特高壓直流換流站500kV交流濾波場優(yōu)化

張亞魁

摘要：本文通過對特高壓直流換流站500kV交流濾波場各大組及小組布置進(jìn)行優(yōu)化，提出了串字型布置方案，該方案的特點是沿縱向布置一組跨線，作為大組母線;將小組濾波器間隔沿跨線方向布置于跨線下方，小組進(jìn)線隔離開關(guān)在架構(gòu)下方與跳線連接;GIL管道母線引至跨線端部架構(gòu)處，通過引下線與大組跨線相連。該方案適用性強、布置清晰、安裝和檢修條件好，總體技術(shù)占優(yōu)，且減少了濾波場占地面積，具有顯著的經(jīng)濟效益。

0 引言

根據(jù)系統(tǒng)無功平衡和滿足換流站交流側(cè)諧波的要求，換流站內(nèi)設(shè)置有交流濾波器組及并聯(lián)電容器組，是±800kV換流站中重要的組成部分之一。

交流濾波場地約占整個換流站場地的30%～40%。因此，交流濾波場地的布置優(yōu)化，將直接影響換流站總平面布置的大小，并關(guān)系到工程投資、設(shè)備及人員安全、運行維護(hù)等諸多工程關(guān)鍵要素。因此，應(yīng)合理地對濾波場地布置進(jìn)行優(yōu)化及研究，按照布置清晰、工藝流程順暢、運行與維護(hù)方便、減少占地、盡量減少站區(qū)的噪音污染，對周圍環(huán)境影響小，便于全站各配電裝置協(xié)調(diào)配合的基本原則進(jìn)行。這對于減少特高壓換流站總占地面積、節(jié)約投資、保障特高壓直流工程的順利開展，具有十分重要的工程價值及研究意義。

1 500kV濾波場簡介

500kV交流濾波場一般分為4大組，每大組包含4或5小組，共計19或16小組濾波器。每大組交流濾波器作為一個元件接入交流500kV配電裝置串內(nèi)。交流濾波器大組母線采用單母線接線方式。小組濾波器按照功能可劃分為HP3、HP12/24和SC（1組不帶阻尼電抗器）等模塊。小組接線如圖1-1～1-3所示。

根據(jù)典型工程具體條件，針對交流濾波器場，目前有“一”字型、“田”字型、改進(jìn)“田”字型三種布置方案。三種方案均存在部分缺點。“一”字型場地利用不夠充分，整體占地面積大;“田”字型GIL的用量較多，造價較高;部分大組的GIL進(jìn)線需深入至濾波場區(qū)域內(nèi)部，用量過多;根據(jù)田字型的布置特點，母線兩側(cè)相對布置的小組濾波器或電容器均應(yīng)接入同一大組，因此，當(dāng)濾波器小組數(shù)為偶數(shù)時最為適用，否則占地面積較大，土地利用率較低;與改進(jìn)“田”字型相比，常規(guī)田字型布置的占地面積仍顯過大。

2.500kV濾波場串字型布置方案

串字型布置方案共設(shè)置4大組19小組濾波器，每大組濾波器含4～5小組濾波器。每個大組濾波器作為一個元件接入500kV配電裝置。工程中可根據(jù)實際情況進(jìn)行大組和小組濾波器增減。

串字型布置方案的特點是沿縱向布置一組跨線，作為大組母線;將小組濾波器間隔沿跨線方向布置于跨線下方，小組進(jìn)線隔離開關(guān)在架構(gòu)下方與跳線連接;GIL管道母線引至跨線端部架構(gòu)處，通過引下線與大組跨線相連。該模塊對于濾波器小組為奇數(shù)和偶數(shù)均可適用。

串字型布置方案采用戶外瓷柱式SF6斷路器，工程中可根據(jù)實際情況選擇斷路器型式。串字型布置方案使用雙柱式隔離開關(guān)。

串字型布置方案濾波器大組母線采用軟導(dǎo)線，使用雙分裂2×LGJQT-1400導(dǎo)線，掛點高度21m。

在濾波器組間隔前后設(shè)置道路，間隔設(shè)備間設(shè)置局部相間道路，作為運輸、檢修、和巡視道路，根據(jù)配置需要，將母線設(shè)備布置于小組后側(cè)圍欄與道路之間。

串字型布置方案尺寸為338.6m×132m（路中心到路中心）。串字型布置方案接線圖見圖2-1，布置見圖2-2，斷面見圖2-3。

3.串字形方案工程應(yīng)用示例

上文圖中所示串字型布置方案建設(shè)規(guī)模與鄭州換流站一致，設(shè)計方案綜合采用了串字型布置模式和小組濾波器優(yōu)化成果。圖3-1為鄭州換流站濾波器場實際布置圖。

表3-1對串字型方案和鄭州換流站實際方案進(jìn)行對比，歸納了串字型方案在鄭州換流站工程條件下的優(yōu)化效果。

經(jīng)濟比較 綜合優(yōu)化方案可節(jié)約投資2172萬元，其中GIL管道母線節(jié)約1251萬元、敞開式母線（跨線、懸吊管母等）節(jié)約343萬元、構(gòu)架土建工程量節(jié)約410萬元、征地費用節(jié)約168萬元。

4.結(jié)論

本文提出了500kV交流濾波場串字型布置方案，該方案具有以下優(yōu)點：

1） 交流濾波場區(qū)域由若干大組平行排列構(gòu)成，布置整齊清晰，單元性強，工藝流程順暢。

2） 通過上跨線實現(xiàn)大組母線功能，節(jié)約了母線布置場地，大幅節(jié)約了占地面積。

3） GIL母線只需就近引至跨線端部，用量大為減少。

4） 避免了雙層跨線，且構(gòu)架型式簡單，用鋼量少。

5） 工程適應(yīng)性強，無論大組數(shù)或小組數(shù)分別為奇數(shù)或偶數(shù)均可適用。

參考文獻(xiàn)

[1] 水利電力部西北電力設(shè)計院編《電氣工程電氣設(shè)計手冊 電氣一次部分》，中國電力出版社.

[2]《高壓直流輸電工程技術(shù)》趙畹君主編，中國電力出版社.

[3]《國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計±800kV換流站分冊》劉振亞主編，中國電力出版社.