升壓站配電裝置選型研究

摘 要：文章結(jié)合華電江陵電廠的實(shí)際情況，分別對(duì)GIS和AIS設(shè)備選型的型式進(jìn)行了分析，制定了四種配電裝置選型方案，并分別從各方案的技術(shù)、布置、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了分析，給出了最終的配電裝置選型方案，以期為實(shí)際工作提供參考。

關(guān)鍵詞：華電江陵電廠；GIS；AIS；配電裝置選型

對(duì)于升壓站配電裝置選擇而言，必須充分考慮到所在區(qū)域地理氣候條件，因地制宜，制定可行的選型方案，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析與比較，最終確定最優(yōu)配電裝置方案。

1 工程概括

華電江陵電廠位于荊州市江陵縣境內(nèi)馬家寨鄉(xiāng)祁淵村，地處江漢平原西部，工程規(guī)模為2×660MW超超臨界燃煤機(jī)組，規(guī)劃容量2×660MW+2×1000MW。2臺(tái)660MW機(jī)組采用發(fā)電機(jī)-變壓器組單元接線接入本期220kV配電裝置，出線4回。依據(jù)工程可行性研究接入系統(tǒng)報(bào)告及有關(guān)資料，升壓站電氣主接線采用雙母線雙分段接線方案。220kV設(shè)備短路水平按50kA考慮。本期2臺(tái)機(jī)設(shè)1臺(tái)有載調(diào)壓分裂結(jié)構(gòu)啟動(dòng)/備用變壓器，其電源從220kV配電裝置母線引接。

2 升壓站配電裝置設(shè)備型式對(duì)比及方案制定

220kV配電裝置可采用如下三種設(shè)備型式：AIS、GIS、HGIS。其中，HGIS設(shè)備價(jià)格偏高，占地面積大，且較GIS、AIS而言缺乏足夠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于220kV配電裝置而言，其布置型式包括屋外及屋內(nèi)配電裝置兩種。其中，后者所需投資費(fèi)用較高，所需土建工程建設(shè)周期較長(zhǎng)、工程量較大、不易擴(kuò)建，因此，根據(jù)本工程實(shí)際情況，建議采取屋外布置型式。為此，本工程220kV配電裝置將需要從屋外GIS與屋外AIS間對(duì)比及選擇。其中，分相中型配電裝置以及屋外GIS配電裝置應(yīng)用十分廣泛，且便于運(yùn)行維護(hù)，可靠性佳，下文重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行分析。

2.1 220kV屋外AIS

屋外敞開式配電裝置無需進(jìn)行房屋的建筑，因此，極大地節(jié)約了投資成本，但是，所需占地面積相對(duì)較大，且設(shè)備外露部件相對(duì)較多，容易受到不良?xì)夂蚣碍h(huán)境的影響，容易發(fā)生污閃事件，所需運(yùn)行維護(hù)檢修工作多。如今，AIS的生產(chǎn)已然成熟，在國(guó)內(nèi)具有十分豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。就該工程平面推薦方案而言，2臺(tái)機(jī)組冷卻塔在主廠房的北側(cè)布置，220kV AIS配電裝置設(shè)備需要在冷卻塔北部道路外側(cè)布置，所需征地面積較大。

2.2 220kV屋外GIS

GIS各元件帶電部分通過金屬殼體連接，因此有效縮短了絕緣距離，確保高壓設(shè)備逐步趨于小型化、集成化。GIS具有運(yùn)行過程安全、高可靠性，占地面積小，設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)、檢修周期長(zhǎng)，不受外界環(huán)境影響，維護(hù)工作量小，安裝周期短等優(yōu)點(diǎn)，但GIS設(shè)備的價(jià)格相對(duì)較高。

2.3 制定配電裝置選型方案

根據(jù)上文配電裝置型式的對(duì)比，結(jié)合該工程總平面推薦布置方案及220kV電氣主接線方案，在布置上需為遠(yuǎn)期擴(kuò)建留下引接啟備變電源的間隔，固提出如下四種選型方案：（1）采用常規(guī)敞開型式、空氣絕緣、支持式管母、中型、單列分相布置方案（AIS）；（2）采用常規(guī)敞開型、空氣絕緣、支持式管母、中型、雙列分相布置方案（AIS）；（3）采用布置在冷卻塔外側(cè)的屋外GIS方案；（4）采用布置在冷卻塔內(nèi)側(cè)的GIS方案，為節(jié)約空間、確保布置的協(xié)調(diào)性，考慮毗鄰汽機(jī)房固定端，在變壓器上方進(jìn)行配電裝置的布置。為便于檢修，在配電裝置上進(jìn)行毗屋、檢修起吊設(shè)備的設(shè)置。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比

3.1 技術(shù)對(duì)比

上述四種方案的技術(shù)對(duì)比見表2所示。對(duì)比顯示，四種方案運(yùn)行均較為成熟，其中，GIS方案具有較高的可靠性，且施工方便，運(yùn)行維護(hù)工作量較小，防污性能較好。AIS方案所需施工及維護(hù)工作量大。此外，220kV屋內(nèi)GIS具有小型化、封閉化、節(jié)約占地面積等優(yōu)點(diǎn)。因此，就技術(shù)而言，四種方案均可行，其中方案四最優(yōu)，方案三次之，前兩種方案較差。

3.2 220kV配電裝置布置對(duì)比

方案一：220kV屋外AIS單列布置，占地面積為213m（橫向）×62m（縱向），可研階段規(guī)劃面積為202m（橫向）×75m（縱向），可研階段電氣主接線按雙母線布置，因此，電裝置橫向布置場(chǎng)地需額外征地增加占地面積。

方案二：220kV屋外AIS雙列布置。該方案占地面積為157m（橫向）×89m（縱向），電裝置縱向布置場(chǎng)地需額外征地增加占地面積。

方案三：220kV GIS冷卻塔外側(cè)布置，占地面積為102m（橫向）×33m（縱向），具有結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，無需額外征地。

方案四：220kV GIS冷卻塔內(nèi)側(cè)布置，布置緊湊，進(jìn)出線清晰，節(jié)省了變壓器出線構(gòu)架，同時(shí)也可優(yōu)化主廠房至配電裝置之間的電纜溝，節(jié)省電纜量。不過，本期四回出線需從冷卻塔旁之間穿過，增加了土建工程量和成本，影響主廠房整體布局。四種方案布置對(duì)比見表1所示。

3.3 220kV配電裝置經(jīng)濟(jì)對(duì)比

就表中數(shù)據(jù)可知，采用第三種方案較采用屋外AIS投資稍多，但與常規(guī)屋外AIS投資已十分接近，僅增加了5%的投資；而第四種方案投資過多，增加了約40%的投資，經(jīng)濟(jì)性不好。

4 結(jié)束語

技術(shù)方面而言，方案三、四可靠性較方案一、二更高，且運(yùn)行維護(hù)工作量較少；布置方面而言，方案一、二需額外征地，方案三、四無需額外征地，具有較高的土地利用率；就投資而言，方案一投資低，方案三和方案一、二接近，方案四投資過高。方案三、方案二總投資雖多，但布置緊湊性、可靠性、施工工期等方面較屋外AIS方案更優(yōu)；考慮到廠址所處地區(qū)污穢等級(jí)較高，及周邊規(guī)劃大型儲(chǔ)煤基地所帶來的影響，GIS方案較AIS方案具優(yōu)勢(shì)；方案四雖有優(yōu)點(diǎn)，但投資過多，影響主廠房美觀性，不宜采用。綜上所述，本工程220kV配電裝置宜采用第三種方案——布置于冷卻塔外側(cè)的屋外 GIS 配電裝置方案。

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