HGIS变电站电气二次设计优化方案及其注意事项

　　摘要：文章中介绍了HGIS变电站电气二次设计中诸多注意事项与优化方案，同时也介绍了二次与之相关回路的注意事项。这些思路的提出，可为设计提供可行性参考意见，也可缩短厂家资料的配合周期，而且使设计更精准;同时合理设计也为生产运行单位带来实效，可方便运行人员的操作与监视。

　　关键词：HGIS,电气闭锁,就地控制柜

　　HGIS是一种新型组合电器，它将断路器、隔离刀、CT、 PT 以及它们的控制系统组合在一起，电力主母线及母线公用设备户外敞开式布置。HGIS是一个独立的进出线间隔，可方便的用于户内或户外安装。

　　引言：近几年电网建设中大面积推广应运HGIS变电站，其原因在于HGIS变电站有其综合经济效益高、技术先进、运行可靠、方便安装维护、防污秽等级高、环保及智能化等优先条件。

　　论述：随着HGIS变电站的大面积推广应运，电气设计也在随之发展、完善。

　　为了使HGIS变电站电气二次设计更灵活，通用性更强，更适合运行人员的监视及操作等要求，总结“黑河220kV变电站、西南郊220kV变电站、马莲220kV变电站、川掌、生态铝、蒙西工业园220kV变电站”等多个变电站的施工图的设计及各厂家(西门子、正泰、西高等)不同设备特征，优化设计思路，在电气二次设计提出以下几方面设计理念。

　　第一：HGIS五防连锁方案。

　　第一层：监控、五防一体化系统实现防误闭锁(站级防误闭锁及间隔层相结合)。第二层：间隔层的测控单元可以互相通讯，实现间隔层及全站五防(同时对应每个间隔设置一个解锁开关具备应急解锁功能)。第三层：HGIS设备自带电气闭锁回路，可单做本间隔的连锁，也可考虑相关间隔的连锁，设计时可根据本地区习惯灵活考虑。第四层：隔离刀就地电动操作回路(手动电机回路)采用电编码锁闭锁(同时HGIS站配合使用的户外敞开式隔离刀，纯手动回路也有设电气锁的情况，如西门子公司的隔离刀)。

　　第二：就地控制柜配置方案。

　　就地控制柜应按间隔配置，最好每间隔配置一面柜体，含断路器，隔离刀，CT，PT的所有二次接线。同时其它辅助设备及面板应按设计及生产实际合理配置。避免断路器，隔离刀分别配置端子箱，CT外附端子箱的做法。一方面不利于外接电缆的合成及减少电缆根数，同时电缆接线混乱;另一方面端子箱多、电缆多、会给生产运行单位管理带来不便。

　　第三：供电方案。

　　断路器电机自带空开采用直流或交流单独供电，1个间隔的所有隔离刀电机自带空开采用直流或交流单独供电，断路器控制回路选用直流通过保护操作箱空开供电，隔离开关控制回路按间隔自带空开单独供电。信号指示回路自带空开采用直流单独供电，加热回路自带空开采用交流单独供电。厂家可根据本厂设备略作调整，但以上5类回路最好分别供电，5类总回路下设分支回路是否配置空开厂家可按需求合理配置。

　　第四：就地控制柜面板配置方案要求。

　　断路器隔离刀远方就地转化把手分别设置，且不同间隔分别设置。(按用户要求，主刀和地刀也可分别设置远方就地转化把手)

　　第六：厂家提供电缆要求。HGIS机构本间隔及相关间隔间电气连锁电缆由厂家统一设计并提供。这样可保证回路的完整性及可靠性，避免出厂后接线的随意及零乱。因厂家配置的端子与机构的连接大多是固定插拔式的，安装方便可靠。

　　第五：二次回路注意。

　　1)信号要求：不同气室的部分重要信号分发的要求(如SF6压力信号);信号集中制：同一间隔的信号要求汇总至一段端子排，这样方便电缆引出，且接线整齐还可减少电缆数量。

　　2)端子排布置要求：最好按CT、PT、断路器控制回路、隔离刀控制回路、断路器及隔离刀电源回路、断路器及隔离刀信号回路分别设置。也即注意电流、电压、直流控制、信号、电源分别设置，且需注意端子截面。

　　3)空气开关的选择及信号等要求：PT回路空开及信号要按常规户外PT二次回路配置空开发信号，且需注意本地习惯。其它重要回路的空开要给出空开报警信号。

　　4)线路PT相序问题：注意线路PT相序要提前配合，PT相序不对，到现场更改极为复杂。

　　5)如要求每个隔离开关、接地刀闸的就地控制回路中穿电编码锁，GIS厂家负责留孔，留线。避免设备运至现场开孔。

　　6)信号回路中压力降低闭锁合闸与SF6压力降低闭锁操作应分别发出信号。

　　7)母线PT二次回路中除加装PT专用自动空气开关外，还应配置隔离开关(或有明显断开点地隔离开关辅助接点)。隔离开关应选用四级并带辅助接点)。同时注意PT二次回路隔离开关打开后才允许操作母线PT隔离开关的电气闭锁关系。

　　8)设备图纸设计应考虑隔离刀远控接入及连锁接入的方便，(如连锁接入每套分合闸总控回路，远控接入分闸和合闸回路，注意2个回路连接前后端子的配合)。

　　第六：HGIS间隔划分或气室的划分二次注意事项

　　HGIS间隔划分或气室的划分需保证二次回路的独立性完整性和相关性。特别是间隔划分时要考虑到实际运行操作方式。如110KV为桥接线时，二侧PT划分的问题，桥划分的问题，需考虑不同的运行方式及相关间隔的连锁与独立性。

　　第七：与HGIS二次回路相关方面的注意事项

　　1)直流电源箱配置、馈线回路及电缆的选择：220KV及以上变电站直流系统为单母分段接线，HGIS配电区直流电源箱直流也按段配置，配置2段，且每段含控制母线及合闸母线。按照不同供电负荷选择母线及馈线回路电流大小，直流电缆要根据供电负荷性质及距离进行计算选择。

　　2)可研初步设计电缆量预估注意事项：要根据电缆沟距离及长电缆数量预估。不同厂家的就地汇控箱设置数量不一也影响长电缆的数量，如果一个间隔汇控箱数量多影响电缆的合成。

　　3)交流负荷计算：主要是加热负荷，设备不同计算方式不尽相同，因每个厂家的设备气室划分可能不同，耐低温运行加热要求不同，所以需分类详细计算。

　　4)高压带电显示闭锁装置：要注意带电显示闭锁装置的安装位置及与相关间隔的连锁方式，特别是可能与线路对侧设备的连锁，如与对侧不做连锁需注意连锁回路的短接。

　　5)CT 变比及接线 PT 极性准确级对应接入要求：不同变比要求全部引上端子排，方便后期对不同变比的选择;同时引入要注意不同准确级绕组接至端子排的顺序，避免准确级错接;同时要注意极性端问题，有的保护对极性端有要求。

　　6)断路器隔离刀辅助接点要求：在谈协议到资料的整个配合过程都要注意辅助接点数量。因HGIS厂家二次回路有电气闭锁回路，加上外部引出接点要比普通站多，所以辅助接点一定引起注意。一般辅助接点开闭成对出现，为了避免辅助接点对机构大小的影响可在配合时按常开常闭数量要求厂家灵活配置，如12常闭6常开。

　　7)电气主接线需与二次图纸对应：注意一二次专业及厂家的配合，电气一次专业主接线、厂家提供主接线、二次原理图要对应。如母线顺序名、间隔顺序、刀闸及接地刀位置及编号等，只有相互对应才能保证五防的正确闭锁方式。

　　8)闭锁回路与线路对侧的闭锁如不接入注意短接：HGIS厂家如考虑闭锁回路与线路对侧的闭锁或相关间隔的闭锁，如在设计时选用其它闭锁手段代替不选此方式时，要注意闭锁回路的端接，避免留有接入断开点调试不方便查找。

　　结论：以上谈了HGIS变电站发展中部分二次方面的问题。随着今后HGIS变电站的广泛应用，这些问题将逐步深入设计过程中，也会迎韧而解。

　　随着我国电力事业的发展和经济的繁荣，输变电设备已朝着高性能化、可靠化、经济化、智能化的精品轨道发展。HGIS变电站的发展必将成为城市化建设中变电站建设的主流之一，特别是基于HGIS设备基础上的智能化变电站，会在很多地区作为试点工程进行建设。所以会在电气二次方面出现更多新课题，我们在设计中不断总结经验，争取使HGIS变电站的二次设计更加通用、全面、经典人性化。

《HGIS变电站电气二次设计优化方案及其注意事项》

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