预制模块化变电站(KTPB)用户外空气绝缘配电装置(AIS)模块,额定 10(6)、35、110、150、220 kV

预制模块化变电站(KTPB)用于在 10(6)、35、110、150、220 kV 电压等级接受、变换、分配与转运 50 Hz 三相交流电能。KTPB 为工业、市政与农业负荷及基础设施供电,应用于电网变电站的 35–220 kV 侧,也适用于电厂。KTPB 的中压部分基于由标准化工厂预制连接模块组成的户外空气绝缘配电装置(AIS),具有高工厂完成度、短建设/安装周期及可预期的成品质量。

10(6)、35、110、150、220 kV 的 AIS 模块按所需方案设计用于电能接受与分配、带负荷及检修倒闸、测量与计量,以及雷电与操作过电压限制。AIS 可包含不同数量的标准模块及按具体项目设计的模块 —— 适配其主接线、气候与风冰分区、抗震要求及场地布置限制。

用途与适用范围

KTPB AIS 模块用于构建所有主要结构形式变电站的中压部分:终端式、贯通式、T 接式、枢纽式,带单母线或双母线系统、旁路母线、桥形连接与分段跨接。模块化概念既支持标准典型方案,也支持满足项目特定要求的定制方案 —— 从紧凑的 10(6) kV 配电点到功能扩展的 220 kV 中压变电站配电场。

35–220 kV 的典型 KTPB 配置由以下功能模块组成:架空线路(OHL)进线模块(门型或无门型布置);断路器模块(进线、出线、分段与母联位置);隔离开关模块(线路、母线、接地);电流与电压互感器模块;避雷器模块;35–220 kV 电缆线路连接用电缆终端模块;户外站用变压器(SST)模块;支柱绝缘子模块及带避雷器支柱绝缘子;电力线载波(PLC)与结合滤波器辅助模块;二次回路支架系统与接线箱。

运行条件

AIS 模块适用于与 EN/IEC 60721-3-3 和 EN/IEC 60721-3-4 对应的各类宏观气候条件与安装类别,并考虑与通用电网规范相当的风冰要求。典型使用条件:

  • 环境空气温度:与 EN/IEC 60721-3-4 对应的结构为 -45 °C 至 +40 °C;扩展寒带方案可达 -60 °C。
  • 海拔:至 1000 m(基础设计)。
  • 基准风压:地面上方 10–15 m 处至 650–800 N/m²(取决于供货地区与适用规范)。
  • 基准覆冰厚度:20–34 mm(按项目地区与适用标准)。
  • 大气环境:按 EN/IEC 60721 分类;绝缘污秽等级:轻至重(如按 IEC 60815)或适用时的相当类别。
  • 抗震:设备安装标高至地面上方 10 m 时可达 MSK-64 烈度 9 级(取决于相关设计与项目方案)。

AIS 模块结构适用于高风载与覆冰地区以及低温气候,同时保证带电部件所需的电动与热稳定、支承钢构稳定性及对地面、围栏与相邻带电部件的规定间隙。必要时可采用降噪方案(城市地区),并提供降低视觉与用地占地的布置。

布置与设计方案

AIS 10(6)–220 kV 由标准化、可运输的工厂装配模块构成 —— 钢支承框架上安装断路器、隔离开关、互感器、避雷器、母线元件、操动机构与二次接线柜。每个模块是完整的功能单元,最大限度减少现场工作:安装于轨枕/桩基/地基梁上,连接硬/软母线及二次回路。

按电压等级与所选主接线,采用以下基本模块类型:

  • 进线模块(OHL 接入):将架空线接入 AIS。提供门型与无门型(35–220 kV)进线,配悬式绝缘子串、引下线金具及标准化电气间隙。无门型方案中引下线直接接至第一档 OHL 导线与模块支柱绝缘子,简化节点、减少钢构与成本。
  • 断路器模块:执行计划与事故带负荷倒闸(进线、出线、分段、母联、旁路),提供选择性故障切除,并集成电流互感器(内置或独立)与保护控制(P&C)装置。
  • 隔离开关模块:三极线路/母线/接地隔离开关提供可见隔离断口、无负荷切换及经接地闸刀对停电区段接地。配手动或电动操动机构,可选基座柜远方控制。
  • 电压互感器(VT/PT)模块:用于测量、计量与电压保护;单相或三相结构(干式/油浸/SF6/电容式/CVT/防铁磁谐振 —— 取决于电压与任务)。可安装于线路侧、母线边跨或间隔内。
  • 电流互感器(CT)模块:在断路器或其他模块内置 CT 不足时提供测量并为 P&C/计量电流回路供电;用于线路、变压器与跨接线回路。
  • 避雷器(MOV)模块:限制雷电与操作过电压;可布置在线路/母线侧或组合模块内(如带避雷器支柱绝缘子)。
  • 电缆终端模块:用于连接 35–220 kV 电缆线路;可附隔离开关、零序电流互感器(ZCT)、避雷器及二次接线柜。
  • 户外站用变压器(SST)模块:为变电站辅助设备供电(基础配置通常至 100 kVA),配熔断器与开关设备。
  • 支柱绝缘子/带避雷器支柱绝缘子模块:支承母线并机械固定带电部件,提供所需绝缘与机械强度;瓷/复合/棒式/悬式可按客户要求与气候选择。

硬母线通常为单层或双层铝合金管;采用滑动与铰接支承补偿热伸长。软母线(铝绞线或钢芯铝绞线)用于短跨、引下线及变压器(自耦变压器)与设备端子的连接。模块内二次回路在工厂接线至接线箱;模块间连接经电缆槽(地面或架空)以安全便捷的标高敷设。

隔离开关电动操动机构的远方控制柜安装于独立基座(通常每基座至多两柜)。设计文档规定基座位置、预埋件/轨枕或桩,以及控制与信号电缆。该布置提高可维护性,保证被操作设备清晰可见,并满足电气安全要求。

AIS 35–220 kV 模块类型(参考清单)

  • 进线模块(OHL 接入)—— 门型/无门型;
  • 断路器模块 —— 进线、出线、分段、母联、旁路;
  • 隔离开关模块 —— 线路/母线/接地;
  • VT/PT 模块 —— 单相/三相、防铁磁谐振、电容式(CVT)、级联;
  • CT 模块 —— 线路、变压器、附加(用于独立计量/P&C 方案);
  • 避雷器模块与带避雷器支柱绝缘子模块;
  • 电缆终端模块(35–220 kV 电缆线路)带/不带隔离开关与 ZCT;
  • SST 模块(户外安装);
  • PLC/结合滤波器辅助模块、接线箱与继电器柜。

表:按功能需求最大的 AIS 模块

功能模块类型简要用途供货范围说明
电能受入/送出 进线模块(OHL) 35–220 kV OHL 接入 AIS 门型或无门型进线;悬式绝缘子串;经论证配置避雷器
负荷切换 断路器模块(进线/出线/分段/母联) 馈线分合与母线分段 按电压等级与电流选择真空/SF6 断路器
运行隔离 隔离开关模块(线路/母线/接地) 可见隔离断口;停电区段接地 手动/电动操动;辅助触点;远方控制柜
电压测量 电压互感器模块 测量、计量与电压保护 干式/油浸/SF6/电容式(按任务与 kV 等级)
电流测量 电流互感器模块 内置 CT 缺失/不足时的计量与 P&C 线路、变压器与附加 CT
过电压限制 避雷器模块/带避雷器支柱绝缘子 防护雷电与操作过电压 按要求提供避雷器动作计数器
电缆线路连接 电缆终端模块 35–220 kV 电缆线路接入 AIS 可选隔离开关、ZCT、避雷器
站用供电 SST 模块(户外) 为变电站辅助设备供电 隔离开关、熔断器、变压器至 100 kVA(典型)

安全

人员安全与设备可靠性内嵌于 AIS 模块结构。主回路提供可见断口并可在断口两侧接地;隔离开关与断路器的操动设备位于安全高度与可达区域。对地面、围栏与相邻带电部件的设计间隙与距离遵循通用电网惯例与适用标准。采用高电动与热稳定性的现代开关设备、优质复合与瓷绝缘子及经过验证的二次电缆敷设,防止意外触及带电部件。

选用电动操动机构时,独立基座上的远方柜配有闸刀与接地开关位置指示及用于接入保护与 SCADA 方案的辅助触点。实现远离带电部件的安全操作及目视状态控制。

典型配置(示例)

以下为用标准化 AIS 模块组建的常见主接线方案。模块的具体范围与构成由项目与数据表按电流、过电压水平、环境条件及供电可靠性要求确定。

方案简述典型模块组成
35 kV:单母线带分段断路器 用于配电节点的紧凑 AIS-35 kV 配置 进线模块(OHL/电缆)、断路器模块(进/出线)、分段断路器模块、VT/CT 模块、避雷器模块、槽架与柜体
110 kV:内桥(线路回路含断路器) 带检修跨接的贯通节点 两个「线路-断路器」模块、跨接与 VT/CT 模块、避雷器模块、OHL 进线(门型/无门型)
110 kV:单母线带旁路 更高可靠性,馈线不停电检修 进/出线断路器模块、分段/母联断路器模块、VT/CT 模块、母线隔离开关
150/220 kV:环形(一台半断路器/四角形) 高生存性,广泛的切换与检修能力 「线路-断路器」模块、CT/VT 模块、避雷器模块、支柱绝缘子、电缆构筑物
220 kV:双母线带旁路 最高可靠性与运行灵活性 进线、出线、分段与母联断路器、母线隔离开关、VT/CT、避雷器、OHL 进线模块

标准符合性

AIS 模块及所用设备符合广泛使用的国际标准要求,包括:

  • EN/IEC 60721-3-3 与 EN/IEC 60721-3-4(有遮蔽/无遮蔽固定场所环境条件);适用时 IEC 60068 系列环境试验;
  • IEC 60815(污秽条件下高压绝缘子的选择与尺寸确定)用于绝缘污秽等级;
  • IEC 62271 系列(高压开关设备与控制设备),含 62271-1(通用规范)、62271-100(交流断路器)、62271-102(隔离开关与接地开关);
  • IEC 61869 系列(互感器 —— CT/VT/CVT);IEC 60099-4(氧化锌避雷器);
  • IEC/EN 61936-1(1 kV AC 以上电力装置)及电气间隙与变电站设计适用国家规范;风/冰按项目采用的土木结构规范;
  • 规定时抗震达 MSK-64 烈度 9 级;
  • KTPB/AIS 及组件设备的制造厂技术条件。

承包商、设备制造商与投资方合作

我们开放合作生产 AIS 模块与组件:钢结构、柜体、电缆槽、二次线束、母线元件,以及开关设备、互感器、避雷器等组件的供货。合作可包括施工文档许可转让、制造期间设计监理、安装与投运指导支持,以及面向目标地区的联合生产本地化。面向投资方与制造场地,我们提供成品文档包、工艺支持及批量生产启动的人员培训。

文档

为 10(6)、35、110、150、220 kV KTPB AIS 模块的制造与供货提供成套文档:

  • 投标前技术文件(说明、技术规格、数据表、技术方案审批单)。
  • 详细设计文档:总布置图、模块与单元装配图、外购件与材料 BOM、主辅回路图、电缆清册。
  • 用于项目集成的数字 3D 模型与文件:AutoCAD(DWG/DXF)、SolidWorks(SLDPRT/SLDASM)、Parasolid(X_T/X_B)、STEP/IGES,及提交审批机构的 PDF 包。
  • 运输、存储、安装、投运与运行说明;典型试验大纲与方法。
  • 执行变体(气候、抗震、污秽等级、门型/无门型进线、设备型式)的供货清单与数据表。

与我们合作的优势

  • 模块高工厂预制率缩短设计与建设周期。
  • 无需维持庞大的窄专业人员队伍:完整施工文档使自有工程团队在我方专家咨询支持下即可完成制造。
  • 无需样机即可批量投产 —— 面向工艺性的设计与成熟组件基础降低风险与实施成本。
  • 全阶段支持:设计前研究、设备选型、制造、安装监理、投运、保修与后保修服务。

KTPB AIS 模块(10、35、110、150、220 kV)的更多信息请联系:inbox@proekt-energo.com

PDF —— 下载 KTPB AIS 模块(10、35、110、150、220 kV)技术资料

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