一種500kV HGIS布置的探討

福建永福電力設計股份有限公司 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間及解決不完整串設備采購上具有一定推廣性。

HGIS設備為半絕緣組合電氣，除母線外，斷路器、電流互感器、隔離開關等其余設備均布置于SF6絕緣筒內，因其占地小、受外界環境影響小等優點，在新建的變電站中得到了廣泛應用。國家電網典型設計方案中有6個500-B方案均采用500kV HGIS設備。

1 常規500kV HGIS布置

通用設計中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，其中兩側為500kV Ⅰ、Ⅱ母母線套管，中間兩支為進、出線套管，斷面如圖1所示。“3+0”布置型式結構緊湊，進出線順暢，應用廣泛。

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兩個單元，兩者間為獨立的HGIS設備，共有5支BSG套管。其中兩側為500kV Ⅰ、Ⅱ母母線套管，中間3支為進、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，本文僅從停電時間和遠景擴建的設備采購方面進行分析比較。

3.1 停電時間

是否把Ⅰ母斷路器獨立成一個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行分析，其余工況均一致。

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

僅中斷路器檢修時，需將其拆解、搬運，存在臨近部件配合停電的問題。根據調研，采用拆解斷路器與CT間連接導體、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”布置下進出線的引下線均需拆除，進出線均需停電，時間約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，實現出線間隔的短時停電、時間約0.5天，主變進線間隔配合停電時間為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間約1.5天，技術上占優。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，兩者均轉由另一段母線供電；同上述分析，僅當Ⅰ母斷路器檢修時，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，時間約2天，主變進線間隔無需停電；“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，出線間隔僅需短時停電、時間約0.5天，主變進線間隔無需停電；該種工況下“2+1”布置可減少出線間隔的停電時間約1.5天，技術上占優。

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

3.2 擴建階段的設備采購

在一個半斷路器接線時，往往存在同一串的進線或出線不同期建設的情況，即形成不完整串。不完整串間隔擴建時，不同廠家的HGIS產品存在母線筒高度、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兩個獨立單元，不完整串時僅需建設2CB單元，遠景擴建1CB單元完善成整串間隔，擴建的1CB單元無需與已有的2CB單元對接，不存在對接的問題，可有效解擴建階段對接難問題。

3.3 經濟比較

兩種布置型式主要存在停電時間、不完整串擴建設備投資的差異。

兩種布置型式的HGIS存在停電時間的差別，單種工況下“2+1”布置型式可減少出線間隔停電時間約1.5天；按某工程線路單回持續經濟輸送容量1000MVA、功率因素0.95考慮，目前國內平均工業用電電價K=0.6684元/kwh，停電1h對應經濟損失為63.498萬元。按此計算，停電損失巨大，斷路器的檢修需結合當地用電負荷情況，適時安排檢修時間，盡可能的降低因檢修造成的停電損失。

總結：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間、設備投資方面的差別。“2+1”布置的HGIS可避免不完整串擴建時設備單一來源的問題，減少設備投資；同時“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間及經濟損失；在應用上具有一定的推廣性。