，选择成本补偿[2]李娜．建设工程合同计价体系研究[D]．南京：东南大学，2007．合同的风险最大，并且如果没有设置适当的奖励措[3]BajariP，TadelisS．Incentivesversnstransactioncosts：Atheoryof施，对承包商的激励也很低，但对于一些急于上马procurementcontracts[J]．RANDJournalofEconomics，2001，32且风险大的项目，由资金实力雄厚、风险管理能力(3)：387—407．强的业主来承担主要风险，保护承包商去更好地完[4]李平．工程项目风险分担及合同变更的研究[J]．重庆建筑，2007成项目是必要的。单价合同的风险分担和激励处于(7)：53—55．中等水平，但合同执行的监督成本比较高。如果在[5]TurnerJR．预见性项目合同的管理[C]／／TurnerJR．项目中的合同管理．天津：南开大学出版社，2005：29—50．合同中安排有关承包商提出合理化建议所产生的节[6]张圮．通过合同风险转移，有效分担风险[J]_建筑技术开发，2005，余或损失的分配方式条款，可以提高承包商的主动32(1)：92—93．性，减小监督成本。如FIDIC土木工程施工合同条[7]国际咨询工程师联合会，中国工程咨询协会．菲迪克(FIDIC)件中就有相关的规定l7I。合同指南[M]．北京：机械工业出版社，2003．(3)风险水平低的项目。风险水平低的项目一(责任编辑常青)般是简单通用的项目，这类项目的设计和施工已经比较成熟，在这种情况下应该让承包商去承担风·+*+*+“+“+“+”十一+一+一+“—卜一—·-卜一——+一一+一—+一一—●一一+一—卜一—·●一·险。选择对承包商有一定激励作用的总价合同或单(上接第64页)均小于980N，这样可确保避雷器价合同是合适的。如果有详细的设计图纸，可以选择机械性能的安全。总价合同或U—BAQ合同。但这时要注意，如果严格限制承包商的利润空间，合同的执行成本可能会很4结语高；如果业主同意在一个固定范围内处理变更以增从理论、国家相关标准规范、实际设计及高压加承包商的利润，则合同的执行成本就会减少。如实验等方面综合分析，本文所提出的几种避雷器引果设计不充分则可以选择SUP合同，此时承包商线改造方案均在安全范围内，改造方案均是可行的，和业主的风险都要大于使用U—BAQ合同时的风险。各方案的优选顺序为：方案四～方案三～方案二～方综合以上要点分析得到的结论是：如果业主风案一。其中，方案四的接线方式与方案一相同(采险管理能力弱，则应将风险控制权和收益权一同交用0o线夹)，同时须增加均压环导体的半径(半径给有实力的承包商，让承包商去寻找解决问题的方须大于4．3cm)。其屏蔽效果优于改造前，但避雷器法．但此时如果选择的是传统的总价合同，则合同与均压环是成套生产的，所需均压环必须订制，增的执行成本会比较高；如果业主风险管理能力强，加了改造的成本。则可以选择成本补偿合同，这尤其适用于高风险的(责任编辑高瑜)