皖南特高压变电站1000kVGIS布置型式研究概要Word格式文档下载.docx

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1000kVGISlayouttypesforUHVs

CHENHai2yan1,FANing2

（1.ChinaPoweroup100011,China;

2.CentralInstitute,Wuhan430071,China

GIareanalyzed,andthefourlayouttypesof1000kVGISinsouthernAnhuiprroposedaccordingtotherequirementsofconstructionscale,directionsoftheincomingandandrepairandmaintenance.Thefourschemesarecomparedinthetechnicalandeconomicas2pects,andtheoptimalschemeisrecommended.

Keywords:

UHVsubstation;

GIS;

distributiondevice

　　随着土地资源的逐渐减少、环境污染的日益加重以及电力科学技术的不断进步,具有占地面积小、可靠性高、安装便捷、维护方便等优点的气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS变电站在我国电力工程中应用越来越广泛。

自20世纪60年代问世以来,GIS在电力系统输变电工程中发展迅速[124],起初它主要用于220kV及以下电压等级的城区变电站,但是近年来电力制造技术的进步以及国网公司在变电站建设过程中提出的“两型一化”的要求推动了GIS变电站朝500kV、750kV、1000kV等超高压和特高压方向的发展[527]。

1000kV特高压变电站是目前国内正在建设中的电压等级最高的变电站,为节省占地面积,采取的主要措施之一是在1000kV配电装置区域采用GIS或HGIS。

根据前期研究成果以及可研审查意见,特高压东线项目中的皖南特高压变电站工程确定采用1000kVGIS,如何确定1000kVGIS的布置型式是本工程的关键课题之一。

我国地域辽阔,各地地理环境差别较大,经济发展又不平衡,1000kVGIS的布置型式较多,其选型很难采用统一的模式,必须结合实际工程的特点进行合理选择。

1　GIS布置型式分析

根据可研评审意见,皖南特高压变电站工程采用1

断路器主接线。

对于GIS而言,12断路器接线的典型布置方案有三列式布置、一字型布置和单列式布置等3大类布置型式[8],其中单列式布置又分为横连线单列式布置、常规斜连线单列式布置、高式斜连线单列式布置和分相单列式布置等4种子类型。

1.1　三列式布置

三列式布置是1

断路器接线敞开式（AIS配电装置中最典型的1种布置型式。

优点:

对主接线的模拟性强,便于生产运行;

整个配电装置的纵向尺寸较大,而横向尺寸相对

60（总806

2008,36（7

较小;

适宜向两侧出线。

缺点:

（1横向尺寸小,为适应1000kV出线间隔宽度的要求,需要拉长串间距离,从而增加了主母线的长度,同时也增加了占地面积;

（2适宜向两侧出线,不便于交叉接线,如果要交叉接线需多占间隔;

（3虽然配电装置的纵向尺寸较大,但是与主变压器区域的宽度相差较大,不便于垂直进线的布置方式,宜采用平行进线方式来满足总平面布局要求。

经过与线路专业的研究配合,本工程1000kV出线可单侧出线,且主变进线与出线也可平行布置,鉴于缺点（1,即本工程若采用三列式布

置,纵向尺寸将增大,同时因为1000kV出线间隔宽度的要求限制了横向尺寸的减小,导致主母线长度增加和占地面积增加,从而造成了资源的极大浪费。

事实上,对任意1000kV,三列式布置的缺点（1kVGIS,方式。

1.2　一字型布置

一字型布置方式是纵向尺寸最小的一种配电装置型式。

纵向尺寸最小,交叉接线、进出线方向灵活,横向长度与主变压器区域的宽度尺寸相匹配。

主母线较长,横向尺寸长,串间设备不清晰,检修较为不便。

根据断路器与主母线的相对位置不同,一字型布置又包括下3种方案。

（1断路器靠近出线侧,主母线靠近主变侧此方案断路器靠近出线侧布置,母线靠近主变侧布置,布置示意见图1。

该方案1000kV出线母线与主母线没有交叉,且出线的分支母线长度相对较短,可节省设备投资。

一般来说,如果出线数多于进线数,主母线靠近进线侧有利于减少分支管母的长度,反之亦然。

利用主变运输道路及主变进线构架至1000kVGIS之间的空间可以完成设备的运输及安装检修,但是在安装检修时GIS的吊装必须跨过主母线,吊车的作业半径较大,因此必须使用大吨位

的吊车才能满足要求

。

图1　方案（1布置示意图

（2断路器靠近主变侧,主母线靠近出线侧

此方案断路器靠近主变侧布置,母线靠近出

线侧布置。

该方案1000kV叉,,设备投资相,因,使用相对较小吨位。

（3主母线布置在断路器两侧此方案将2组主母线分开布置,一组靠近出线侧,另一组靠近主变侧,断路器则布置在2组母线之间,其布置见图2。

该方案部分1000kV出线分支母线与主母线有交叉,且出线的分支母线长度介于一字型布置的方案（1和（2之间。

由于2组主母线上接有母线设备（避雷器和电压互感器,当母线分开布置时其纵向尺寸相比方案（1和（2较大。

利用主变运输道路及主变进线架构至1000kVGIS之间的空间可以完成设备的运输及安装,

但是在安装时GIS的吊装仍需跨过1组主母线,吊车的作业半径相对也较大

图2　方案3布置示意图

1.3　单列式布置

（1横连线单列式布置

横连线单列式布置也称典型接线单列式布置,见图3,由此可见,该布置方式不易于实现交叉接线,出线方向不够灵活,适宜于向两侧出线和适应进出线数量相当的接线形式。

陈海焱,等　皖南特高压变电站1000kVGIS布置型式研究61（总807

图3　横连线单列式布置示意图

（2常规斜连线单列式布置

常规斜连线单列式布置是在横连线单列式布

置基础上发展而来的,见图4,由此可见,该布置

方式易于实现交叉接线,出线方向灵活,但断路器

间的分支母线较长,设备造价增加

（3

高式斜连线单列式布置是在常规斜连线单列

式布置基础上演变而来的,见图5,由此可见,该

布置的特点与常规斜连线单列式布置相同,易于

实现交叉接线,出线方向灵活,但断路器间的分支

母线较长,设备造价增加。

与常规斜连线单列式布置不同之处在于断路

器的斜连分支母线采用高式布置,斜连分支母线

不占横向空间,因此,该布置方式的横向尺寸较常

规斜连线单列式布置的横向尺寸小;

但是整个

GIS较高,检修维护不方便,当拆除设备时还需要

拆除部分斜连分支母线

图5　高式斜连线单列式布置示意图

（4分相单列式布置

分相单列式布置是由中南电力设计院付果荣

教授级高工提出的,见图6

图6　分相单列式布置示意图

该布置方案将接线中每串3组开关设备按A、B、C三相分别先串接为1小组,然后将3小组按A、B、C三相平行（单列布置,这样就可在不采用分支母线的情况下,三相引出套管直接置于GIS上。

GIS布置中

:

（1引出套管直接置于GIS本体上,省去了大量分支母线,节省了投资,减少了故障机率,也使平面布置更为清晰、美观;

（2将出线门型构架（进出线共用布置在GIS中轴线上,有利于进出线共用,节省占地,也更便于吊车作业。

该方案同串中3台开关设备的连接方式采用横连式,虽然缩短了连接母线管的长度,但是不易于实现交叉接线,出线方向不够灵活,适宜于向两侧出线和适应进出线数量相当的接线形式。

2　GIS布置方案的技术经济比较

由于本工程1000kV配电装置区域远期出线8回,进线3回,进出线数量相差较大,根据上述分析研究可知三列式布置、横连线单列式布置和分相单列式布置不适合本工程。

另外,由于常规斜连线单列式布置纵向距离较长,占地面积较大,尤其是分支母线管很长,该布置相比一字型布置和高式斜连线单列式布置在技术指标和经济指标上均没有优势。

鉴于此,本工程不适宜考虑1000kVGIS的常规斜连线单列式布置型式。

2.1　一字型方案（1

断路器靠近出线侧布置,2组主母线靠近主变侧布置,进出线构架之间的纵向距离为51m。

因断路器布置在出线侧,故1000kV8回出线的分支母线与2组主母线均不交叉,远期主母线长度约为2130m,分支母线长度约为1090m。

62（总808

该方案中断路器离主变运输主道路较远,GIS的吊装需跨越2组主母线,故吊车吊装不方便,且起吊吨位相对很大。

考虑GIS断路器单元的重量为35t,则本方案吊装时需要使用300t吊车。

GIS的断路器机构箱至出线分支母线间留有

足够的净空间,日常运行中维护工具的运输和工作人员巡视较为方便。

2.2　一字型方案（2

断路器靠近主变侧布置,2组主母线靠近出线侧布置,进出线构架之间的纵向距离与方案一相同,也为51m。

因断路器布置在进线侧,故1000kV8回出线的分支母线与2组主母线均要

交叉,远期主母线长度约为2130m,分支母线长度约为1225m。

该方案中断路器靠近主变运输主道路,GIS的吊装不需跨越主母线,故吊车吊装方便,吨位相对较小,160t,,求。

表1　4种方案的技术经济比较

方案

项目（1（2（3（4占地

尺寸/m

51×

46851×

46857×

46859×

468面积/%100100112116主母线长度/m2130

2130

2180

分支母线长度/m

≈1090

≈1225

≈1211

≈1645

总体布置

断路器靠近出线侧布

置,母线靠近主变侧布置,进出线构架纵向距离为51m,远期8回出线的分支母线与2组主母线没有交叉

断路器靠近主变侧布置,母线靠近出线侧布置,进出线构架纵向距离为51m,远期8回出线的分支母线与2组主母线均有交叉

2组主母线分开布置,断路器布置在2组主母线之间,进出线构架纵向距离57m,远期8回

出线的分支母线与主母线部分交叉

2组主母线分开布置,断路器布置在2组主母线之间,进出线构架纵向距离59m,断路器间

斜连分支母线高式布置检修起吊

较不方便,GCB单元吊装需跨越2组主母线,吊车的起重吨位很大

（300t

方便,GCB单元吊装不需跨越主母线,吊车的起重吨位较小（160t较不方便,GCB单元吊装需跨越1组主母线,吊车的起重吨位较大（200t

较不方便,GCB单元吊装需跨越1组主母线,吊车的起重吨位较大

（200t

运行维护

满足要求,较方便

满足要求,方便

不方便

分支母线投资费用

（按10万元/m估算/万元10900122501211016450每班吊车租赁费用/万元

4

2.3

2.3　一字型方案（3

2组主母线分开布置,断路器则布置在2组

主母线之间,进出线构架纵向距离57m,远期8回出线的分支母线与主母线部分交叉。

远期主母线长度约为2130m,分支母线长度约为1211m。

该方案中断路器离主变运输主道路相对也较

远,GIS的吊装需跨越1组主母线,故吊车吊装较不方便,且起吊吨位相对较大,吊装时需要200t的吊车才能满足要求。

由于GIS的断路器两侧均有主母线,日常运行中维护工具的运输和工作人员巡视均不方便。

2.4　高式斜连线单列式方案（4

1000kV构架之间的纵向距离为59m,该方

案2组主母线长度约为2180m,进出线分支母线长度约为1145m,这与一字型布置方案大致相当,但是断路器之间的连接分支母线长度约为500m,全部分支母线总长度高达1645m。

远,GIS的吊装需跨越1故吊车吊装较,,200t的吊车。

。

2.5　4种方案的技术经济比较

根据上述分析,从占地指标、母线长度、总体布置、检修起吊、运行维护和分支母线投资费用等

几个方面对方案（1~（4进行技术和经济比较,结果见表1。

需要说明的是,表1中的分支母线长度是在皖南1000kV特高压工程远期方案的基础上进行计算的。

由表1可见,方案（1在总体布置、分支母线

陈海焱,等　皖南特高压变电站1000kVGIS布置型式研究63（总809

的投资费用方面要优于方案（2,方案（2的分支母线投资费用比方案（1约高出了1350万元,但是方案（2在检修起吊和运行维护等方面比方案（1好,方案（2的吊车租赁费用比方案（1每个台班约低2万元。

方案（3的分支母线投资费用虽然介于方案（1和（2之间,但是由于方案（3进行日常的运行维护非常不方便,故一般不推荐此方案。

方案（4是500kVGIS设备的一种典型布置方式,虽然该布置的主母线长度与一字型布置差不多,但是分支母线长度过长,其投资费用比一字型布置方案高出了约4000~5000万元。

又由于2组主母线布置在断路器两侧,且断路器之间的分支母线布置在断路器本体上方,给检修维护带来困难,所以该布置方案也不适合本工程。

通过以上的技术经济比较知,

在投资方面较省,但是方案（

便、

（

调研结果,S一个完整串约3亿元,故本工程1000kVGIS推荐方案（2,即GIS一字型布置,且断路器靠近主变侧布置,2组主母线靠近出线侧布置。

3　结论

本文结合1000kV皖南特高压变电站工程的建设规模、进出线方向和检修维护等方面的要求,提出了本工程1000kVGIS布置的4种方案,经技术和经济比较后得出结论:

（1一字型布置的3种方案在投资上相差不大,而高式斜连线单列式布置方案的投资大大高于一字型布置方案。

（2一字型布置方案（1检修起吊不方便,运行维护较方便;

一字型布置方案（2检修起吊方便,运行维护方便;

一字型布置方案（3检修起吊较不方便,运行维护不方便;

方案（4检修起吊较不方便,运行维护不方便。

（3本工程1000kVGIS宜采用一字型布置方案（2,即断路器靠近主变侧布置,2组主母线靠近出线侧布置。

参考文献:

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[,,邱毓昌,等.GIS在快速暂态过电压下的放电特性[J].电网技术,2000（9.

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收稿日期:

2008205212

本文编辑:

邵振华

电力简讯安徽电网首条碳纤维输电导线投运

安徽电网迎峰度夏重点工程———220kV洛燕线改造工程竣工投运,标志着安徽220kV电网首次使用碳纤维复合导线获得圆满成功。

220kV洛燕线是连接淮南洛河发电厂至蚌埠220kV燕山变电站的一条重要线路。

总投资3400万元,全长38km,将原来的普通钢芯铝绞线全部更换成碳纤维复合导线,这也是安徽电网首次应用此种新技术、新材料。

由于碳纤维导线具有重量轻、载流量大、强度高、耐高温、线损低等优点,在提高同条电力线路输送容量的同时,又能利用现有铁塔,不增加线路走廊用地,节约土地资源,对减少线路廊道压力,缓解电网建设和土地资源紧缺之间的矛盾有着积极的意义。

改造后220kV洛燕线输送容量将提高一倍,最大输送容量将能达到457MVA,相当于每年蚌埠地区夏季高峰时段受电能力的三分之二,既可缓解安徽省迎峰度夏用电压力,保证整个电网系统稳定,提高电网运行的可靠性,同时也为发电厂解决了电力送出问题。

（鲁　川供稿