新型500kV GIS配電裝置端部出線結構及應用

黎功華

（四川電力設計咨詢有限責任公司，成都 610000）

1 引言

現有的戶外 500kV GIS 設備配電裝置端部正向出線適合線路從正向接入變電站的情況，具有不堵死端部擴建的優點，其中正向雙層出線更節省占地；然而需要向反方向出線時，需要設置轉角塔，不利于節約投資?，F有的戶外 500kV GIS 設備GIS 配電裝置端部側向出線適合線路從側向接入變電站的情況，其局限性主要有2點：（1）阻礙了端部的擴建；（2）只能出線1 回出線。雖然現有的反向出線布置適合線路從反向接入變電站的情況，具有不妨礙端部擴建的優點，可以出2回出線，但是，在反向出線構架的出線側需預留出線走廊通道，大大影響了站內其他設備布置，且變電站圍墻成異形，無法布置方正[1]。

2 新型布置

新型 500kV GIS 配電裝置端部出線結構的平面圖及斷面圖如圖1和圖2所示。該裝置端部出線結構包括1回正向布置的 GIS 套管、1 回反向布置的 GIS 套管、GIS 母線、正向出線構架、斜向出線構架、L1出線和 L2出線及相應的避雷器和電壓互感器設備。

正向 L1出線的導線從 GIS 套管上引至正反向構架間的跨線，該跨線一端連接正向構架，另一端連接反向構架的上層構架梁，L1導線從跨線經跳線引至線路導線上，從雙層構架上層梁出線。

圖1 新型布置平面圖

圖2 新型布置斷面圖

反向 L2出線的導線從 GIS 套管與避雷器及電壓互感器的連線上直接至連接到從雙側構架下層梁的線路導線上，從雙層構架下層梁出線[2]。

正向出線構架正向布置，平行于 GIS 母線軸線；設置斜向雙層出線構架，與正向出線構架軸線的夾角為θ。

正向 L1出線的避雷器和電壓互感器按常規正向布置，通過導線與 L1出線的 GIS 套管連接。

反向 L2出線的避雷器和電壓互感器布置于對應的 L2出線的三相導線的正下方。L2出線的 GIS 套管、避雷器、電壓互感器通過導線連接在一起，選擇距離 L2線路耐張絕緣子串耐張引下線夾投影最近處向上引連接至線路導線。

斜向構架及反向出線 GIS 套管、避雷器、電壓互感器布置考慮避開母線擴建區域，不堵死母線擴建。根據反向出線線路終端塔位置，結合反向出線側場地布置情況，通過調整傾角θ，實現不同角度的反向及側向出線。當 θ=0°時，即為常規反向出線。

該新型布置結構不會因為出線走廊通道而影響站內其他設備的布置，還可以將變電站圍墻布置方正，從而節約占地面積，且不堵死母線擴建[3]。

3 構架參數

3.1 斜向構架梁寬度

架構寬度由導線相間距離和跳線或引下線對地距離等確定。導線相間和相對地之間的距離，是按跨距內絕緣子串和導線在風力與短路電動力作用下產生搖擺時，導線相間和導線與接地部分間能滿足絕緣配合要求的最小電氣距離等考慮的。校驗中，導線的搖擺（包括絕緣子串的搖擺）按三相導線不同步搖擺考慮。導線相間和導線與接地部分之間的最小電氣距離應根據外過電壓和風偏、內過電壓和風偏、最大工作電壓與短路搖擺和風偏 3種條件進行校驗，并采用其中最大數值。

3.1.1 相間距離的確定

相間距離的確定需校驗如下情況：（1）出線（門型構架）導線相間導線距離校驗。（2）跳線相間距離的校驗。實際工程中，常設置 V 型懸垂串來跳線減少跳線風偏，壓縮配電裝置寬度。根據以往工程經驗，當采用 V 型懸垂串后，跳線和引下線的風偏不再是間隔寬度的決定性控制條件。（3）不出現可見電暈所要求的相間距離。

根據以上導線及跳線在各種狀態下的風偏、短路搖擺以及電暈等所要求的相間距離，取其中最大值作為選出線相間距離的推薦值。

3.1.2 相地距離的確定

相地距離的確定需校驗如下情況：（1）進出線引下線與架構支柱間的相地距離校驗；（2）邊相跳線與架構支柱間的相地校驗；（3）架構上人與帶電體所要求的相地距離。不考慮帶電上人時，可不校驗該距離。

根據以上引下線及跳線在各種狀態下的風偏搖擺，架構上人與帶電體等所要求的相地距離，取其中的最大值作為出線構架相地距離的推薦值。

3.2 斜向構架梁高度

雙層構架2層橫梁中心線的距離，由下層構架上人，上層構架導線的跳線保持對地距離值確定，下層構架按常規出線構架高度確定。

3.3 斜向構架梁傾斜角度

斜向構架傾斜角度主要由線路終端塔及線下設備布置位置確定。下層出線 L2C相設備需考慮對遠期母線的帶電距離，另外線路三相導線的投影宜在地面對應相的3個設備連線范圍內，便于引下線引接。

4 應用實例

本新型 500kV GIS 配電裝置端部出線結構在四川電網的百泉 500kV 變電站進行了應用。根據線路出線實際情況，通過采用新型 500kV GIS配電裝置端部出線結構，設置斜向雙層出線構架，滿足斜向反出雙回線路的需要，且不影響站內其他設備布置，不堵死 GIS 端部擴建。根據該站實際情況，確定的斜向雙層構架參數如表1所示。

表1 斜向雙層構架參數

百泉 500kV 變電站采用新型 500kV GIS 配電裝置端部出線結構，較常規正向布置 500kV 配電裝置橫向尺寸減小 8m，節約占地 420m2，避免正向線路拆遷房屋約 3000m2，減少1基線路轉角塔，節約投資費用約400萬元。變電站于 2017年5月建成投運，經過 3年的運行檢驗表明，該新型布置結構設計合理，安全可靠，實際產生的效益高。

5 結論及建議

新型 500kV GIS 配電裝置端部出線結構通過設置斜向雙層出線構架，合理布置設備，實現反向及側向出線，避免堵死擴建，節省占地。無須采用轉角塔，節省線路投資。通過工程實際應用表明該新型布置結構設計合理，安全可靠，實際產生的經濟效益高。建議在需要實現反向及側向出線的 500kV 變電站中推廣應用。