黃 珊 范 巖

(中國(guó)電力技術(shù)裝備有限公司鄭州電力設(shè)計(jì)院，河南 鄭州 450000)

0 引言

配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)的環(huán)境條件、自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重的采用新布置、新設(shè)備、新材料、新工藝，使得裝置不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便[1]。

在對(duì)變電站電氣裝置進(jìn)行平面布置時(shí)，應(yīng)全面考慮電氣主接線、絕緣配合及設(shè)備廠家資料，并考慮變電站站址地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，結(jié)合運(yùn)行、檢修和安裝要求，合理布置方案，使變電站的配電裝置布置形式經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，同時(shí)滿(mǎn)足環(huán)保要求[2,3]。

1 變電站工程概況

主變規(guī)模：遠(yuǎn)期4×750 MVA，本期2×750 MVA主變壓器。出線規(guī)模：500 kV出線遠(yuǎn)景10回，本期出線4回。220 kV出線遠(yuǎn)期16回，本期9回。35 kV不出線，僅接無(wú)功補(bǔ)償裝置及站用變。無(wú)功補(bǔ)償：遠(yuǎn)期每臺(tái)主變低壓側(cè)裝設(shè)2×60 Mvar低壓電容器及1×90 Mvar低壓電抗器，本期每臺(tái)主變僅裝設(shè)2×60 Mvar低壓電容器及1×60 Mvar低壓電抗器。

500 kV本期出線4回，主變進(jìn)線2回，采用3/2接線，共上7臺(tái)斷路器，形成1個(gè)完整串和2個(gè)不完整串。遠(yuǎn)期4臺(tái)主變與10回出線配串，組成7個(gè)完整串。

2 電氣平面布置方案優(yōu)化

2.1 電氣總平面布置方案概況

受站址場(chǎng)地條件限制，500 kV配電裝置采用HGIS設(shè)備，500 kV 3/2斷路器接線的HGIS布置方案按C型布置型式。

2.2 布置方案對(duì)本工程適應(yīng)性分析

本文500 kV HGIS的布置方案重點(diǎn)要解決的問(wèn)題是配串優(yōu)化、出線方便、節(jié)約占地、設(shè)備安裝方便、擴(kuò)建影響小等。

根據(jù)本變電站主變及220 kV配電裝置區(qū)情況，本變電站500 kV配電裝置的東西向(橫向)尺寸宜控制在169 m左右，南北向(縱向)尺寸盡可能壓縮。結(jié)合工程500 kV 4回出線方向(向北2回、向東1回、向西1回)等因素，為了優(yōu)化500 kV配電裝置尺寸，因地制宜，確定本工程最優(yōu)的500 kV HGIS布置方案。C型布置使得整個(gè)500 kV構(gòu)架尺寸最小，主變及500 kV配電裝置間道路距500 kV配電裝置區(qū)圍墻距離約60 m。實(shí)現(xiàn)縮減占地面積，橫穿出線，構(gòu)架及配電裝置布置上緊湊，見(jiàn)圖1。

由圖1可以看出，500 kV HGIS采用C型布置方案后，500 kV配電裝置區(qū)域橫向尺寸約為200 m，而220 kV、主變及35 kV配電裝置區(qū)域橫向尺寸約為169.5 m，500 kV配電裝置區(qū)域橫向尺寸與其他區(qū)域不能很好的匹配。因此考慮對(duì)500 kV HGIS C型布置方案的橫向尺寸進(jìn)行深入優(yōu)化。

2.3 基于新國(guó)標(biāo)的改進(jìn)型C型布置方案優(yōu)化

GB/T 50064—2014交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范于2014年12月1日開(kāi)始實(shí)施，其中對(duì)變電站空氣間隙的絕緣配合進(jìn)行了較大范圍的修訂。

以500 kV變電站為例，海拔高度1 000 m及以下地區(qū)變電站最小空氣間隙，新舊國(guó)標(biāo)規(guī)定值對(duì)比如表1所示。

表1 海拔高度1 000 m及以下地區(qū)500 kV變電站最小空氣間隙對(duì)比 mm

在對(duì)間隔寬度進(jìn)行優(yōu)化時(shí)考慮絕緣配合距離均以最大空氣間隙為準(zhǔn)，因此，設(shè)計(jì)時(shí)參照表1中所列在內(nèi)過(guò)電壓條件下空氣間隙。可以看出，GB/T 50064—2014中，在內(nèi)過(guò)電壓條件下，相對(duì)地空氣間隙比原有規(guī)程減小了500 mm，相間空氣間隙比原有規(guī)程減小了600 mm。

2.3.1間隔縱向尺寸優(yōu)化

500 kV配電裝置改進(jìn)型C型布置方案，出線及主變套管布置在配電裝置最外側(cè)，線路及主變進(jìn)線引接方便，引接長(zhǎng)度短。有側(cè)向出線的間隔，需設(shè)置上層跨線，以滿(mǎn)足側(cè)向出線的要求。其斷面布置圖如圖2所示。

2.3.2間隔橫向尺寸優(yōu)化

本工程配電裝置間隔橫向尺寸主要從兩方面確定：

1)間隔內(nèi)跨線的相間距離，應(yīng)滿(mǎn)足跨線檔距中央及門(mén)型構(gòu)架跳線發(fā)生最大相間搖擺時(shí)(按非同期搖擺考慮)，相間導(dǎo)線不放電；間隔內(nèi)跨線的相地距離，應(yīng)滿(mǎn)足門(mén)型構(gòu)架內(nèi)的邊相跳線發(fā)生最大搖擺時(shí)，不對(duì)構(gòu)架柱放電。

2)電氣設(shè)備相間距離，應(yīng)滿(mǎn)足相間最小電氣距離、布置在門(mén)型構(gòu)架下方及附近的邊相電氣設(shè)備不對(duì)構(gòu)架柱放電。

2.3.3構(gòu)架布置優(yōu)化

在與結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)配合基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)域構(gòu)架進(jìn)行了優(yōu)化。采用兩回出線間隔共用一榀的出線方式，取消了兩回出現(xiàn)間縱向橫梁，同時(shí)取消構(gòu)架中部橫向橫梁，節(jié)省鋼材，壓縮了整個(gè)500 kV區(qū)域的尺寸，減小了站區(qū)占地面積，該方案中500 kV構(gòu)架全部由格構(gòu)柱組成，格構(gòu)柱基礎(chǔ)尺寸為4 m×2 m，兩回出線間隔共用一榀，寬度為41 m，單回出線間隔寬度為25 m，構(gòu)架縱向尺寸為41 m，如圖3，圖4所示。

2.4 配電裝置主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

采用以上優(yōu)化措施后，基于新國(guó)標(biāo)的改進(jìn)型C型布置方案500 kV配電裝置總占地面積較C型布置方案共計(jì)減小312 m2，減少約17%，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)500 kV配電裝置的設(shè)備間距、聯(lián)合構(gòu)架、電壓互感器和避雷器布置位置、道路布置、構(gòu)架至圍墻距離等優(yōu)化后，采用基于新國(guó)標(biāo)的改進(jìn)型C型布置方案的500 kV配電裝置區(qū),主要有以下優(yōu)化成果：

1)采用GB/T 50064—2014交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的變電站高壓配電裝置最小空氣間隙，對(duì)配電裝置進(jìn)行帶電距離校驗(yàn)，大大壓縮了設(shè)備間隔尺寸。

2)改進(jìn)型C型3+0布置方案，出線靈活，節(jié)約投資，節(jié)省占地。與常規(guī)方案相比，經(jīng)校驗(yàn)，管母線相間距優(yōu)化為5.5 m，兩組母線相鄰相間距優(yōu)化為7.5 m。500 kV配電裝置構(gòu)架縱向尺寸由44 m優(yōu)化為41 m。邊斷路器套管間距離由13 m優(yōu)化為11 m，每個(gè)間隔GIL分支母線長(zhǎng)度縮短12 m。

3)優(yōu)化500 kV構(gòu)架，兩出線間隔并做一榀，寬度41 m。

取消兩間隔間懸吊管母構(gòu)架，兩組跨線間間距由平行不停電檢修帶電部分距離控制。考慮到兩間隔間設(shè)置有相間道路，通過(guò)校驗(yàn)，設(shè)備相間距壓縮為5.8 m，設(shè)備至構(gòu)架中心間距壓縮為5.15 m，兩回出線間隔間距7.5 m，間隔寬度為41 m。

基于新國(guó)標(biāo)的改進(jìn)型C型布置方案500 kV配電裝置總占地面積較C型布置方案方案共計(jì)減小312 m2，減少約17%，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。