1100kV GIS布置方式選擇分析

屈彥明，常伯濤，夏明昭，王文飛

（河北省電力勘測設計研究院，石家莊 050031）

我國建設1 000kV 特高壓交流工程，加快發展特高壓交流電網，將有力促進我國電力工業和能源工業的可持續發展。1 000kV 配電裝置是1 000kV 特高壓交流變電站重要組成部分，1 100 kV GIS布置方式的選擇是1 000kV 配電裝置研究的重要內容。

1 GIS主要布置方式及其特點

1 000 kV 接線方式推薦3／2接線，此接線的GIS布置方式主要有三列式、單列式、一字型三類布置方式，下面就三類布置方式進行說明。

1.1 三列式布置

三列式布置是AIS和HGIS布置中最典型的一種布置方式，其特點是對主接線的模擬性強，便于運行；整個配電裝置的縱向尺寸大，而橫向尺寸相對較小。

1.2 單列式布置

單列式布置在500kV 變電站中得到廣泛應用，其特點主要是橫向尺寸、縱向尺寸介于三列式與一字型布置之間，可實現兩側或單側出線。根據布置方式分為以下三種布置方式：典型接線單列式布置；常規斜連式單列式布置；高式斜連式單列式布置。

1.3 一字型布置

一字型布置其特點是進出線方向靈活，縱向尺寸最小，橫向尺寸較長，由于其寬度小，吊車選擇與布置方便，便于安裝和維修；其缺點是主母線長，串間設備不清晰。根據主母線布置方式的不同，一字型布置可分為母線分相布置；母線集中內置；母線集中外置。

1.4 GIS布置方式特點

對GIS布置方式具體特點比較見表1［1］。

表1 GIS布置方式特點比較

2 1 100kV GIS布置方式選擇

2.1 根據1 000kV 出線要求進行選擇

1 000 kV 特高壓交流變電站由于1 000kV配電裝置區、主變壓器及無功補償區、500kV 配電裝置區依次布置，因此出線方向主要以單方向為主，對于GIS布置需滿足單側出線。

根據前述內容，三列式、典型接線單列式布置不易于實現單側出線，因此三列式與典型接線單列式布置均不適用于1 100kV GIS布置。

2.2 根據配電裝置尺寸配合選擇

根據調研，1 000kV 出線間隔寬度約51 m，主變壓器及無功補償裝置區域寬度約100～140 m，1 000kV 出線架構、1 100kV 配電裝置、主變壓器及無功補償裝置區尺寸配合決定了1 000kV配電裝置占地的合理性、經濟性。

常規斜連式與高位斜連式單列布置雖可實現單側出線，但一個完整串寬度約50m，一般1 000 kV 變電站，8回及以上出線，4臺主變壓器。此時出線架構寬度約400～480 m，主變區域約400～560m，而1 100kV GIS僅為300m 左右，橫向尺寸寬度不匹配，需適當拉開串間距離并增加進出線套管前分支母線以匹配主變區域和進出線架構寬度，同樣不適用于1 100kV GIS。

2.3 一字型布置方式選擇

一字型布置方式進出線方向靈活，縱向尺寸最小，橫向尺寸根據廠家的不同約為51／68／75m（西高／新東北／平高），出線回路較多時，新東北、平高設備橫向尺寸與進出線架構及主變區域能夠匹配，西高設備需要拉開串間尺寸，因此一字型布置是最適合1 100kV GIS的布置方式。

現就母線分相布置、母線集中內置、母線集中外置在運行、抗震、吊裝方案3 個方面進行比較，布置形式見圖1－3。

圖1 母線分相的一字型布置

圖2 母線集中內置的一字型布置

圖3 母線集中外置的一字型布置

2.3.1 運行要求

母線分相的一字型布置方案主母線高位布置，便于日常運行巡視，但檢修維護斷路器時需跨過主母線吊裝斷路器。

母線集中內置的一字型布置主母線低位布置，日常巡視需要在出線側道路進行巡視，較為不便。

母線集中外置的一字型布置可在主變壓器運輸路進行日常巡視，較為便利。

2.3.2 抗震要求

由于特高壓設備具有高、重特點，因此設備抗震要求嚴格，母線分相的一字型布置方案，主母線高位布置，造成其抗震性能的降低［2］。

而母線低位布置的母線集中內置和外置的布置方案的抗震性能相對較好。

2.3.3 吊裝方案

1100kV GIS的主要吊裝構件包括斷路器（含電流互感器）、隔離開關、母線避雷器、母線電壓互感器、套管等。

對國內具備生產1 100kV GIS的平高、新東北、西開三大開關制造企業咨詢，其設備組件重量情況見表2。

表2 1 100kV GIS吊裝組件重量

以上為各設備廠家的吊裝組件重量，根據設備重量、吊車參數，結合配電裝置布置，對各設備進行吊裝模擬，經各方案模擬得出表3。舉例如圖4所示。

表3 GIS各安裝單元的吊裝要求

圖4 吊車布置方案

由表3可見母線集中外置的一字型布置吊裝半徑較小，整體可選用較小噸位的吊車，其他布置方式吊裝半徑較大，均需要采用大噸位吊車，增大施工吊裝難度。

綜合本節論述，由于母線集中外置的一字型布置運行巡視方便、抗震性好、吊裝方案較易實現，因此推薦1 100kV GIS布置方式選擇母線集中外置的一字型布置方式。

3 結束語

以上針對三列式、單列式和一字型三大類GIS布置方式的優缺點進行比較，總結出各類布置方式的特點。結合1 000kV 配電裝置布置要求，不推薦三列式、單列式布置方式。結合運行、抗震、吊裝方面的要求，對一字型布置的3種典型布置方式進一步的比較，由于母線集中外置的一字型布置運行巡視方便、抗震性好、吊裝方案較易實現，因此推薦1 100kV GIS布置方式采用母線集中外置的一字型布置方式。

［1］陳海焱，樊 玥，陳宏明.皖南特高壓變電站1 000kV GIS布置方式研究［J］.華東電力，2008，36（7）：59－63.

［2］吳祎瓊，賀 虎，龐亞東，等.晉東南變電站1 000kV 配電裝置設計［J］.電網技術，2009，33（13）：19－23.