山區(qū)110 kV配電裝置立體型設(shè)計(jì)分析

鄔楠

摘 要：以某水利發(fā)電廠110 kV配電裝置改造為例，對(duì)110 kV戶內(nèi)GIS的設(shè)計(jì)采用了立體布置的概念，采用低進(jìn)高出的布置方式，解決了水電廠改建位置狹窄、進(jìn)出線高差大的問題，結(jié)合工程，提出施工安裝方案，對(duì)場地位置受限的配電裝置設(shè)計(jì)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：水電廠 GIS 立體式 配電裝置

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（b）-0108-01

水利發(fā)電廠多建設(shè)于河道高差大的山谷之中，由于其建設(shè)位置的特殊性，電廠內(nèi)普遍位置狹窄，施工建設(shè)困難，電力的送出出線走廊限制多，高差大。因此，在建設(shè)水電廠的電氣配電裝置時(shí)，多考慮由主廠房屋頂出線，以減少和出線終端塔的高差。本工程一二期共建設(shè)5臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，由于電廠所處位置特殊，前期建設(shè)階段#1～#3機(jī)組經(jīng)過發(fā)變組接入廠內(nèi)110 kV配電裝置（敞開式布置），后擴(kuò)建的#4～#5機(jī)組共用一臺(tái)升壓變接入廠內(nèi)220 kV配電裝置。經(jīng)過多年電網(wǎng)建設(shè)，附近220 kV配電裝置無法滿足輸電要求，需要拆除，故要求本工程220 kV配電裝置拆除，#4、#5機(jī)組改由110 kV配電裝置送出。場地狹小是限制水電廠改擴(kuò)建的重要問題之一，本工程在設(shè)計(jì)中采用立體式戶內(nèi)GIS的布置方式，較全面的解決了場地限制問題。

1 建設(shè)規(guī)模和建設(shè)難題

1.1 建設(shè)規(guī)模

本水電廠布置于河道中游，兩側(cè)為高聳的山地，廠內(nèi)原有的110 kV配電裝置采用雙母線接線，三回進(jìn)線間隔，三回出線間隔，一回母聯(lián)間隔，一回母線保護(hù)間隔，中型敞開式布置，布置于水壩內(nèi)側(cè)平臺(tái)上，母線采用架空軟導(dǎo)線。本次改造要求將#4～#5機(jī)組采用一臺(tái)升壓變壓器接入原有110 kV 配電裝置，并增加110 kV出線兩回。根據(jù)現(xiàn)場勘查，欲建設(shè)的出線終端塔位于水壩外側(cè)山體平臺(tái)上。與原有110 kV配電裝置平臺(tái)高差30 m。

1.2 建設(shè)難題

接線方案改造并不復(fù)雜，但針對(duì)本工程布置主要存在幾個(gè)問題：

（1）原配電裝置已占據(jù)平臺(tái)多數(shù)位置，留下的空位僅作為平常巡視檢修場地使用，位置狹小，增加一進(jìn)兩出三回間隔位置不足，檢修場地旁為山體，擴(kuò)充位置需要開山，土方量過高，成本巨大，建設(shè)工期過長，施工困難，不確定因素多；（2）采用敞開式布置，新增的兩回出線與預(yù)估的出線終端塔位置高差過大，出線困難；（3）如將新增間隔移至遠(yuǎn)離原配電裝置布置，雙母線的連接只能采用電纜連接的方式。作為全廠的供配電母線，考慮到安全可靠性的問題，現(xiàn)場建議多方案比較，盡量沿用架空軟導(dǎo)線形式安裝母線。

2 設(shè)計(jì)方案比較與分析

2.1 接線方案

針對(duì)布置上存在的問題，設(shè)計(jì)中采用低進(jìn)高出的立體式戶內(nèi)GIS的布置方式。擴(kuò)建110 kV GIS間隔共5回，一回變壓器進(jìn)線間隔，兩回出線間隔，2回母線連接間隔用于和原母線的連接。

2.2 設(shè)備布置

GIS配電裝置樓共建3層，樓寬10.5 m，長20 m：含出線門型架總高27.9 m。

（1）一層（0 m層）為避免山體開挖，避開山體部分，做成柱網(wǎng)形式，不填充墻體，首先便于升壓變壓器進(jìn)線的110 kV電纜、GIS測控柜電纜的敷設(shè)層，其次作為小型設(shè)備的運(yùn)輸檢修通道層。

（2）二層（9.2 m層）為布置110 kV GIS設(shè)備層，安裝GIS間隔，其中與母線連接間隔采用GIS出線套管布置在9.2 m層靠原配電裝置方向戶外的平臺(tái)上，與原母線通過架空線連接。

（3）三層（20.2 m層）為出線層。出線母管由9.2米層垂直向上，到達(dá)三層后布置出線套管，架設(shè)出線門型架（10 m）。

2.3 設(shè)計(jì)分析

設(shè)計(jì)配電樓寬度為常規(guī)屋內(nèi)110 kV GIS建筑寬度，雖增加向上母管和母線出線，并未增加建筑物寬度。單個(gè)110 kV GIS間隔一般為1.5 m寬，延設(shè)備層長方向一字排列，長方向還考慮到和原架空雙母線連接的原因用所加寬，并在屋內(nèi)留出GIS間隔檢修位置樓梯，靠近水壩側(cè)留出吊裝平臺(tái)。

設(shè)置三層建筑的原因主要是為了解決配電裝置和出線終端塔的高差問題，同時(shí)，一層的柱網(wǎng)形式也同時(shí)解決了110 kV進(jìn)線電纜的敷設(shè)問題，并且減少了山體開挖量。縮短了工期；出線母管采用垂直布置，穿三層樓板至三層平臺(tái)安裝出線套管的形式也是水電廠常用的安裝方式，垂直母管每2.5 m固定一次，對(duì)土建設(shè)計(jì)，設(shè)備廠家設(shè)計(jì)均可完成。出線套管布置在三層，通過出線門型架再次加高出線位置高度，完成后出線高度與終端塔底高差僅余3 m。

2.4 與常規(guī)方案比較

（1）占地比較：常規(guī)雙母線接線的110 kV配電裝置敞開式布置每個(gè)間隔占地為8 m×27 m，三個(gè)間隔占地需24 m×27 m，本工程設(shè)計(jì)配電樓占地10.5×20 m，僅為敞開式布置占地的30%；（2）布置靈活性比較：采用敞開式布置，與原配電裝置一字排開最節(jié)省用地，但需要原母線延伸最少需加長27 m，本工程設(shè)計(jì)方案使加長的母線與原母線垂直，采用GIS出線套管進(jìn)行連接，在原母線延伸方向總加長20 m。布置更加靈活。

3 配電裝置的施工安裝與檢修

110 kV配電裝置安裝在9.2 m層，配電樓所處位置前后均無運(yùn)輸通道，一側(cè)環(huán)山，一側(cè)環(huán)壩，設(shè)計(jì)時(shí)在9.2 m層靠近水壩側(cè)通過挑出方式預(yù)留吊裝平臺(tái)，現(xiàn)場施工時(shí)，汽車吊布置在水壩上，將設(shè)備吊至吊裝平臺(tái)后，再通過屋內(nèi)行車進(jìn)行安裝就位。配電樓一層110 kV電纜連接高度充足，在電纜橋架旁設(shè)置巡視通道，方便電纜安裝和檢修。

考慮設(shè)備為戶內(nèi)布置，為方便后期檢修，在屋內(nèi)預(yù)留出檢修位置。

4 結(jié)語

水電作為環(huán)保型能源，經(jīng)過多年的發(fā)展，在我國各河道上均有多點(diǎn)的建設(shè)，但場地的限制也是對(duì)水電廠設(shè)計(jì)提出了更高難度的要求，電氣的配電裝置是電廠的重要部分，充分發(fā)揮GIS設(shè)備的設(shè)計(jì)緊湊，安裝方便，布置靈活的特點(diǎn)，可以極大的節(jié)約場地，如果引入立體式設(shè)計(jì)的方式，也能更方便的解決山區(qū)變電站、電廠的出線的問題，本工程作為一個(gè)運(yùn)行實(shí)例，對(duì)采用GIS布置的設(shè)計(jì)提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].DL/T 5352-2006.

[2] 葛明.山區(qū)500 kV變電站緊湊型設(shè)計(jì)的新嘗試[J].電力建設(shè)，2009（7）：32-33.endprint