一種500kV變電站HGIS配電裝置的優(yōu)化布置方式研究

王宇

【摘 要】針對目前普遍應(yīng)用的500kV HGIS配電裝置布置方案，以某500kV變電站設(shè)計(jì)為依托，提出了一種改進(jìn)型500kV HGIS配電裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。該方案充分利用HGIS設(shè)備功能集成、布置型式靈活的特點(diǎn)，通過GIL分支母線優(yōu)化傳統(tǒng)3/2接線對應(yīng)的HGIS進(jìn)線和母線套管排列順序，進(jìn)線可由進(jìn)線梁設(shè)置的懸垂絕緣子串直接引接至HGIS進(jìn)線套管，出線可通過跨線由1M、2M母線中間構(gòu)架梁引接至HGIS出線套管。采用改進(jìn)型HGIS配電裝置布置方案后，500kV HGIS配電裝置縱向尺寸由可研方案76m優(yōu)化至60m，結(jié)合間隔寬度優(yōu)化措施，500kV配電裝置橫向總寬度由可研方案212m優(yōu)化至183m，節(jié)省占地面積31.9%，節(jié)省工程造價(jià)147.6萬元，優(yōu)化效果顯著。

【關(guān)鍵詞】500kV HGIS配電裝置;改進(jìn)形;GIL分支母線;套管排列

本文將結(jié)合變電站進(jìn)出線規(guī)劃，充分利用HGIS設(shè)備可利用GIL導(dǎo)管靈活引接的特點(diǎn)，提出基于3/2接線的改進(jìn)型500kV HGIS配電裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，改變傳統(tǒng)“一”字型500kV HGIS配電裝置進(jìn)出線布置結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮HGIS設(shè)備優(yōu)勢，壓縮串間隔縱向尺寸，簡化中間構(gòu)架梁柱設(shè)計(jì)和連接的復(fù)雜程度，節(jié)省鋼材，從而達(dá)到節(jié)約寶貴的土地資源、降低工程造價(jià)的目的。

1工程概況

某500kV變電站按無人值守智能化變電站建設(shè)，500kV本、終期接線形式均為3/2接線，采用戶外HGIS設(shè)備;220kV本、終期接線形式均為雙母雙分段線，采用戶外GIS設(shè)備;35kV本期、遠(yuǎn)景均采用單元制單母線接線，采用戶外AIS設(shè)備;主變采用三相自耦無載調(diào)壓變壓器。

2 基于3/2接線的改進(jìn)型500kV HGIS配電裝置優(yōu)化

2.1 常規(guī)HGIS配電裝置布置方案

該500kV變電站可研方案采用的500kV HGIS配電裝置為常規(guī)“一”字型“3+0”HGIS布置型式，對于3/2接線型式，按照接線的順序，母線設(shè)置于兩側(cè)，進(jìn)出線位于中間。與之相對應(yīng)，常規(guī)500kV HGIS布置方案中，HGIS設(shè)備1M、2M母線套管位于配電裝置外側(cè)，進(jìn)出線套管位于配電裝置中間，進(jìn)線通過1M母線上方的跨線接入中間套管，出線通過2M母線上方的跨線接入中間套管，母線和進(jìn)出線間均設(shè)置斷路器，母線套管布置于邊斷路器兩側(cè)，通過軟導(dǎo)線連接至懸吊管母線，滿足3/2接線需求。該布置型式特點(diǎn)主要有以下3個(gè)方面：

（1）考慮到進(jìn)、出線套管不同時(shí)停電檢修工況，管母線需與引上線間控制一定的電氣距離（不同時(shí)停電檢修帶電體間距離B1=4.55m），因此，管母線只能布置于母線套管側(cè)上方一定的位置，以保證與引出線的距離滿足電氣要求。

（2）出線避雷器布置由于受母線至母線套管引下線電氣距離的限制（B1=4.55m），其布置位置必須保持與外側(cè)管母線至HGIS母線套管引下線間保持足夠的距離。

（3）HGIS配電裝置左側(cè)道路可與主變運(yùn)輸?shù)缆窐?gòu)成最小寬度為4米的環(huán)道，左側(cè)避雷器、電壓互感器、HGIS左邊斷路器及中斷路器吊裝可通過左側(cè)道路實(shí)現(xiàn);HGIS右邊斷路器吊裝可通過中間道路實(shí)現(xiàn);右側(cè)避雷器、電壓互感器吊裝可通過左側(cè)主變運(yùn)輸?shù)缆穼?shí)現(xiàn)，也可由中間道路實(shí)現(xiàn)。需要說明的是，由于左側(cè)道路與中間道路均布置于母線下方，而該空間由管母線至避雷器的電氣距離（B1=4.55m）控制，因此左側(cè)道路及中間道路的設(shè)置與否對配電裝置縱向尺寸沒有影響。

綜合以上3點(diǎn)，傳統(tǒng)500kV HGIS配電裝置布置由于其特定的布置和進(jìn)出線連接型式，串間隔考慮76m縱向尺寸是合理的，若不能從結(jié)構(gòu)上改進(jìn)配電裝置布置型式，縱向尺寸優(yōu)化幅度有限。

2.2 改進(jìn)型500kV HGIS配電裝置布置方案

（1）500kV改進(jìn)型HGIS布置方案的提出

500kV改進(jìn)型HGIS布置方案的構(gòu)想源于對500kV HGIS配電裝置空間的合理利用，最大限度的減小配電裝置縱向尺寸。500kV改進(jìn)型HGIS布置融合傳統(tǒng)“一”字型HGIS布置型式與“C”形HGIS布置型式的特點(diǎn)，利用GIL母線改變進(jìn)線側(cè)邊斷路器的首末端，將邊斷路器末端母線套管調(diào)整到靠近中斷路器側(cè)，進(jìn)線套管調(diào)整至遠(yuǎn)離中斷路器側(cè)。調(diào)整后，2M側(cè)母線套管及出線套管同傳統(tǒng)HGIS布置型式一致，即外側(cè)為母線套管，內(nèi)側(cè)為出線套管;1M側(cè)母線套管及進(jìn)線套管與“C”形HGIS布置型式一致，即外側(cè)為進(jìn)線套管，內(nèi)側(cè)為母線套管

（2）500kV改進(jìn)型HGIS配電裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)

500kV改進(jìn)型HGIS配電裝置，與常規(guī)“一”字型方案相比，采用500kV改進(jìn)型HGIS配電裝置方案，進(jìn)線可通過進(jìn)線梁懸垂串直接引接至進(jìn)線套管，無需再借助上層跨線，可較常規(guī)方案減少了50%上層跨線的材料及安裝工程量;另外，由于僅出線套管需要通過上層跨線引接至站外線路，出線套管可以布置與中間構(gòu)架橫梁正下方，通過中間橫梁下方設(shè)置的懸垂絕緣子過渡連接至出線跨線，因此中間橫梁上無需再設(shè)置進(jìn)出線共用的挑梁，構(gòu)架布置型式更為簡潔，減少了構(gòu)架用鋼量，減少了構(gòu)架組裝工程量及施工周期;再者，由于HGIS設(shè)備出線套管布置于中間梁正下方，出線側(cè)僅設(shè)置1臺斷路器，空間寬裕，可用于布置環(huán)道及出線避雷器和電壓互感器，有效利用了配電裝置縱向空間;最后，由于進(jìn)線側(cè)具有主變運(yùn)輸?shù)缆罚ㄟ^合理選擇吊車，中斷路器和進(jìn)線側(cè)邊斷路器可由主變運(yùn)輸?shù)缆返跹b運(yùn)輸，較常規(guī)方案，取消了進(jìn)線側(cè)斷路器旁的道路，減少土建投資。

（3）500kV改進(jìn)型HGIS型式側(cè)向出線分析

傳統(tǒng)“一”字型HGIS進(jìn)線方式有正常進(jìn)線、高架橫跨、底架橫穿等方式，高架橫跨、底架橫穿俗稱側(cè)向出線。正常出線時(shí)線路需從中間套管引出，在母線構(gòu)架梁上方各設(shè)置一檔跨線，此檔跳線掛點(diǎn)高為26.0m，而側(cè)向出線需在正常出線的跨線上方另設(shè)一檔跨線，掛點(diǎn)高度為33.0m，改進(jìn)型HGIS布置型式保留了傳統(tǒng)“一”字型HGIS布置型式側(cè)出線靈活的特點(diǎn)，側(cè)出線方法與傳統(tǒng)布置型式類似，因此，改進(jìn)型HGIS布置方案不僅節(jié)約占地，也能保持傳統(tǒng)HGIS接線方式靈活性，使得本站500kV HGIS配電裝置的優(yōu)化更為簡潔高效。

3 結(jié)論

作者通過采用500kV改進(jìn)型HGIS配電裝置型式，優(yōu)化變電站500kV高壓配電裝置，并結(jié)合主變、無功及220kV配電裝置等區(qū)域其他技術(shù)優(yōu)化方案，使得全站圍墻內(nèi)總面積僅為20862m2，較可研方案減少38.9%。優(yōu)化后的工程靜態(tài)總投資為20314萬元，僅為可研方案的79.07%，效益顯著。500kV改進(jìn)型HGIS配電裝置不僅貫徹了國家電網(wǎng)公司“兩型三新一化”的變電站建設(shè)原則，也有效的降低了工程造價(jià)，節(jié)省了寶貴的土地資源，為現(xiàn)階段500kV HGIS變電站的建設(shè)提供了重要參考和技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 夏文，胡旭輝.550kV體絕緣金屬封閉組合電器及其應(yīng)用[J].高壓電器，2010，46（12）：89-92.[J].

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司）