特高壓變電站1000kV間隔擴建工程特殊條件下的預案研究

中國能源建設集團安徽省電力設計院有限公司 邵松濤 周海鵬 程中杰

平圩電廠三期送出工程是我國第一個發電廠直接升壓1000kV接入電網的工程，示范意義重大。淮南特高壓變電站1000kV平圩電廠間隔擴建工程為平圩電廠三期送出工程的配套工程。為滿足平圩電廠三期2×1000MW機組的電力送出要求，淮南站擴建1000kV平圩電廠間隔工程必須與平圩電廠三期工程同步完成，建設工期緊。

淮南站擴建平圩電廠間隔需要新增用地，由于征地批復程序存在較長時間的審批、公示等環節，征地時間存在不確定性，可能導致開工延誤。為確保平圩電廠三期工程2×1000MW機組按時并網，必須事先做好預案，一旦征地程序遇到問題，可迅速啟動預案，確保平圩三期電力順利送出。

基于上述特殊條件，在初步設計招標階段，提出了在征地遇到問題情況下的工程實施預案，并分別對站內過渡和站外過渡兩種預案進行經濟技術比較。

1 淮南站平圩電廠擴建工程的常規方案

淮南1000kV變電站一期工程于2013年9月正式投入運行，淮南擴建平圩電廠間隔工程為平圩電廠三期送出工程的配套工程，1000kV出線遠期規模8回；已建2回，至皖南2回；本期擴建至平圩電廠1回。常規方案走正常的征地程序，在新增用地上建設1000kV平圩電廠出線間隔。

其工程設想如下：1000kV遠景8線3變，組成5個完整串和1個不完整串。一期工程已建2線2變，組成1個完整串和2個不完整串。本次擴建新建平圩電廠出線1回，新建1個雙斷路器串。1000kV電氣主接線如圖1所示，其中粗實線部分表示本期擴建，虛線部分表示遠景部分。

圖1 常規方案1000kV電氣主接線圖

1000kV本期及遠景配串見表1。

表1 1000kV推薦配串方案表

電氣總平面布置見圖2，圖中洋紅色部分表示本期擴建。

本期平圩電廠1000kV進線由淮南1000kV變電站西側接入本期擴建的向西出線構架，站外新建雙回路終端。本期利用雙回路塔的南側橫擔接入變電站擴建的1000kV平圩電廠間隔，北側橫擔為備用回路，詳見圖3。

圖2 常規方案電氣總平面布置圖

圖3 常規方案線路終端塔示意圖

2 特殊條件下的預案研究

一期工程1000kV已建一個完整串和兩個不完整串，可在一期工程圍墻內利用備用間隔臨時帶平圩電廠線路，等到擴建征地完成后，在新增用地上建設平圩電廠間隔，并將線路恢復入平圩電廠間隔中。

在皖電東送北半環特高壓工程中，淮南站擴建1000kV南京出線2回，該工程于2014年1月完成了初步設計預審，北半環工程竣工時間預判為2016年6月左右。因此，首選利用南京間隔作為臨時過渡間隔，即南京出線間隔提前建設，這樣既不會額外增加斷路器投資，也不會影響北半環工程的送電。

根據淮南1000kV變電站平面布置及平圩電廠送出線路進線方案，提出站內過渡及站外過渡兩種預案，兩者1000kV電氣主接線相同，擴建分為兩次進行：首先在圍墻內擴建南京(一)、南京(二)出線間隔兩回，將第二串皖南(二)——南京(一)不完整串和第三串#2主變——南京(二)不完整串完善為完整串，新建2臺斷路器，擴建完成后利用原南京(二)出線間隔臨時帶平圩電廠線路；征地完成后進行第二次擴建，擴建平圩電廠出線間隔一回，新建第五串雙斷路器串，并將平圩電廠線路改接至平圩電廠間隔。

如圖4所示，圖中藍色粗實線表示第一次擴建部分，黑色粗實線部分表示第二次擴建部分，紅色虛線表示遠景部分。

圖4 預案1000kV電氣主接線圖

兩種預案南京(一)間隔可以與南京(二)間隔同期擴建，也可分期實施。為方便建設管理，減少施工二次進場及停電工作量，推薦南京(一)、(二)同期擴建。以下均按照南京(一)、南京(二)同期擴建描述。

2.1 站內過渡方案

本期平圩電廠出線利用南京(二)間隔，利用站內架空跨線通過變電站內#3主變進線構架向西反向出線，接入本期平圩電廠進線的終端塔。詳見圖5。

圖5 站內過渡方案電氣平面布置圖

對于站內過渡方案，本期擴建南京出線2回，出線構架位于GIS東側。出線構架采用兩跨聯合布置。此外，還需提前建設#3主變進線構架，作為站內反向出線的臨時過渡構架。GIS出線利用站內臨時跨線從南京(二)出線構架過渡到#3主變進線構架，然后連接至站外平圩電廠雙回路終端塔。線路部分不需新建桿塔，只需待擴建端建成后將進線檔過渡期接至#3主變構架的進線檔重新放線即可。

站內過渡方案的問題在于南京(二)出線構架與#3主變構架之間的臨時跨線偏角過大，構架側向受力過大，需進行非標設計。同時，由于偏角過大，上層跨線的耐張串均壓環至構架腿之間電氣距離緊張，需要增加構架寬度，增加投資較大。為解決以上問題，優化構架受力，保證上層跨線和跳線電氣距離滿足要求，建議將南京(二)出線間隔向北移動15m左右。南京(一)出線構架可以一起移動，但要增加45m長的分支母線筒，經濟性較差，故推薦采用兩個單跨構架，即將南京(一)、南京(二)出線構架拓開，增加一組構架支撐腿，如圖5所示。

恢復遠景接線方案時，需將南京(二)出線構架和#3主變進線構架之間的上層跨線拆除，并將#3主變進線構架的出線改接到遠景平圩電廠出線構架上。需要說明的是，由于臨時跨線高度較高，根據電氣距離校驗結果，不會影響下層設備吊裝。站內過渡方案平圩電廠反向出線斷面如圖6所示。

圖6 站內過渡方案平圩電廠反向出線斷面圖

站內過渡方案中，由于#3主變過渡構架反向出線偏角較大，需校驗導線與#3主變備用相上方構架的相地距離及導線之間的相間電氣距離。由圖5可見，反向出線與#3主變備用相上方構架之間距離較遠，明顯滿足電氣距離要求。為了避免輸電線路構架至線路終端塔導線空間交叉，淮南站側終端塔至構架導線排列如圖7所示。

圖7 站內過渡方案淮南站進出線松弛檔俯視圖

本方案將線路終端塔布置于遠期平圩間隔中心方向以減少出線構架的偏角，終端塔終期進線檔距約150m。為增大相間距離，建議將A相掛點移至構架柱上，A-B相和B-C相掛點間距按19.85m設計(考慮本期掛點與遠景#3主變進線掛點位置盡量相同)，如圖8所示。經計算，在此方案下，跳線與構架柱的電氣距離滿足要求，進線檔三相的最小相間距離在12.5～13.5m之間。

圖8 構架掛點布置圖

1000kV線路設計規程中對于檔距中央的相間距離未做規定，但1000kV變電站設計規程中A2值為9.2m，結合110～750kV線路和變電設計規程中對于相間最小距離的不同要求，對于1000kV線路建議相間最小距離取值10.2m，故本期出線相間的電氣距離可以滿足要求。同時根據1000kV皖電東送工程進線檔電磁環境的相關研究成果，該方案相間距離能夠滿足線路側電磁環境的要求。

綜上所述，站內過渡方案電氣距離滿足要求。

2.2 站外過渡方案

本期平圩電廠出線利用南京(二)間隔，由本期平圩電廠雙回路終端塔起，利用新建的兩基單回路轉角塔由淮南站擴建端北側圍墻外繞行，并轉向南接至南京(二)間隔出線雙回路終端塔。電氣平面布置圖和線路走向示意圖詳見圖9和圖10。

圖9 站外過渡方案電氣平面布置圖

對于站外過渡方案，本期擴建南京出線2回，出線構架位于GIS東側。出線構架采用兩跨聯合布置，南京(一)間隔不掛線，南京(二)間隔向東出線。線路部分起于淮南站平圩電廠進線側1000kV雙回路終端塔南側橫擔，經新建2基單回路轉角塔，繞過淮南站擴建端北側圍墻，并轉向西南接至南京方向出線雙回路終端塔北側橫擔，然后線路接入淮南站南京(二)間隔。過渡線路按單回路架設，路徑長度約770m。恢復遠景接線方案時，只需將平圩電廠雙回路終端塔至過渡構架J1上的導線改接入平圩電廠間隔出線構架即可，如圖10所示。

圖10 站外過渡方案線路走向示意圖

站外過渡線路需新建2基單回路轉角塔并需提前建設南京方向雙回路終端塔。規劃單回路轉角塔采用導線三角排列的干字型塔，雙回路終端塔采用導線垂直排列的傘形塔。

表2 兩種方案投資比較表

3 經濟性比較

以上預案基于南京間隔提前建設，涉及到南京間隔的主要設備、材料費用均列入擴建南京間隔工程，不列入本工程。經濟技術比較時，只計列過渡方案額外發生的費用或比常規設計增加的費用，如過渡桿塔、臨時跨線、#3主變進線構架非標設計增加的費用、線路改接費等。

站內過渡和站外過渡兩種預案的1000kV主接線和系統二次工作量相同，主要區別在于站內過渡方案需要提前建設#3主變構架作為臨時出線構架，站外過渡方案則通過線路臨時桿塔從站外進行轉接。本節對兩種備選方案有差異的部分進行比較，并列出主要工程量的項目，見表2。

4 結論

從技術及工程可實施角度，兩種方案均具備可實施性，其優缺點如下：

對于站內過渡方案，由于#3主變構架將作為出線構架且出線偏角較大，需進行非標設計，導致該構架比常規主變進線構架投資增加；南京出線采用兩個單跨構架，需增加造價。另外需增加臨時跨線，后期需拆除，站內改造工作量比站外方案大。

站外過渡方案對站內影響較小，其缺點是投資較站內方案增加1676萬元，經濟性差。

本期利用南京(二)間隔帶平圩電廠線路，后期平圩電廠間隔建設完成后，需將平圩電廠線路改接入平圩電廠間隔。由于平圩電廠為單回1000kV線路送出，改接時2000MW機組需陪停。兩個方案停電時間相同。

綜上所述，考慮到過渡方案使用時間較短，為節省投資，推薦采用站內過渡方案。