一種500kV變電站HGIS配電裝置的優(yōu)化布置方式研究

張璐　李海濱

摘要：為了縮減500kV變電站配電裝置的尺寸，本文提出了一種500kV變電站HGIS配電裝置的優(yōu)化布置方式。該布置方式與通用設(shè)計500-B-5方案布置方式相比，縱向尺寸減少了22.3%。另外，該優(yōu)化方案還具備便于施工安裝和運行檢修、出線和擴(kuò)建靈活、節(jié)省投資等優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：變電站；復(fù)合組合電器（HGIS）；配電裝置；布置方式

中圖分類號：TM76？文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

一、引言

配電裝置是變電站的重要組成部分，它是用來接受和分配電能的電工建筑物，主要包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等設(shè)備。復(fù)合組合電器（hybrid gas insulated switchgear，HGIS），是由金屬外殼密封，把上述設(shè)備分相組合一體的新型戶外組合電器[1-6]。500kV變電站采用復(fù)合組合電器，可以節(jié)約土地、減少設(shè)備安裝維護(hù)的成本、提高變電站可靠性和智能化水平。本文研究了一種500kV變電站HGIS配電裝置的優(yōu)化布置方式，并通過出線、擴(kuò)建的靈活性分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析驗證了其可行性。

二、500kV配電裝置尺寸優(yōu)化

本文以某500kV變電站工程為依托，進(jìn)行HGIS配電裝置布置優(yōu)化。該工程遠(yuǎn)期出線8回，4臺變壓器，采用一臺半斷路器接線；本期出線2回，2臺變壓器，采用四角形接線。工程設(shè)計參照國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計（2011年版）500-B-5方案[4]。

1.500kV配電裝置布置方式的比較

（1）“一字型”布置

以主變運輸?shù)缆分行木€至出線側(cè)圍墻中心線的距離作為配電裝置縱向尺寸，“一字型”布置方式的縱向尺寸為30.5+30.5+6+9=76m。采用“一次設(shè)備本體+傳感器+智能組件”的形式，常規(guī)互感器與HGIS設(shè)備一體化設(shè)計、一體化安裝，采用進(jìn)出線直接上引方式，縱向尺寸可以優(yōu)化至28.5+28.5+6+9=72m。

（2）“C型”布置

“C型”方案主要壓縮了母線間的距離，壓縮后的縱向尺寸為59m。“C型”方案的缺點也較為突出，主要為：①經(jīng)濟(jì)性差。“C型”方案每個間隔增加500kV分支母線筒90m，按每米1.5萬元計，整站6個間隔將增加設(shè)備費810萬元。②出線困難。“C型”方案無法實現(xiàn)雙回500kV線路側(cè)向出線，很難滿足出線規(guī)劃的需求，會導(dǎo)致500kV線路交叉，增加處理費用。

（3）“半C型”布置

在傳統(tǒng)HGIS布置方式的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性提出一種新型的布置方式：利用HGIS設(shè)備可通過GIL分支母線筒任意引接套管的特點，將HGIS四組套管按“母線—出線—母線—出線”的布置方式排列，稱之為“半C型”布置方式。

2.“半C型”HGIS布置方式縱向尺寸優(yōu)化

本方案設(shè)置格構(gòu)式中間構(gòu)架，在考慮中間格構(gòu)式構(gòu)架的寬度之后，配電裝置增加格構(gòu)式中間構(gòu)架并不影響配電裝置的縱向尺寸。母線間距可由“一字型”的20.5m縮減至11m。“半C型”布置中，中間構(gòu)架處僅需因一根引上線，因此可將傳統(tǒng)方案中的挑梁優(yōu)化省去，從而降低了施工難度、方便運行檢修，也使配電裝置更簡明。

二、“半C型”布置HGIS出線及擴(kuò)建的靈活性分析

1.出線靈活性分析

正常出線時，右側(cè)母線套管與出線套管調(diào)換位置，即右側(cè)母線套管布置于中間，進(jìn)線套管布置于最外右側(cè)。

側(cè)向出線時，需分別考慮從靠近圍墻一側(cè)架構(gòu)出線和從靠近主變一側(cè)架構(gòu)出線這兩種情況。

（1）“半C型”HGIS布置方案靠近圍墻一側(cè)構(gòu)架設(shè)置側(cè)向出線的方法與“一字型”方案一致，即出線套管通過中間構(gòu)架梁懸垂絕緣子串引接至26m中層跨線，再由26m高跨線跳至34m高層跨線，然后由34m高跨線直接出線。

（2）“半C型”HGIS布置方案靠近主變一側(cè)構(gòu)架設(shè)置側(cè)向出線，由最右端出線套管通過主變側(cè)進(jìn)線構(gòu)架梁懸垂絕緣子串引接至26m中層跨線，再由26m高跨線跳至34m高層跨線，然后由34m高跨線直接出線。

2.擴(kuò)建靈活性分析

HGIS配電裝置出線方向有正向和側(cè)向之分。正向出線間隔串?dāng)U建，主變進(jìn)線通過進(jìn)線梁懸式絕緣子串，經(jīng)主變進(jìn)線避雷器引接至邊斷路器1，由邊斷路器1靠近中間構(gòu)架側(cè)套管引接至1M母線；與此同時，#3主變壓器進(jìn)線在進(jìn)線構(gòu)架處通過兩跨跨線，在2M母線上方跨線處與2M母線連接。側(cè)向出線間隔串?dāng)U建，將側(cè)向出線通過34m高跨跨線引接至26m中跨跨線，再由中跨跨線引接至母線，即可實現(xiàn)本期接線。采用“半C型”HGIS布置方案，可以將進(jìn)線斷路器側(cè)與中間斷路器通過分支母線連接。通過分支母線管的接口的標(biāo)準(zhǔn)化，不同廠家的HGIS設(shè)備可實現(xiàn)無縫連接，節(jié)省了后期工程建設(shè)靈活性和工程投資。

三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

兩種方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表1。該表的兩列數(shù)值分別表示“半C型”方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較“一字型”方案的變化量，以及對應(yīng)的投資金額變化。

可見，“半C型”HGIS布置方案增加了部分500kV GIL分支母線筒，但占地指標(biāo)、構(gòu)架用鋼量及土建基礎(chǔ)處理等費用均有所下降，總費用較“一字型”方案降低50萬元，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)更優(yōu)。

特別地，本文提出的“半C型”HGIS布置方案，從土地資源的稀缺性、變電站站址選擇的可行性以及提高土地利用率等角度綜合考慮，具有較為明顯的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

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[6]包紅旗.HGIS與數(shù)字化變電站[M].北京：中國電力出版社，2007：1-11.

作者簡介：張璐（1989-），女，漢族，籍貫四川省蓬溪縣，工學(xué)碩士，職位工程測量與水文地質(zhì)勘測技術(shù)初級師，工程師，現(xiàn)從事電網(wǎng)項目前期管理工作。