聶瓊，賀虎

(國家電網(wǎng)公司交流建設(shè)分公司，北京市100052)

0 引言

特高壓交流試驗示范工程成功投運后，華北與華中二大電網(wǎng)通過特高壓實現(xiàn)了同步聯(lián)網(wǎng)，保障了電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行［1-9］。由于受主變壓器容量的制約及通道中部(南陽)電壓無功支撐不足等因素的影響，工程只具備280萬kW的送電能力，線路輸電能力及聯(lián)網(wǎng)效益未能充分發(fā)揮。特高壓交流試驗示范工程擴建工程是特高壓交流電網(wǎng)發(fā)展中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對進一步發(fā)揮特高壓交流試驗示范工程的輸電能力、提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平、滿足電能遠距離大容量的調(diào)配需要、促進特高壓電網(wǎng)發(fā)展具有重要意義。

1000kV荊門變電站擴建工程(簡稱擴建工程)增加1組主變壓器(3×1 000 MVA)，另設(shè)1臺備用;1000kV無新增出線，主接線由雙斷路器過渡接線完善為1個半斷路器接線，新增3臺斷路器，采用氣體絕緣半封閉式組合電器(hybrid gas insulated switchgear，HGIS);500kV無新增出線，采用HGIS設(shè)備。主變110kV側(cè)設(shè)置2組獨立的單母線接線;低壓無功補償新增2組240 Mvar電抗器和4組210 Mvar電容器。

擴建工程1000kV配電裝置未按最終規(guī)模征地，且受征地面積的限制，未建設(shè)1000kV 2號母線，僅建設(shè)了1號母線，1號主變壓器進線通過支持式過渡管母引接至第2串HGIS套管。擴建工程的1000kV配電裝置，需沿遠期規(guī)劃向南側(cè)擴建2號母線及2號主變壓器過渡進線，拆除原過渡支持式管母。荊門變擴建后，1000kV配電裝置形成1個不完整串和1個完整串:擴建1號主變壓器進線間隔，組成1個不完整串，布置在第1串;擴建2號主變壓器進線間隔，與南荊一線出線間隔組成1個完整串，布置在第2串。擴建2號主變壓器進線間隔通過低架橫穿，由1000kV配電裝置的西南端頭進入第2串。

本文將結(jié)合荊門站擴建工程的建設(shè)特點，對1000kV配電裝置HGIS的布置方式進行分析［10-11］。

1 新建第1串HGIS的連接方案

1000kV第1串HGIS擴建為1個不完整串，作為1號主變壓器進線間隔。

(1)“2+1”方式布置。荊門變電站工程前期1000kV HGIS布置采用“2+1”方式，因此擴建工程計劃首先采用“2+1”方式布置HGIS。1000kV出線方向為南、北兩側(cè)出線，主變壓器由配電裝置的端部進線。

1000kV第1串HGIS的連接可采用2種接入方案(方案1、2)，如圖1、2所示。在2種方案中，構(gòu)架1、2為前期已建構(gòu)架，構(gòu)架3、4為擴建部分構(gòu)架。

2種方案中，HGIS套管至2號母線的連接線均通過架空軟導線引接，其區(qū)別在于HGIS套管引上的位置不同。方案1中HGIS套管通過四分裂導線直接引至構(gòu)架2、3之間的上跨線;方案2中HGIS套管通過硬管母引至構(gòu)架3下方，并通過四分裂導線引至構(gòu)架3的懸垂絕緣子串。方案1中，存在引上四分裂導線長度較長、使HGIS套管端部受力較大的問題。

(2)“3+0”方式布置。1000kV第1串HGIS按照“3+0”的方式布置(方案3)，如圖3所示。在方案3中，HGIS的2號母線套管位置與方案1、2不同，直接位于構(gòu)架3下方，通過四分裂導線引至構(gòu)架3的懸垂絕緣子串。

圖1 第1串HGIS的連接方案1Fig.1 No.1 connecting scheme of the first series HGIS

在確定擴建工程的引接方案時，應(yīng)結(jié)合方便遠期HGIS擴建，盡量減少擴建停電時間進行選擇。遠期第1串HGIS間隔擴建時，方案1需拆除2號母線引上線;方案2除了需拆除2號母線引上線外，還需拆除連接管母、支持絕緣子和引上線等;方案3也僅需拆除2號母線引上線。從停電時間看，方案2在施工安裝HGIS之前就需要拆除連接管母和支持絕緣子，停電時間較長。

與方案1相比，方案3雖然增加了24m的HGIS分支母線，但節(jié)省了3支特高壓套管費用，可以降低工程造價。

因此，擴建工程第1串HGIS采用了“3+0”方式布置，即圖3所示的引接方式。

2 第2串HGIS的連接方案

1000kV第2串HGIS本期增加1臺斷路器擴建為完整串，作為2號主變和南荊一線進線共串。本期工程第2串HGIS擴建時需拆除過渡支持絕緣子和連接管母。

(1)“2+1”方式布置。第2串擴建HGIS若按“2+1”方式考慮，則可以采用2種連接方案，分別如圖4、5 所示。

圖4 第2串HGIS的連接方案1Fig.4 No.1 connecting scheme of the second series HGIS

2種方案的區(qū)別在于2號主變壓器進線至HGIS套管的引接方式不同。方案1中，2號主變壓器HGIS進線套管采用硬管母連接，并引至懸垂絕緣子串;方案2中，2號主變壓器HGIS進線套管分別通過四分裂軟導線引上至跳線和跨線，通過上跨線實現(xiàn)2個套管之間的連接。

(2)“3+0”方式布置。1000kV第2串HGIS按照“3+0”的方式布置如圖6所示。方案3中，HGIS的2號主變進線套管位置與方案1、2不同，2號主變進線套管向南移動了8m，位于構(gòu)架3下方，通過四分裂軟導線引至懸垂絕緣子串。

將3種方案比較后可以看出，方案2具有較多的上跨線和引上線引接，方案1、3的引接和施工方便，

并且減少了1跨上層導線和耐張絕緣子串。與方案1相比，方案3雖然增加了24m的HGIS分支母線，但節(jié)省了3支特高壓套管費用，降低了工程造價。

因此，擴建工程第2串HGIS采用了“3+0”方式布置，即圖6所示的引接方式。

3 不均勻沉降問題

1000kV第2串HGIS的2臺斷路器與擴建的1臺斷路器基礎(chǔ)不在同一大板基礎(chǔ)上，因此按照“3+0”方式對接時，存在基礎(chǔ)的不均勻沉降問題，可能對設(shè)備的安全穩(wěn)定運行造成影響。

根據(jù)設(shè)計單位的設(shè)計方案，新建1000kV第2串HGIS基礎(chǔ)為人工挖孔墩，鋼筋混凝土整版基礎(chǔ)，整板厚度為2.28m，人工挖孔墩最小墩長為4.0m，墩基直徑為0.9m，擴底直徑為1.5m。HGIS基礎(chǔ)長向尺寸墩基礎(chǔ)間距為4.0m，短向3排。前期HGIS基礎(chǔ)采用直徑為0.9m的機械成孔擴底旋挖樁，樁基持力層為粘土層。

根據(jù)計算，本期擴建的HGIS基礎(chǔ)和前期基礎(chǔ)的整體沉降為6.04 mm左右，留有的裕度較小。因此，在擴建HGIS對接部位設(shè)置了補償單元，即防沉降的伸縮波紋管，如圖7所示。該補償單元具有±3°的補償能力。本次擴建工程設(shè)計上具有補償40 mm不均勻沉降的能力。

圖7 1000kV HGIS補償單元Fig.7 Compensation unit of 1000kV HGIS

由此可見，雖然新舊基礎(chǔ)的不均勻沉降差確實存在，但通過在對接處增加補償單元，使沉降差控制在允許偏差范圍內(nèi)，新舊基礎(chǔ)沉降差對HGIS母線筒的影響較小，可確保設(shè)備的長期安全可靠運行。

4 結(jié)論

(1)通過與“2+1”方式布置的對比分析，荊門變電站擴建工程1000kV HGIS最終采用“3+0”的方式進行布置。

(2)采用“3+0”方式布置的1000kV HGIS降低了工程造價。

(3)通過在1000kV第2串HGIS對接處增加防沉降的伸縮波紋管，使基礎(chǔ)沉降限值達到40 mm，遠大于前、后2期基礎(chǔ)的不均勻沉降差，確保了HGIS設(shè)備的長期穩(wěn)定運行。

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