CN1038724A - 气体绝缘配电装置 - Google Patents

Abstract

在气体绝缘配电装置中，至少有一套气体绝缘主母线设置在连接面以上，多个馈电线单元其一端连到气体绝缘主母线，另一端连到绝缘端子，且沿主母线纵向设置，组成变电站装置。气体绝缘主母线分段单元设置在主母线一部分上，且至少有一个断路器和连到断路器两端的隔离开关。母线分段单元的一端连到相应的主母线上，另一端至少设置一个可连到外部连接装置的向外引出装置。这种布置方式易于独立或增加的变电站装置相连接或更新。

Description

本发明涉及到一种气体绝缘配电装置，更具体地说，它涉及到一种适用于电气连接多个在变电站中单独地安装的气体绝缘配电装置系统。

根据电力需要量的增加，变电站已运行在更大的容量。通常，为了提高电力系统可靠性，在变电站结构方面已提出一种技术，即主母线为双母线形式或便于单独运行分成为两组;为了在两组主母线间相互连接，设置一种母线分段单元，或对安排成平行的两组主母线间相互连接设置一种母线联络单元;并且提出连接到双主母线之间的一种馈线单元，如在日本文献“DenKi    Kyodo    Kenkyu”（卷41.编号5.67-68页）和在日本未审查实用新型公报编号56-80616中所公布的内容。

对上述已知变电站结构，将参照图19电路所示的一种变电站结构单线示意图作进一步说明。第一主母线1和第二主母线2A、2B设计成为平行的双主母线结构，其中相互同轴设置的主母线2A和2B由一个母线分段单元S可分开地连接起来。母线分段单元S包括一端连接到主母线2A的隔离开关3a，一端连接到主母线2B的隔离开关3b，以及用于将这些隔离开关相互连接的一个断路器4，而且，主母线1和主母线2A或2B（成平行地排列）又可分开地由母线联络单元T连接起来，以便在这些主母线间传送电功率;主母线1，2A或主母线1，2B可分开地连接到一个馈线单元F，该馈线单元连接到变压器或其它各负荷。

采用这种配线布置，例如连接到母线分段单元S上的主母线2B进行检修或发生事故时，可以操作断路器4，打开隔离开关3a，3b，同样也要操作母线联络单元T，则留下的主母线1和2A仍可以继续使用。

在上述变电站结构中，作为示例，即采用一种作为母线分段单元的气体绝缘配电装置，例如在上述日本未审查实用新型公报编号56-80616和日本未审查专利公报编号58-116006中所公布的内容。根据这些实例，为使各气体绝缘主母线在一个连接（attechment）面以上分别按同轴定位相互连接起来，提供一种布置，其中在气体绝缘主母线相对端的一侧上设置有一个气体绝缘辅助母线，以将它们相互连接。或者提供一种布置，其中在气体绝缘主母线之上设置有一个气体绝缘辅助母线，以将气体绝缘主母线相互连接起来。应当注意到，上述实例仅仅在分开的主母线要相互对准排列情况下才能实现。

一般来说，根据安装现场的条件和/或初期的安装技术要求，变电站应具有适当数量的气体绝缘配电装置各种单元。当安装现场中有一定限制因而所有的气体绝缘配电装置并不能在主母线轴向上进行安装时，就需要将气体绝缘配电装置各单元分开成为两个或更多个分段单独进行安装，并将这些分段单元相互连接起来。更进一步，由于电功率需要量的增加，当现有的变电站容量显得不够时，就需要安装另外的气体绝缘配电装置，并且将这些装置相互连接起来。不论那一种情况，必须考虑到在各变换器元件之间容易实现电气的连接，例如在变电站中分开安装各气体绝缘配电装置等等，并要考虑减少在增加另外的气体绝缘配电装置时的安装时间。

本发明的一个目的是提供一种气体绝缘配电装置，该装置的各电气元件能分别安装，并能使变电站中分开安装的气体绝缘配电装置的电气元件很容易相互连接起来。

本发明的另一个目的是提供一种气体绝缘配电装置，该装置可有效地利用现有变电站的场地，便于增加各电气元件设备，以及将旧元件改为新元件。

按照这个发明，气体绝缘配电装置至少包括有一套在一个连接面上装设的气体绝缘主母线和多个馈线单元，每个馈线单元一端至少连接到一个气体绝缘主母线上，另一端连接到一个绝缘端子上，所述各馈电单元至少设置在一套气体绝缘主母线的纵向，其中有一个母线分段单元至少设置在一套气体绝缘主母线的一部分上，且母线分段单元至少包括一个断路器和连接在它两侧的隔离开关，并且用气体进行绝缘。母线分段单元在它的一端至少连接到一套气体绝缘主母线上，在它的另一端具有向外引出装置连接到外部连接装置上。于是，利用设置在至少一套气体绝缘主母线一部分上的母线分段单元，能容易地实现分别提供变电站设备，实现对其它附加变电站设备的连接，以及更新变电站设备。

图1是一个用单线示出的按本发明变电站结构中气体绝缘配电装置一个实例的线路图。

图2是图1气体绝缘配电装置一个实施例的部分平面示意图。

图3是图2中沿Ⅲ-Ⅲ线取的侧视图。

图4是图2中沿Ⅳ-Ⅳ线取的侧视图。

图5是图2中沿Ⅴ-Ⅴ线取的侧视图。

图6是图1气体绝缘配电装置另一个实施例的部分平面示意图。

图7是图6中沿Ⅶ-Ⅶ线取的侧视图。

图8是图6中沿Ⅷ-Ⅷ线取的侧视图。

图9是图6中沿Ⅸ-Ⅸ线取的侧视图。

图10是图1气体绝缘配电装置又一个实施例的部分平面示意图。

图11是图10中沿Ⅺ-Ⅺ线取的侧视图。

图12是图10中沿Ⅻ-Ⅻ线取的侧视图。

图13是图1气体绝缘配电装置另外实施例的部分平面示意图。

图14是图13中沿ⅩⅣ-ⅩⅣ线取的侧视图。

图15是图13中沿ⅩⅤ-ⅩⅤ线取的侧视图。

图16是用单线图示出的按本发明变电站结构中气体绝缘配电装置另一个实例的线路图。

图17是图16气体绝缘配电装置一个实施例的部分平面示意图。

图18是示出按本发明气体绝缘配电装置一个端部结构的平面示意图。

图19是用单线示出一个先有技术变电站结构的线路图。

现在参考图1-18来解释本发明。

图1用单线线路图示出本发明变电站双主母线结构的实例。变电站装置A和B分别包括有相互平行安装在予定平面上气体绝缘的第一组和第二组双主母线1A，2A和1B，2B;且还包括用来对气体绝缘双主母线间相互连接的一个母线联络单元T，以及分别设置在气体绝缘主母线纵向的多个馈线单元F。这些变电站装置A和B可以一起装配或补充安装，而且可适用于旧变电站装置更新为新变电站装置的情况。变电站装置A的气体绝缘主母线1A和变电站装置B的气体绝缘主母线1B，经一个具有隔离开关8a，8b和一个断路器9的母线分段单元S₁，对外引出装置10A、10B，外部连接装置11和一个辅助母线12相互连接起来。更进一步，另外的气体绝缘主母线2A和2B，经具有隔离开关3a、3b和一个断路器4的母线分段单元S₂，对外引出装置5A、5B，外部连接装置6和一个辅助母线7也相互连接起来。在已说明的线路结构中，当变电站装置A或B其中之一由于检修或电气事故被停止运行时，由操作母线分段单元S₂和S₁的断路器4和9，并且打开隔离开关3a，3b，8a和8b，另外的变电站装置B或A可以单独地运行。而且，在已说明的实例中，母线分段单元S₁、S₂和一个辅助母线单元C，设置在每个变电站装置A、B的一个端部。

作为线路结构的另一个实例，对于变电站装置B的气体绝缘主母线1B和2B端部的辅助母线单元C，可在那些主母线端部设置类似的母线分段单元来代替，因此，如果外部连接装置6、11发生电气事故，由操作变电站装置A和B的两个母线分段单元，变电站A或B就能够单独运行。

其次，按本发明及与以上说明的线路结构相关的气体绝缘配电装置的一个实施例，将参考图2到图5全面地进行解释。在这些图中示出的变电站装置A和B是分别进行安装的。变电站装置A的气体绝缘主母线1A和2A在连接面以上沿两个平行线水平地设置，形成一个所谓相分离型双母线结构，各相单独形成。气体绝缘双主母线1A和2A具有不同的长度，所以它们的端部有偏移而存在一个间隔。在主母线的端部，有用于母线分段单元S₂的三个直立式断路器4和用于母线分段单元S₁的三个直立式断路器9，这些断路器提供六个相，依次地设置。如图3所示，两个母线分段单元S₁、S₂内侧的一个（S₂），具有一个气体绝缘结构并且通过断路器4下部的连接部分、一个电流互感器14a和隔离开关3a等等，连接到气体绝缘主母线2A上。断路器4上面的连接部分（图3）向着气体绝缘母线1A、2A延伸，并且通过一个电流互感器14b、一个隔离开关3b、和向外引出装置5a、5b（例如设置在气体绝缘主母线2A断路器的相对侧的电缆头）连到电缆（它就是外部连接装置6a、6b）。另一方面，如图4所示，另一个母线分段单元S₁也具有一个气体绝缘结构，而且通过断路器9下面的连接部分，一个电流互感器16a和一个隔离开关8a，连接到气体绝缘主母线1A。断路器9上面的连接部分，朝着气体绝缘主母线1A延伸，并通过一个电流互感器16b、一个隔离开关8b和布置在气体绝缘主母线1A断路器对侧的向外引出装置10a和10b，连接电缆11a、11b。

变电站装置B中的气体绝缘主母线1B和2B在连接面上边沿两个平行线水平布置，并且形成一种所谓相分离型式的双母线结构。在气体绝缘双主母线1B和2B的纵向端部设置有三相辅助母线单元C，以位于气体绝缘主母线1B和2B的两侧。如图5所示，辅助母线单元C是这样构成的：向外引出装置10c、10d和5c、5d按照气体绝缘主母线1B和2B相互对置并且通过辅助气体绝缘母线12和7分别连接到相应的气体绝缘主母线1B和2B上。通过母线分段单元S₂和辅助母线单元C，并经由外部连接装置6a、6b相互连接的向外引出装置5a、5b和5c、5d，使气体绝缘主母线2A和2B电气上相互连接起来。通过母线分段单元S₁和辅助母线单元C，并经由外部连接装置11a、11b相互连接的向外引出装置10a、10b和10c、10d，气体绝缘主母线1A和1B电气地相互连接起来。

因此，如图2所示，第一和第二变电站装置A和B，其中有多个用气体绝缘的母线联络单元T和馈线单元F，利用直立式断路器沿着气体绝缘主母线1A、1B和2A、2B布置，来保持绝缘距离;利用对外引出装置5a-5d、10a-10d和外部连接装置6a、6b和11a、11b，可成为一种电气上完整的系统。

如上述，当用电缆头作为上述母线分段单元S₁、S₂的对外引出装置5a-5d，10a-10d时，可以用电缆作为外部连接装置6a、6b、11a、11b。这是较好的，因为只需要提供电缆井，这种连接易于实现，并且在绝缘方面限制不大。根据变电站A、B所处的现场条件，也能借助于套管和架空线实现这种连接。此外，当图2说明的各馈线单元F具有采用套管的相分离型式的结构时，也能采用电缆和/或具有三相整体型结构的馈线单元。

按已说明实施例的上述结构，在变电站装置A中，向外引出装置5a、5b和10a、10b安装在母线分段单元S₁和S₂内，比其它各单元的连接间隔小;在另外的变电站装置B中，辅助母线单元7和12相对设置，所以，当多个变电站相互连接时，可配置最少的母线分段单元S₁、S₂和最少的辅助母线单元C。

图6到9示出按本发明气体绝缘配电装置的另一个实施例。在这个实施例里，变电站装置A和B中气体绝缘主母线1A、1B和2A、2B，馈线单元F等等的布置可以相同于上述具有大容量主母线的第一实施例。然而，第二实施例不同于第一实施例，其不同点在于考虑到主母线容量较小，母线分段单元S₁、S₂的各部分和辅助母线单元C被更换。更具体地说，如图7和图8所示，每一个母线分段单元S₁，S₁使用一组直立式断路器4或9，并且用气体绝缘。在第二实施例中，只设置一个向外引出装置5a，10a，与相应断路器4、9的上面的连接部分相连接，如图9所示，相应的辅助母线单元C只包括一个向外引出装置5c、10c。向外引出装置5a、10a、和5c、10c分别由外部连接装置6a、11a（例如电缆）电气上相互连接起来。具有上述结构的气体绝缘配电装置能有效地应用于具有较小容量主母线的变电站中。

图10到12示出按本发明气体绝缘配电装置的第三实施例，在这个实施例中，直立式断路器9和4用于母线分段单元S₁和S₂中，并且设置在变电站装置A的气体绝缘主母线1A和2A端部上。在这种情况下，设置三个断路器依次与每个气体绝缘主母线1A和2A相联系。如图11中所示，断路器4的下面连接部分通过电流互感器14a和隔离开关3a连接到气体绝缘主母线2A;断路器9的下面连接部分通过电流互感器16a和隔离开关8a连接到气体绝缘主母线1A。而且，断路器4的上面连接部分通过电流互感器14b和隔离开关3b连接到辅助气体绝缘母线17;断路器9的上面连接部分通过电流互感器16b和隔离开关8b连接到辅助气体绝缘母线18。辅助气体绝缘母线17和18分别设置平行于气体绝缘主母线2A和1A。位于断路器4和9上面连接部分以上，分别沿着气体绝缘主母线2A和1A延伸。如图12中所示，向外引出装置5a、5b和10a、10b设置得按照辅助气体绝缘母线17和18的对置关系;并在母线分段单元S₁和S₂的侧面平行设置。另外的变电站装置B安排得相似于图2中示出的变电站装置B。而且类似于图2，由于向外引出装置通过外部连接装置6a、6b和11a、11b相互连接，使变电站装置A和B的气体绝缘配电装置相互连接起来。而且，在图10所示实施例中，可能安装和图2中相同安装面积的装置。

然而在上述各实施例中，其中直立式断路器应用于每个装置，作为实例已说明过。图1的线路结构可以由采用水平式断路器达到，这将参照图13到图15进行叙述。图13到图15中示出的一个实施例中，变电站装置A中的气体绝缘主母线1A和2A，沿两个平行的水平线邻近连接表面安装，并且各自具有相分离型式的双主母线结构。在气体绝缘双主母线1A和2A的纵向端，有三个水平式断路器4和三个水平式断路器9，这些断路器提供六个相并分别用作母线分段单元S₁和S₂，并依次设置垂直于各自的主母线。如图14中所示，每个水平式断路器4，在它的一端通过电流互感器14a和隔离开关3a连接到气体绝缘主母线2A上;每个水平式断路器9，在它的一端通过电流互感器16a和隔离开关8a连接到电气绝缘主母线1A上，如图15中所示。而且，每一个断路器4的另一端，通过电流互感器14b和隔离开关3b连接到向外引出装置5a，5b上;每个断路器9的另一端通过电流互感器16b和隔离开关8b连接到向外引出装置10a、10b上，从而组成母线分段单元S₁和S₂。另外变电站装置B设置得类似于图2中的变电站装置B。而且，类似于图2，由于将向外引出装置5a，5b和10a，10b通过外部连接装置6a、6b和11a、11b连接到辅助母线单元的向外引出装置，变电站装置A和B相互连接起来。在图13中示出的布置中，馈线单元F设计成具有垂直于气体绝缘主母线1A和2A设置的水平式断路器的结构。以这种方式，在变电站装置A和B设计成具有水平式断路器结构中，实质上也可能获得前述各实施例相同的技术效果。

在本发明的上述各实施例中，其中母线分段单元S₁和S₂仅仅设置在一个变电站中气体绝缘主母线的一端的实例已说明过。然而，母线分段单元可以设置在两个变电站装置气体绝缘主母线的两端上，以便于邻近变电站装置之间的连接，并且易于增加变电站附加设备，且由于可制成相同的结构，更便于变电站设备的制造。

图16是具有双主母线变电站结构的另一实例的单线线路图。在这个实例中，变电站装置A和B在变电站结构方面实际上为对称地设置。而且，两个气体绝缘主母线1A、2A和1B、2B相互平行地安装，多个馈线单元F和母线联络单元T类似地安排在两个主母线上，从而组成变电站装置A和B。此外，母线分段单元S₁和S₂安排在变电站装置A的气体绝缘主母线1A和2A的部分上（例如，在各馈线单元F之间的一部分上或馈线单元F和母线联络单元T之间一部分上）;一个辅助母线单元C对应于母线分段单元S₁和S₂安排在另外变电站装置B的气体绝缘主母线1B和2B的一部分上。由于通过外部连接装置6和11使母线分段单元S₁、S₂电气连接到辅助母线单元C，变电站装置A和B能相互连接起来。在这个实施例中，如图1的情况一样，也可以提供和变电站装置A一样的母线分段单元，来代替变电站装置B中的辅助母线单元C。更进一步，假如已说明的变电站应用于具有单母线的变电站，就其整体来说可以采用相同的结构。

图17中示出图16线路结构的一个实施例。图17中示出的变电站装置A和B实质上具有相同尺寸并分别包括分离型气体绝缘双主母线1A、2A和1B、2B。而且，在变电站装置A的各馈线单元之间，设有连接到气体绝缘主母线1A和2A的母线分段单元S₁和S₂，那些母线分段单元S₁和S₂分别包括平行设置的三个断路器，它们提供了六个相。每一个母线分段单元S₁和S₂的具体结构可以相同，例如图3和图4中所示。而且在另外变电站装置B的各馈线单元之间，两组辅助母线单元C依次设置在对应于变电站装置A的母线分段单元S₁和S₂一侧上。每一个辅助母线单元的具体结构可以和图5中所示相同。由于母线分段单元S₁、S₂通过向外引出装置和外部连接装置（例如在连接面内形成的电缆井里设置的电缆）电气地连接到辅助母线单元C，变电站装置A和B能够相互连接起来。以这种方式，当变电站装置A和B具有相同长度时，将易于平行地或相对于变电站建筑物上和下方向安排变电站设备，并使变电站装置相互连接，从而用新的替换旧的变电站装置和增加附加的变电站设备，以及变电站装置的检查和/或修理都易于实现。顺便地说，这个实施例的具体结构可由上述那些内容中的任何组合起来到。

在图2到图15所示的实施例中，气体绝缘母线分段单元和辅助母线单元预先设置在气体绝缘主母线的一端，作为实例已经说明过;然而按本发明，如图18中所示，当建造变电站A或D时，对于设置在气体绝缘主母线1A、2A或1B、2B的端部把馈线单元固定就位的地基19，可建造得较大一些，以使地基底座20能放入其中。以后，在必要时可利用装置地基19在其上面设置一个附加母线分段单元，来完成预定的连接，因为当希望增加附加变电站设备时即可以很快地被利用，所以它是很方便的。

在已说明过的实施例中，每一个变电站设备都包括双主母线结构，作为实例已经说明过;然而，每一个变电站装置可以具有单母线构。而且，作为每个母线分段单元和辅助母线单元的向外引出装置和/或外部连接装置，不仅仅能用上述电缆头和电缆相结合，或用套管和架空线相结合，也可以采用气体绝缘母线连接。此外，用于变电站装置的每个馈线单元，母线联络单元和母线分段单元可以是三相整体型式，以及相分离型式，也可以按照安装现场的条件采用三相整体型和相分离型相结合。

按本发明的气体绝缘配电装置，即使由于安装现场的限制两个变电站装置不能相互邻近安装，变电站装置也能容易地相互连接成为一个完整的变电站。而且根据变电站安装现场的布置，能容易增加附加的变电站设备，且利用母线分段单元可以很容易地更新变电站设备。此外，因为实质上母线分段单元可构成与其它各单元相同的结构，并不需要把它制成特别大的尺寸。最后，当母线分段单元用于每个变电站装置中时，每个变电站装置可以单独地运行且没有干扰。

Claims (15)

1、在变电站装置中的一种气体绝缘配电装置，它包括至少有一套在一个连接面上沿一条线设置的气体绝缘主母线和多个馈线单元，每个馈线单元的一端连接到所述气体绝缘主母线上，另一端连接到一个绝缘的端子上，沿着所述气体绝缘主母线纵向设置有一个断路器，其中：

一个母线分段单元设置在所述变电站装置的所述气体绝缘主母线的一部分上；所述母线分段单元至少具有一个断路器和连接到所述断路器两端的隔离开关，并且用气体绝缘；所述母线分段单元的一端连接到所述气体绝缘主母线上，所述母线分段单元的另一端至少设有可连接到外部连接装置上的一个向外引出装置。

2、按权利要求1的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述至少一套气体绝缘主母线包括两组互相平行地延伸的气体绝缘母线，所述两组气体绝缘主母线由一个母线联络单元相互连接起来。

3、按权利要求1的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述气体绝缘主母线是相分离型式。

4、按权利要求1的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述气体绝缘主母线是三相整体型式。

5、按权利要求1的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述各单元的每一个所述断路器是一种直立型式断路器，并且设置在所述气体绝缘主母线的纵向一侧。

6、按权利要求1的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述各单元的每一个所述断路器是一种水平型式断路器，并且垂直于所述气体绝缘主母线设置，并在所述气体绝缘主母线以上。

7、按权利要求1的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述母线分段单元的所述向外引出装置包括连接到电缆上的一个电缆头。

8、按权利要求1的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述母线分段单元至少接到所述气体绝缘主母线上的一端上。

9、按权利要求1的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述母线分段单元设置在位于所述气体绝缘主母线纵向上的所述各馈线单元之间。

10、按权利要求1的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：包括有一种直立型式的断路器的所述母线分段单元，设置在一种相分离型式的所述气体绝缘主母线的一端上;设有一种气体绝缘辅助母线单元，在所述断路器上面并且在相应于所述气体绝缘主母线的延伸线的位置上延伸;所述气体绝缘辅助母线单元包括向外引出装置。

11、按权利要求2的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述第一和第二气体绝缘主母线具有相同长度;所述各母线分段单元布置成相互面对的关系。

12、按权利要求2的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述第一和第二气体绝缘主母线的终端位置不同，所述母线分段单元设置在所述气体绝缘主母线的相同侧。

13、在变电站装置中的一种气体绝缘配电装置，它包括有一种相分离型式的第一和第二气体绝缘主母线，实质上分别在一个连接面上沿两个平行线设置，一个母线联络单元相互连接着所述第一和第二气体绝缘主母线;多个相分离型式的馈线单元，每个馈线单元的一端都连接到每一个所述气体绝缘主母线上，另一端连接到沿着所述气体绝缘主母线轴向设置的一个绝缘的端上;其特征在于：

第二变电站装置和所述第一变电站装置具有相同的结构，并设置在另外连接面上;三相整体型式的母线分段单元设置在一个所述变电站装置的所述气体绝缘主母线的一部分上;所述每一个母线分段单元至少具有断路器，和连接到所述三相断路器两端的隔离开关，并且用气体进行绝缘;每个所述母线分段单元的一端连接到相应的一个所述变电站装置的所述第一和第二气体绝缘主母线上，每个所述母线分段单元的另一端至少设有一个三相的向外引出装置，通过它和通过外部连接装置，使一个所述变电站装置的所述气体绝缘主母线连接到其它变电站装置的所述气体绝缘主母线上。

14、按权利要求13的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述第一和第二变电站装置的所述气体绝缘主母线相互平行地布置;所述各母线分段单元位于每一个所述气体绝缘主母线同样的位置上;所述各变电站装置通过所述向外引出装置和所述外部连接装置进行相互连接。

15、按权利要求13的一种气体绝缘配电装置，其特征在于：所述变电站装置位于不同的位置相应的连接面上;所述母线分段单元位于不同位置所述气体绝缘主母线上;所述各变电站装置通过所述向外引出装置和所述外部连接装置相互连接起来。

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