1100kV GIS布置方式選擇分析

屈彥明，常伯濤，夏明昭，王文飛

（河北省電力勘測設(shè)計研究院，石家莊 050031）

我國建設(shè)1 000kV 特高壓交流工程，加快發(fā)展特高壓交流電網(wǎng)，將有力促進(jìn)我國電力工業(yè)和能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1 000kV 配電裝置是1 000kV 特高壓交流變電站重要組成部分，1 100 kV GIS布置方式的選擇是1 000kV 配電裝置研究的重要內(nèi)容。

1 GIS主要布置方式及其特點(diǎn)

1 000 kV 接線方式推薦3／2接線，此接線的GIS布置方式主要有三列式、單列式、一字型三類布置方式，下面就三類布置方式進(jìn)行說明。

1.1 三列式布置

三列式布置是AIS和HGIS布置中最典型的一種布置方式，其特點(diǎn)是對主接線的模擬性強(qiáng)，便于運(yùn)行；整個配電裝置的縱向尺寸大，而橫向尺寸相對較小。

1.2 單列式布置

單列式布置在500kV 變電站中得到廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)主要是橫向尺寸、縱向尺寸介于三列式與一字型布置之間，可實現(xiàn)兩側(cè)或單側(cè)出線。根據(jù)布置方式分為以下三種布置方式：典型接線單列式布置；常規(guī)斜連式單列式布置；高式斜連式單列式布置。

1.3 一字型布置

一字型布置其特點(diǎn)是進(jìn)出線方向靈活，縱向尺寸最小，橫向尺寸較長，由于其寬度小，吊車選擇與布置方便，便于安裝和維修；其缺點(diǎn)是主母線長，串間設(shè)備不清晰。根據(jù)主母線布置方式的不同，一字型布置可分為母線分相布置；母線集中內(nèi)置；母線集中外置。

1.4 GIS布置方式特點(diǎn)

對GIS布置方式具體特點(diǎn)比較見表1［1］。

表1 GIS布置方式特點(diǎn)比較

2 1 100kV GIS布置方式選擇

2.1 根據(jù)1 000kV 出線要求進(jìn)行選擇

1 000 kV 特高壓交流變電站由于1 000kV配電裝置區(qū)、主變壓器及無功補(bǔ)償區(qū)、500kV 配電裝置區(qū)依次布置，因此出線方向主要以單方向為主，對于GIS布置需滿足單側(cè)出線。

根據(jù)前述內(nèi)容，三列式、典型接線單列式布置不易于實現(xiàn)單側(cè)出線，因此三列式與典型接線單列式布置均不適用于1 100kV GIS布置。

2.2 根據(jù)配電裝置尺寸配合選擇

根據(jù)調(diào)研，1 000kV 出線間隔寬度約51 m，主變壓器及無功補(bǔ)償裝置區(qū)域?qū)挾燃s100～140 m，1 000kV 出線架構(gòu)、1 100kV 配電裝置、主變壓器及無功補(bǔ)償裝置區(qū)尺寸配合決定了1 000kV配電裝置占地的合理性、經(jīng)濟(jì)性。

常規(guī)斜連式與高位斜連式單列布置雖可實現(xiàn)單側(cè)出線，但一個完整串寬度約50m，一般1 000 kV 變電站，8回及以上出線，4臺主變壓器。此時出線架構(gòu)寬度約400～480 m，主變區(qū)域約400～560m，而1 100kV GIS僅為300m 左右，橫向尺寸寬度不匹配，需適當(dāng)拉開串間距離并增加進(jìn)出線套管前分支母線以匹配主變區(qū)域和進(jìn)出線架構(gòu)寬度，同樣不適用于1 100kV GIS。

2.3 一字型布置方式選擇

一字型布置方式進(jìn)出線方向靈活，縱向尺寸最小，橫向尺寸根據(jù)廠家的不同約為51／68／75m（西高／新東北／平高），出線回路較多時，新東北、平高設(shè)備橫向尺寸與進(jìn)出線架構(gòu)及主變區(qū)域能夠匹配，西高設(shè)備需要拉開串間尺寸，因此一字型布置是最適合1 100kV GIS的布置方式。

現(xiàn)就母線分相布置、母線集中內(nèi)置、母線集中外置在運(yùn)行、抗震、吊裝方案3 個方面進(jìn)行比較，布置形式見圖1－3。

圖1 母線分相的一字型布置

圖2 母線集中內(nèi)置的一字型布置

圖3 母線集中外置的一字型布置

2.3.1 運(yùn)行要求

母線分相的一字型布置方案主母線高位布置，便于日常運(yùn)行巡視，但檢修維護(hù)斷路器時需跨過主母線吊裝斷路器。

母線集中內(nèi)置的一字型布置主母線低位布置，日常巡視需要在出線側(cè)道路進(jìn)行巡視，較為不便。

母線集中外置的一字型布置可在主變壓器運(yùn)輸路進(jìn)行日常巡視，較為便利。

2.3.2 抗震要求

由于特高壓設(shè)備具有高、重特點(diǎn)，因此設(shè)備抗震要求嚴(yán)格，母線分相的一字型布置方案，主母線高位布置，造成其抗震性能的降低［2］。

而母線低位布置的母線集中內(nèi)置和外置的布置方案的抗震性能相對較好。

2.3.3 吊裝方案

1100kV GIS的主要吊裝構(gòu)件包括斷路器（含電流互感器）、隔離開關(guān)、母線避雷器、母線電壓互感器、套管等。

對國內(nèi)具備生產(chǎn)1 100kV GIS的平高、新東北、西開三大開關(guān)制造企業(yè)咨詢，其設(shè)備組件重量情況見表2。

表2 1 100kV GIS吊裝組件重量

以上為各設(shè)備廠家的吊裝組件重量，根據(jù)設(shè)備重量、吊車參數(shù)，結(jié)合配電裝置布置，對各設(shè)備進(jìn)行吊裝模擬，經(jīng)各方案模擬得出表3。舉例如圖4所示。

表3 GIS各安裝單元的吊裝要求

圖4 吊車布置方案

由表3可見母線集中外置的一字型布置吊裝半徑較小，整體可選用較小噸位的吊車，其他布置方式吊裝半徑較大，均需要采用大噸位吊車，增大施工吊裝難度。

綜合本節(jié)論述，由于母線集中外置的一字型布置運(yùn)行巡視方便、抗震性好、吊裝方案較易實現(xiàn)，因此推薦1 100kV GIS布置方式選擇母線集中外置的一字型布置方式。

3 結(jié)束語

以上針對三列式、單列式和一字型三大類GIS布置方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，總結(jié)出各類布置方式的特點(diǎn)。結(jié)合1 000kV 配電裝置布置要求，不推薦三列式、單列式布置方式。結(jié)合運(yùn)行、抗震、吊裝方面的要求，對一字型布置的3種典型布置方式進(jìn)一步的比較，由于母線集中外置的一字型布置運(yùn)行巡視方便、抗震性好、吊裝方案較易實現(xiàn)，因此推薦1 100kV GIS布置方式采用母線集中外置的一字型布置方式。

［1］陳海焱，樊 玥，陳宏明.皖南特高壓變電站1 000kV GIS布置方式研究［J］.華東電力，2008，36（7）：59－63.

［2］吳祎瓊，賀 虎，龐亞東，等.晉東南變電站1 000kV 配電裝置設(shè)計［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（13）：19－23.