一種500kV HGIS布置的探討

福建永福電力設(shè)計(jì)股份有限公司 姚海榮

本文通過對比“3+0”和“2+1”布置的500kV HGIS，提出2+1布置的500kV HGIS在減少斷路器檢修的停電時(shí)間及解決不完整串設(shè)備采購上具有一定推廣性。

HGIS設(shè)備為半絕緣組合電氣，除母線外，斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)等其余設(shè)備均布置于SF6絕緣筒內(nèi)，因其占地小、受外界環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，在新建的變電站中得到了廣泛應(yīng)用。國家電網(wǎng)典型設(shè)計(jì)方案中有6個(gè)500-B方案均采用500kV HGIS設(shè)備。

1 常規(guī)500kV HGIS布置

通用設(shè)計(jì)中500kV HGIS采用“3+0”布置方案，即3臺斷路器連接成整體布置，共有4支BSG套管，其中兩側(cè)為500kV Ⅰ、Ⅱ母母線套管，中間兩支為進(jìn)、出線套管，斷面如圖1所示?！?+0”布置型式結(jié)構(gòu)緊湊，進(jìn)出線順暢，應(yīng)用廣泛。

圖1 500kV HGIS的“3+0”布置

2 500kV HGIS另一種布置型式

500kV HGIS有一種布置型式為“2+1”布置，分為2CB、1CB兩個(gè)單元，兩者間為獨(dú)立的HGIS設(shè)備，共有5支BSG套管。其中兩側(cè)為500kV Ⅰ、Ⅱ母母線套管，中間3支為進(jìn)、出線套管，斷面如圖2所示。

3 500kV HGIS兩種布置的比較

兩者占地面積相同，本文僅從停電時(shí)間和遠(yuǎn)景擴(kuò)建的設(shè)備采購方面進(jìn)行分析比較。

3.1 停電時(shí)間

是否把Ⅰ母斷路器獨(dú)立成一個(gè)單元是兩種布置型式的主要差異，停電分析僅從Ⅰ母斷路器及中斷路器故障工況進(jìn)行分析，其余工況均一致。

（1）中斷路器故障時(shí)，兩種布置型式的主變進(jìn)線間隔由Ⅱ母斷路器供電，出線間隔由Ⅰ母斷路器供電，進(jìn)出線間隔均無需停電。

僅中斷路器檢修時(shí)，需將其拆解、搬運(yùn)，存在臨近部件配合停電的問題。根據(jù)調(diào)研，采用拆解斷路器與CT間連接導(dǎo)體、從底部將支架拆除后搬出斷路器，考慮吊裝工具與26m層引下線間帶電距離，“3+0”布置下進(jìn)出線的引下線均需拆除，進(jìn)出線均需停電，時(shí)間約2天；“2+1”布置下，兩單元套管間滿足A1值帶電距離要求，可將出線間隔的引下線改接至1CB單元的BSG套管上，實(shí)現(xiàn)出線間隔的短時(shí)停電、時(shí)間約0.5天，主變進(jìn)線間隔配合停電時(shí)間為2天；該種工況下HGIS采用“2+1”布置可減少出線間隔的停電時(shí)間約1.5天，技術(shù)上占優(yōu)。兩種布置型式的中斷路器檢修斷面示意見圖3、圖4。

圖3 “3+0”布置500kV HGIS的中斷路器檢修示意圖

圖4 “2+1”布置500kV HGIS的中斷路器檢修示意圖

（2）Ⅰ母斷路器故障時(shí)，兩者均轉(zhuǎn)由另一段母線供電；同上述分析，僅當(dāng)Ⅰ母斷路器檢修時(shí)，其相鄰BSG套管需配合停電；“3+0”布置下，因出線間隔套管的唯一性，出線間隔需停電，時(shí)間約2天，主變進(jìn)線間隔無需停電；“2+1”布置下，兩單元套管間滿足A1值，出線間隔的26m層引下線接至2CB單元側(cè)BSG套管、拆除該引下線與1CB套管的跳線，改由Ⅱ母供電，出線間隔僅需短時(shí)停電、時(shí)間約0.5天，主變進(jìn)線間隔無需停電；該種工況下“2+1”布置可減少出線間隔的停電時(shí)間約1.5天，技術(shù)上占優(yōu)。

綜上，“2+1”布置型式在中斷路器及Ⅰ母斷路器檢修時(shí)，均可減少出線間隔的時(shí)間約1.5天，技術(shù)上占優(yōu)。

3.2 擴(kuò)建階段的設(shè)備采購

在一個(gè)半斷路器接線時(shí)，往往存在同一串的進(jìn)線或出線不同期建設(shè)的情況，即形成不完整串。不完整串間隔擴(kuò)建時(shí)，不同廠家的HGIS產(chǎn)品存在母線筒高度、接口的差異，采用“3+0”布置型式HGIS在對接上存在一定的難度。

“2+1”布置型式分為了2CB和1CB兩個(gè)獨(dú)立單元，不完整串時(shí)僅需建設(shè)2CB單元，遠(yuǎn)景擴(kuò)建1CB單元完善成整串間隔，擴(kuò)建的1CB單元無需與已有的2CB單元對接，不存在對接的問題，可有效解擴(kuò)建階段對接難問題。

3.3 經(jīng)濟(jì)比較

兩種布置型式主要存在停電時(shí)間、不完整串?dāng)U建設(shè)備投資的差異。

兩種布置型式的HGIS存在停電時(shí)間的差別，單種工況下“2+1”布置型式可減少出線間隔停電時(shí)間約1.5天；按某工程線路單回持續(xù)經(jīng)濟(jì)輸送容量1000MVA、功率因素0.95考慮，目前國內(nèi)平均工業(yè)用電電價(jià)K=0.6684元/kwh，停電1h對應(yīng)經(jīng)濟(jì)損失為63.498萬元。按此計(jì)算，停電損失巨大，斷路器的檢修需結(jié)合當(dāng)?shù)赜秒娯?fù)荷情況，適時(shí)安排檢修時(shí)間，盡可能的降低因檢修造成的停電損失。

總結(jié)：本文通過對比500kV HGIS的兩種布置型式，分析“3+0”和“2+1”兩種布置型式在停電時(shí)間、設(shè)備投資方面的差別?！?+1”布置的HGIS可避免不完整串?dāng)U建時(shí)設(shè)備單一來源的問題，減少設(shè)備投資；同時(shí)“2+1”布置的HGIS，出線間隔跳線的可引接至1CB套管或2CB套管上，減少與斷路器的陪停時(shí)間及經(jīng)濟(jì)損失；在應(yīng)用上具有一定的推廣性。