500 kV省際輸電線路間隔配置優化研究

賈東瑞，謝興利，劉 森

(河北省電力勘測設計研究院，石家莊 050031)

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500 kV省際輸電線路間隔配置優化研究

賈東瑞，謝興利，劉 森

(河北省電力勘測設計研究院，石家莊 050031)

根據電網系統需求，某500 kV省際輸電線路長期保持冷備用狀態，造成與其配串的主變圧器實際接線為單斷路器接母線，主變圧器供電可靠性大幅降低。針對此情況，對500 kV HGIS設備配置進行優化研究，并調研相關設備廠家實際生產能力，綜合分析各種方案，提出最優解決方案，以最小代價實現主變圧器供電可靠性的提升。

500 kV線路；省際輸電；線路間隔；配置方案

500 kV省際輸電線路曾在相當長的時間里是電力系統網間聯絡的主要通道，為電力能源傳輸發揮了重要的作用。500 kV電網系統在不斷發展，且隨著特高壓工程的陸續建設，部分500 kV省際線路不再承擔省際電能傳輸的任務，為滿足電網不斷發展所提出的新需求，省際輸電線路狀態需要進行對應調整。當工程設計中出現省際輸電線路時，設計人員應特別注意，充分調查研究，提出切實可行的設備配置方案。

1 工程情況

500 kV省際輸電線路辛洹線聯絡河北省南部電網與河南省電網，起止位置為河北辛安500 kV變電站、河南洹安500 kV變電站，該線路長期保持冷備用狀態，辛安側斷路器和隔離開關均為開斷狀態。根據系統發展，需要建設成峰500 kV輸變電工程，辛洹線π入成峰500 kV變電站，設計原則為不改變辛安至洹安線路當前狀態。新建成峰變電站500 kV配電裝置采用3/2接線形式[1-3]，其配串方案見圖1，配串表見表1。

圖1 成峰變電站500 kV配電裝置配串方案

洹安出線與3號主變圧器組成一個完整串，接入配電裝置南起第2個串。由于洹安出線間隔兩側斷路器均需保持開斷狀態，造成該串內3號主變圧器實際接線為經單斷路器接母線，主變壓器供電可靠性大幅降低，無法發揮3/2接線型式高可靠性的優勢。生產運行單位在初步設計階段對此情況提出調整意見，要求對設備進行優化配置，優化目標為主變圧器可經斷路器接入2條母線，確保主變圧器供電可靠性。

表1 成峰變電站500 kV配電裝置配串表

序號本期設備配置配串方案1不完整串備用(涉武II線)-2號主變圧器2完整串3號主變圧器-洹安線3空串備用(涉武I線)-備用(邯鄲東線)4完整串藺河I線-辛安I線5不完整串藺河II線-備用(辛安II線)

2 優化方案比選

根據本工程實際情況，提出2個優化方案。

2.1 調整配串方案

將3號主變圧器和備用(涉武I)間隔位置對調，即3號主變圧器由第2串改接入第3串，備用(涉武I)間隔由第3串改接入第2串。調整完成后配串圖見圖2。

圖2 調整后配串方案

調整后的配串方案可避免洹安線間隔斷路器長期的開斷狀態造成3號主變圧器單斷路器接母線的情況，但缺點是洹安線路與備用(涉武I)線路配為一串，遠期擴建涉武I出線時，涉武I線路仍將面臨單斷路器接母線的狀態；另外，該方案增加了1臺500 kV斷路器，建設規模超出可研審定范圍，且增加工程投資約350萬元。

根據系統規劃，成峰至涉武線路為省網內重要線路，規劃輸送容量較高，單斷路器接母線的運行方式將給電網系統穩定運行造成較大隱患，且建設規模超出可研審定范圍，加之工程投資額增加較多，經與各相關單位討論，不推薦采用該方案。

2.2 間隔內設備配置優化方案

根據相關設計原則，洹安線間隔斷路器和隔離開關需保持開斷狀態，可考慮在500 kV配電裝置洹安出線側加裝出線隔離開關，打開該隔離開關后，串內其他設備均可保持閉合，滿足3號主變圧器經斷路器接入500 kV 2條母線的要求。

3號主變圧器-洹安完整串原方案接線示意和加裝出線隔離開關后的接線示意分別見圖3和圖4。

圖3 3號主變圧器-洹安串原方案接線示意

圖4 3號主變圧器-洹安串優化后接線示意

本方案可在保持辛安至洹安線路狀態不變的前提下，將3號主變圧器經斷路器分別接入500 kV 2條母線，大幅提升3號主變圧器的供電可靠性，僅需多建設500 kV三相隔離開關一組，工程投資增加約40萬元。經與各相關單位討論，認為本方案技術經濟優勢明顯，可操作性好，推薦采用。

3 方案細化

針對出線間隔內設備配置優化方案，對多家設備廠家進行調研，各廠家均答復可以實現，設備廠家給出的實現方案匯總為如下3種：

a. 出線套管升高；

b. 整串設備拉長；

c. 出線套管向寬度方向平移。

常規500 kV HGIS設備布置與優化后各方案設備布置對比如圖5-8所示。

圖5 500 kV配電裝置常規斷面圖

圖5為常規500 kV HGIS設備布置圖，設備長度(最外側套管間距)為24.96 m，套管高度均為9.6 m，間隔寬度27 m。

圖6 500 kV配電裝置斷面圖(優化方案a)

圖6為優化方案a(出線套管升高方案)，設備長度(最外側套管間距)為27.07 m，洹安出線套管高度11.6 m，其余套管高度9.6 m。本方案設備各電氣距離滿足規程要求，整體觀感較好。

圖7 500 kV配電裝置斷面圖(優化方案b)

圖7為優化方案b(整串設備拉長方案)，設備長度(最外側套管間距)為31.96 m，套管高度均為9.6 m。本方案設備各電氣距離滿足規程要求，且該方案下本串可減少2只500 kV支柱絕緣子，但增加了HGIS罐體長度，設備總投資有所增加，設備區整體觀感較差。

圖8 500 kV配電裝置斷面圖(優化方案c)

圖8為優化方案c(出線套管向寬度方向平移方案)，設備長度(最外側套管間距)為24.96 m，套管高度均為9.6 m，間隔寬度30 m。由于套管向寬度方向平移，設備外形及布置于常規方案差異較大，對設備安裝運輸和維護有一定影響，且設備區整體觀感較差。

綜上所述，選擇優化方案a即出線套管升高方案作為洹安間隔配置優化方案推薦方案。

4 結束語

以實際工程為依托，提出500 kV省際線路間隔配置多種優化方案，充分對比分析，選出最優方案，為工程的順利推進和可靠實施提供了保障。隨著電網系統的發展，500 kV省際線路的配置將逐步多樣化。工程設計人員應根據工程實際需求，充分比選各種方案，實現配置方案的最優。

[1] DL/T 5352-2006，高壓配電裝置設計技術規程[S].

[2] DL/T 5218-2012，220～750 kV變電站設計技術規程[S].

[3] 劉振亞. 國家電網公司輸變電工程通用設計110(66)～500 kV變電站分冊[M]. 北京: 中國電力工業出版社, 2011.

本文責任編輯：齊勝濤

500 kV Interprovincial Transmission Line Bay Configuration Optimization Research

Jia Dongrui,Xie Xingli,Liu Sen

(Hebei Electric Power Design & Research Institute, Shijiazhuang 050031, China)

According to power system demand, a certain 500 kV interprovincial transmission line have to keep cold standby condition for a long period, so the transformer which lies in the same string have to be connected to single bus via single circuit breaker, the power supply reliability of the transformer decreases greatly. For this reason, the 500 kV HGIS device needs to be optimized, and according to the investigation result of device manufacturers' ability, this paper analyses several different optimization plans and proposes the optimal one,accomplishes the increase of the power supply reliability of the transformer with the least cost.

500 kV line;interprovincial transmission;line bay;configuration scenarious

2016-06-23

賈東瑞(1983-)，男，工程師，主要從事變電電氣專業設計研究工作。

TM645.1

B

1001-9898(2016)05-0003-02