一种多层同维立体式变电站电气主接线结构的制作方法

1.本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种多层同维立体式变电站电气主接线结构。


背景技术：

2.一个半断路器接线中每一回出线经一个断路器模块接至一组母线，分别接在两组母线上的两回出线之间装有一个断路器模块(即中间断路器)，在两组母线之间形成的一个由三个断路器模块构成的“断路器串”，平均每回出线一个半断路器模块，故称一个半断路器接线。一个半断路器接线运行可靠性和灵活性较高，在检修母线或出线断路器时不必用隔离开关进行大量的倒闸操作，调度和扩建也较方便，在电力系统330千伏及以上变电站得到广泛应用。
3.一个半断路器接线的缺点是一回出线故障，两侧断路器均需跳开，中间断路器故障会造成同一串内两回出线短时停电。此外，为了便于配串，一个半断路器接线通常要求电源出线与负荷出线数量相等。
4.受负荷、电源分布不均影响，变电站出线中电源出线与负荷出线数量相等愈加困难。以新能源较丰富地区的变电站为例，变电站出线中，电源出线数量将明显大于负荷出线数量，采用一个半断路器接线合理配串难度明显增加，不合理的配串或将导致出线边断路器穿越电流明显增大乃至超标。此外，当变电站出线规模为奇数时，采用一个半断路器接线还将造成不完成配串的多一组断路器模块配置费用。
5.此外，受土地资源有限、变电站围墙外扩建条件堵死等因素影响，采用一个半断路器接线的变电站在平面空间内的可扩建条件越发严苛，部分变电站已不具备扩建可能性，导致电网资源难以高效利用。
6.因此，为适应更复杂的电网外部环境，提高变电站重要出线发生n-2故障的可靠性，有效解决电源出线与负荷出线数量不匹配问题，高效经济优化变电站电气主接线布置，为变电站在有效空间内扩建提供更好选择，对变电站的电气主接线结构进行创新优化是十分必要的。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于公开一种多层同维立体式变电站电气主接线结构，可有效提高变电站重要出线发生n-2故障的可靠性，解决采用一个半断路器接线所存在的电源出线与负荷出线数量不匹配的问题，优化变电站电气主接线型式，为变电站站内扩建提供更多可能性。
8.为实现上述目的，本实用新型提供一种多层同维立体式变电站电气主接线结构，包括一个最里层、一个最外层和至少一个中间层，每一层形成一个平台，从上至下形成立方体，每层结构的维度相同，所述的每层平台之间通过架构柱支撑，所述的最里层、最外层和中间层的维度顶点及维度边线中点均为出线节点，每两个出线节点之间对应一组由一台断
路器和两个隔离开关组成的断路器模块，出线节点与断路器模块之间通过gil管道连接，所述的最里层和最外层的维度顶点出线均为三回外部电气联系，每个中间层维度顶点出线均为四回外部电气联系，以最里层作为第一层，主接线结构的偶数层维度边线中点出线均为两回外部电气联系。
9.优选的，所述的变电站电气主接线每层结构的维度可以同为三边形、四边形和n边形。
10.本实用新型可有效提高变电站重要出线发生n-2故障的可靠性，解决采用一个半断路器接线所存在的电源出线与负荷出线数量不匹配的问题，此外，采用本实用新型实施例的电气主接线结构后，将电气主接线布置由平面布置优化为立体布置，有效节约变电站占地空间，优化变电站电气主接线型式，为变电站站内扩建提供更多可能性。
附图说明
11.图1为16回出线采用一个半断路器接线的变电站电气主接线结构图；
12.图2为本实用新型公开的16回出线多层(三层)同维(维度四)立体式变电站电气主接线结构图；
13.图3为12回出线采用一个半断路器接线的变电站电气主接线结构图；
14.图4为本实用新型公开的12回出线多层(三层)同维(维度四)立体式变电站电气主接线不完整结构图；
15.图5为本实用新型公开的另一种多层(四层)同维(维度三)立体式变电站电气主接线结构图。
16.图中：序号1至序号18为节点1至节点18；序号19为出线；序号20为母线。
具体实施方式
17.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
18.每个节点对应相应出线19，图中所示的
“→”
均为节点对应出线19。
19.图1为16回出线采用一个半断路器接线的变电站电气主接线结构图，共用24个断路器模块，每回出线有两回的外部电气联系。
20.当一回出线故障，两侧断路器模块均需跳开，中间断路器模块故障会造成同一串内两回出线短时停电；此外，受负荷、电源分布不均影响，变电站出线中电源出线与负荷出线数量相等愈加困难，造成配串困难；而当变电站出线规模为奇数时，采用一个半断路器接线还将造成不完成配串的多一组断路器模块配置费用。
21.图2为本实用新型公开了一种多层(三层)同维(维度四)立体式变电站电气主接线结构，包括：
22.多层同维度立体式结构；
23.每两个出线节点之间对应一组由一台断路器和两个隔离开关组成的断路器模块；
24.最里层和最外层维度顶点出线均为三回外部电气联系；
25.每个中间层维度顶点出线均为四回外部电气联系；
26.每个偶数层维度边线中点出线均为两回外部电气联系。
27.多层结构可实现三层及以上的结构；同维度结构为每层结构的维度相同；立体结
构为各层结构不在同一个平面。
28.最里层和最外层维度顶点出线均为三回外部电气联系，对应的，所述电气主接线结构具体包括：一个最里层和一个最外层，每层4个维度顶点，每个维度顶点有三个断路器模块：
29.第一层：最里层，4个维度顶点对应的节点1、节点2、节点3、节点4；
30.节点1连接断路器模块1-1、断路器模块1-4及断路器模块1-2-1三个断路器模块；
31.节点2连接断路器模块1-1、断路器模块1-2及断路器模块1-2-2三个断路器模块；
32.节点3连接断路器模块1-2、断路器模块1-3及断路器模块1-2-3三个断路器模块；
33.节点4连接断路器模块1-3、断路器模块1-4及断路器模块1-2-4三个断路器模块；
34.第三层：最外层，4个维度顶点对应节点13、节点14、节点15、节点16；
35.节点13连接断路器模块3-1、断路器模块3-4及断路器模块2-3-1三个断路器模块；
36.节点14连接断路器模块3-1、断路器模块3-2及断路器模块2-3-2三个断路器模块；
37.节点15连接断路器模块3-2、断路器模块3-3及断路器模块2-3-3三个断路器模块；
38.节点16连接断路器模块3-3、断路器模块3-4及断路器模块2-3-4三个断路器模块。
39.每个中间层维度顶点出线均为四回外部电气联系，对应的，所述电气主接线结构具体包括：一个中间层，每层4个维度顶点，每个维度顶点有四个断路器模块：
40.第二层：中间层，4个维度顶点分别对应节点5、节点7、节点9、节点11；
41.节点5连接断路器模块2-1、断路器模块2-8、断路器模块1-2-1及断路器模块2-3-1四个断路器模块；
42.节点7连接断路器模块2-2、断路器模块2-3、断路器模块1-2-2及断路器模块2-3-2四个断路器模块；
43.节点9连接断路器模块2-4、断路器模块2-5、断路器模块1-2-3及断路器模块2-3-3四个断路器模块；
44.节点11连接断路器模块2-6、断路器模块2-7、断路器模块1-2-4及断路器模块2-3-4四个断路器模块。
45.第二层：偶数层，每个偶数层维度边线中点出线均为两回外部电气联系，对应的，所述电气主接线结构具体包括：一个偶数层，每层4个维度边线中点，每个维度边线中点有两个断路器模块；4个维度边线中点分别对应节点6、节点8、节点10、节点12；
46.节点6连接断路器模块2-1及断路器模块2-2两个断路器模块；
47.节点8连接断路器模块2-3及断路器模块2-4两个断路器模块；
48.节点10连接断路器模块2-5及断路器模块2-6两个断路器模块；
49.节点12连接断路器模块2-7及断路器模块2-8两个断路器模块。
50.本实用新型实施例公开的一种多层同维立体式变电站电气主接线结构，在布置16回出线时，需要配置24个断路器模块，与图1采用一个半断路器接线需配置断路器模块数相同，但与图1相比，外部电气联系大于等于三回的出线数达到十二回，仅四回出线外部电气联系为两回，变电站出线在发生n-2故障的可靠性明显提高，并有效解决电源出线与负荷出线数量不相等的配置问题。此外，采用本实用新型实施例的电气主接线结构后，将电气主接线布置由平面布置优化为立体布置，有效节约变电站占地空间，并为变电站扩建提供更多可能性。
51.图3为12回出线采用一个半断路器接线的变电站电气主接线结构图，共用18个断路器模块，每回出线有两回的外部电气联系。
52.根据变电站规划的出线回路数及变压器台数，变电站出线规模不满足4的倍数时，可根据实际需要出线规模情况，采用本实用新型的不完整结构。
53.例如，变电站最终出线规模为10回时，采用三层四维立体结构，则可以取消中间层维度边线中点出线，即中间层形成不完整结构。
54.如图4所示，本实用新型公开了基于多层(三层)同维(维度四)立体式变电站电气主接线不完整结构图，包括：
55.最里层和最外层维度顶点出线均为三回外部电气联系，对应的，所述电气主接线结构具体包括：一个最里层和一个最外层，每层4个维度顶点，每个维度顶点有三个断路器模块：
56.第一层：最里层，4个维度顶点对应的节点1、节点2、节点3、节点4；
57.节点1连接断路器模块1-1、断路器模块1-4及断路器模块1-2-1三个断路器模块；
58.节点2连接断路器模块1-1、断路器模块1-2及断路器模块1-2-2三个断路器模块；
59.节点3连接断路器模块1-2、断路器模块1-3及断路器模块1-2-3三个断路器模块；
60.节点4连接断路器模块1-3、断路器模块1-4及断路器模块1-2-4三个断路器模块；
61.第三层：最外层，4个维度顶点对应节点9、节点10、节点11、节点12；
62.节点9连接断路器模块3-1、断路器模块3-4及断路器模块2-3-1三个断路器模块；
63.节点10连接断路器模块3-1、断路器模块3-2及断路器模块2-3-2三个断路器模块；
64.节点11连接断路器模块3-2、断路器模块3-3及断路器模块2-3-3三个断路器模块；
65.节点12连接断路器模块3-3、断路器模块3-4及断路器模块2-3-4三个断路器模块。
66.每个中间层维度顶点出线均为两回外部电气联系，对应的，所述电气主接线结构具体包括：一个中间层，每层4个维度顶点，每个维度顶点有四个断路器模块：
67.第二层，中间层，4个维度顶点分别对应节点5、节点6、节点7、节点8；
68.节点5连接断路器模块1-2-1及断路器模块2-3-1两个断路器模块；
69.节点6连接断路器模块1-2-2及断路器模块2-3-2两个断路器模块；
70.节点7连接断路器模块1-2-3及断路器模块2-3-3两个断路器模块；
71.节点8连接断路器模块1-2-4及断路器模块2-3-4两个断路器模块。
72.如图4所示，本实用新型实施例公开的一种多层同维立体式变电站电气主接线结构，在布置12回出线时，需要配置16个断路器模块，而图3采用一个半断路器接线需配置18个断路器模块，较图3节省2个断路器模块，且与图3相比，12回出线的外部电气联系均等于三回，变电站出线在发生n-2故障的可靠性明显提高，并有效解决电源出线与负荷出线数量不相等的配置问题。
73.如图5所示，本实用新型公开了基于多层(四层)同维(维度三)立体式变电站电气主接线结构图，包括：
74.最里层和最外层维度顶点出线均为三回外部电气联系，对应的，所述电气主接线结构具体包括：一个最里层和一个最外层，每层3个维度顶点，每个维度顶点有三个断路器模块：
75.第一层：最里层，3个维度顶点对应的节点1、节点2、节点3；
76.节点1连接断路器模块1-1、断路器模块1-3及断路器模块1-2-1三个断路器模块；
77.节点2连接断路器模块1-1、断路器模块1-2及断路器模块1-2-2三个断路器模块；
78.节点3连接断路器模块1-2、断路器模块1-3及断路器模块1-2-3三个断路器模块；
79.第四层：最外层，3个维度顶点对应节点13、节点15、节点17；
80.节点13连接断路器模块4-1、断路器模块4-6及断路器模块3-4-1三个断路器模块；
81.节点15连接断路器模块4-2、断路器模块4-3及断路器模块3-4-2三个断路器模块；
82.节点17连接断路器模块4-4、断路器模块4-5及断路器模块3-4-3三个断路器模块。
83.每个中间层维度顶点出线均为四回外部电气联系，对应的，所述电气主接线结构具体包括：两个中间层，每层3个维度顶点，每个维度顶点有四个断路器模块：
84.第二层：中间层1，3个维度顶点分别对应节点4、节点6、节点8；
85.节点4连接断路器模块2-1、断路器模块2-6、断路器模块1-2-1及断路器模块2-3-1四个断路器模块；
86.节点6连接断路器模块2-2、断路器模块2-3、断路器模块1-2-2及断路器模块2-3-2四个断路器模块；
87.节点8连接断路器模块2-4、断路器模块2-5、断路器模块1-2-3及断路器模块2-3-3四个断路器模块。
88.第三层：中间层2，3个维度顶点分别对应节点10、节点11、节点12；
89.节点10连接断路器模块3-1、断路器模块3-3、断路器模块2-3-1及断路器模块3-4-1四个断路器模块；
90.节点11连接断路器模块3-1、断路器模块3-2、断路器模块2-3-2及断路器模块3-4-2四个断路器模块；
91.节点12连接断路器模块3-2、断路器模块3-3、断路器模块2-3-3及断路器模块3-4-3四个断路器模块。
92.每个偶数层维度边线中点出线均为两回外部电气联系，对应的，所述电气主接线结构具体包括：两个偶数层，每层3个维度边线中点，每个维度边线中点有两个断路器模块：
93.第二层：偶数层1，3个维度边线中点分别对应节点5、节点7、节点9；
94.节点5连接断路器模块2-1及断路器模块2-2两个断路器模块；
95.节点7连接断路器模块2-3及断路器模块2-4两个断路器模块；
96.节点9连接断路器模块2-5及断路器模块2-6两个断路器模块；
97.第四层，偶数层2，3个维度边线中点分别对应节点14、节点16、节点18；
98.节点14连接断路器模块4-1及断路器模块4-2两个断路器模块；
99.节点16连接断路器模块4-3及断路器模块4-4两个断路器模块；
100.节点18连接断路器模块4-5及断路器模块4-6两个断路器模块；
101.如图5所示，本实用新型实施例公开的另一种多层同维立体式变电站电气主接线结构，与图2均可实现16回出线规模，但较图2需多配置3个断路器模块数，而与外部电气联系大于等于三回的出线节点数较图2减少2个。
102.基于上述实施例，根据变电站规模情况、占地需求情况等多方面综合考虑，运用本实用新型提出的变电站电气主接线结构，通过层数、维度及结构完整性程度的优化组合，选出变电站更适宜的电气主接线结构。