一種500kV變電站HGIS配電裝置的優化布置方式研究

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配電裝置的優化布置方式。該布置方式與通用設計500-B-5方案布置方式相比，縱向尺寸減少了22.3%。另外，該優化方案還具備便于施工安裝和運行檢修、出線和擴建靈活、節省投資等優勢。

關鍵詞：變電站；復合組合電器（HGIS）；配電裝置；布置方式

中圖分類號：TM76？文獻標識碼：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、電流互感器、電壓互感器等設備。復合組合電器（hybrid gas insulated switchgear，HGIS），是由金屬外殼密封，把上述設備分相組合一體的新型戶外組合電器[1-6]。500kV變電站采用復合組合電器，可以節約土地、減少設備安裝維護的成本、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配電裝置的優化布置方式，并通過出線、擴建的靈活性分析和技術經濟分析驗證了其可行性。

二、500kV配電裝置尺寸優化

本文以某500kV變電站工程為依托，進行HGIS配電裝置布置優化。該工程遠期出線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。工程設計參照國家電網公司輸變電工程通用設計（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

以主變運輸道路中心線至出線側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“一次設備本體+傳感器+智能組件”的形式，常規互感器與HGIS設備一體化設計、一體化安裝，采用進出線直接上引方式，縱向尺寸可以優化至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經濟性差。“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個間隔將增加設備費810萬元。②出線困難。“C型”方案無法實現雙回500kV線路側向出線，很難滿足出線規劃的需求，會導致500kV線路交叉，增加處理費用。

（3）“半C型”布置

在傳統HGIS布置方式的基礎上，創新性提出一種新型的布置方式：利用HGIS設備可通過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化

本方案設置格構式中間構架，在考慮中間格構式構架的寬度之后，配電裝置增加格構式中間構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，中間構架處僅需因一根引上線，因此可將傳統方案中的挑梁優化省去，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出線及擴建的靈活性分析

1.出線靈活性分析

正常出線時，右側母線套管與出線套管調換位置，即右側母線套管布置于中間，進線套管布置于最外右側。

側向出線時，需分別考慮從靠近圍墻一側架構出線和從靠近主變一側架構出線這兩種情況。

（1）“半C型”HGIS布置方案靠近圍墻一側構架設置側向出線的方法與“一字型”方案一致，即出線套管通過中間構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構架設置側向出線，由最右端出線套管通過主變側進線構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.擴建靈活性分析

HGIS配電裝置出線方向有正向和側向之分。正向出線間隔串擴建，主變進線通過進線梁懸式絕緣子串，經主變進線避雷器引接至邊斷路器1，由邊斷路器1靠近中間構架側套管引接至1M母線；與此同時，#3主變壓器進線在進線構架處通過兩跨跨線，在2M母線上方跨線處與2M母線連接。側向出線間隔串擴建，將側向出線通過34m高跨跨線引接至26m中跨跨線，再由中跨跨線引接至母線，即可實現本期接線。采用“半C型”HGIS布置方案，可以將進線斷路器側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準化，不同廠家的HGIS設備可實現無縫連接，節省了后期工程建設靈活性和工程投資。

三、技術經濟比較

兩種方案的技術經濟比較見表1。該表的兩列數值分別表示“半C型”方案的技術經濟指標較“一字型”方案的變化量，以及對應的投資金額變化。

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、構架用鋼量及土建基礎處理等費用均有所下降，總費用較“一字型”方案降低50萬元，技術經濟指標更優。

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，具有較為明顯的優勢。

參考文獻

[1]羅學琛.SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）.[M].北京：中國電力出版社，2007：83-101.

[2]陳潔，童能高.高壓配電裝置的新秀—HGIS[J].廣東科技， 2009（22）：115-116.

[3]DL/T617—2010.氣體絕緣金屬封閉開關設備技術條件[S].北京：中國電力出版社，2010.

[4]DL/T728—2013.氣體絕緣金屬封閉開關設備選用導則[S].北京：中國電力出版社，2013.011： 48-71.

[5]包紅旗，鄭曉光.HGIS組合電器的技術特點[J].天津電力技術，2006（2）：40-42.

[6]包紅旗.HGIS與數字化變電站[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，工學碩士，職位工程測量與水文地質勘測技術初級師，工程師，現從事電網項目前期管理工作。