一種500kV變電站HGIS配電裝置的優化布置方式研究

王宇

【摘 要】針對目前普遍應用的500kV HGIS配電裝置布置方案，以某500kV變電站設計為依托，提出了一種改進型500kV HGIS配電裝置優化設計方案。該方案充分利用HGIS設備功能集成、布置型式靈活的特點，通過GIL分支母線優化傳統3/2接線對應的HGIS進線和母線套管排列順序，進線可由進線梁設置的懸垂絕緣子串直接引接至HGIS進線套管，出線可通過跨線由1M、2M母線中間構架梁引接至HGIS出線套管。采用改進型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優化至60m，結合間隔寬度優化措施，500kV配電裝置橫向總寬度由可研方案212m優化至183m，節省占地面積31.9%，節省工程造價147.6萬元，優化效果顯著。

【關鍵詞】500kV HGIS配電裝置;改進形;GIL分支母線;套管排列

本文將結合變電站進出線規劃，充分利用HGIS設備可利用GIL導管靈活引接的特點，提出基于3/2接線的改進型500kV HGIS配電裝置優化設計方案，改變傳統“一”字型500kV HGIS配電裝置進出線布置結構，充分發揮HGIS設備優勢，壓縮串間隔縱向尺寸，簡化中間構架梁柱設計和連接的復雜程度，節省鋼材，從而達到節約寶貴的土地資源、降低工程造價的目的。

1工程概況

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

2 基于3/2接線的改進型500kV HGIS配電裝置優化

2.1 常規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“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，母線設置于兩側，進出線位于中間。與之相對應，常規500kV HGIS布置方案中，HGIS設備1M、2M母線套管位于配電裝置外側，進出線套管位于配電裝置中間，進線通過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，母線和進出線間均設置斷路器，母線套管布置于邊斷路器兩側，通過軟導線連接至懸吊管母線，滿足3/2接線需求。該布置型式特點主要有以下3個方面：

（1）考慮到進、出線套管不同時停電檢修工況，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配電裝置左側道路可與主變運輸道路構成最小寬度為4米的環道，左側避雷器、電壓互感器、HGIS左邊斷路器及中斷路器吊裝可通過左側道路實現;HGIS右邊斷路器吊裝可通過中間道路實現;右側避雷器、電壓互感器吊裝可通過左側主變運輸道路實現，也可由中間道路實現。需要說明的是，由于左側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，因此左側道路及中間道路的設置與否對配電裝置縱向尺寸沒有影響。

綜合以上3點，傳統500kV HGIS配電裝置布置由于其特定的布置和進出線連接型式，串間隔考慮76m縱向尺寸是合理的，若不能從結構上改進配電裝置布置型式，縱向尺寸優化幅度有限。

2.2 改進型500kV HGIS配電裝置布置方案

（1）500kV改進型HGIS布置方案的提出

500kV改進型HGIS布置方案的構想源于對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改進型HGIS布置融合傳統“一”字型HGIS布置型式與“C”形HGIS布置型式的特點，利用GIL母線改變進線側邊斷路器的首末端，將邊斷路器末端母線套管調整到靠近中斷路器側，進線套管調整至遠離中斷路器側。調整后，2M側母線套管及出線套管同傳統HGIS布置型式一致，即外側為母線套管，內側為出線套管;1M側母線套管及進線套管與“C”形HGIS布置型式一致，即外側為進線套管，內側為母線套管

（2）500kV改進型HGIS配電裝置優化設計

500kV改進型HGIS配電裝置，與常規“一”字型方案相比，采用500kV改進型HGIS配電裝置方案，進線可通過進線梁懸垂串直接引接至進線套管，無需再借助上層跨線，可較常規方案減少了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架橫梁正下方，通過中間橫梁下方設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置進出線共用的挑梁，構架布置型式更為簡潔，減少了構架用鋼量，減少了構架組裝工程量及施工周期;再者，由于HGIS設備出線套管布置于中間梁正下方，出線側僅設置1臺斷路器，空間寬裕，可用于布置環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，由于進線側具有主變運輸道路，通過合理選擇吊車，中斷路器和進線側邊斷路器可由主變運輸道路吊裝運輸，較常規方案，取消了進線側斷路器旁的道路，減少土建投資。

（3）500kV改進型HGIS型式側向出線分析

傳統“一”字型HGIS進線方式有正常進線、高架橫跨、底架橫穿等方式，高架橫跨、底架橫穿俗稱側向出線。正常出線時線路需從中間套管引出，在母線構架梁上方各設置一檔跨線，此檔跳線掛點高為26.0m，而側向出線需在正常出線的跨線上方另設一檔跨線，掛點高度為33.0m，改進型HGIS布置型式保留了傳統“一”字型HGIS布置型式側出線靈活的特點，側出線方法與傳統布置型式類似，因此，改進型HGIS布置方案不僅節約占地，也能保持傳統HGIS接線方式靈活性，使得本站500kV HGIS配電裝置的優化更為簡潔高效。

3 結論

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

參考文獻：

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

（作者單位：國網山西省電力公司檢修分公司）