中國能源建設(shè)集團安徽省電力設(shè)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(fā)電廠直接升壓1000kV接入電網(wǎng)的工程,示范意義重大?;茨咸馗邏鹤冸娬?000kV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(shè)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(fù)程序存在較長時間的審批、公示等環(huán)節(jié),征地時間存在不確定性,可能導(dǎo)致開工延誤。為確保平圩電廠三期工程2×1000MW機組按時并網(wǎng),必須事先做好預(yù)案,一旦征地程序遇到問題,可迅速啟動預(yù)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(shè)計招標(biāo)階段,提出了在征地遇到問題情況下的工程實施預(yù)案,并分別對站內(nèi)過渡和站外過渡兩種預(yù)案進(jìn)行經(jīng)濟技術(shù)比較。
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(yuǎn)期規(guī)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(guī)方案走正常的征地程序,在新增用地上建設(shè)1000kV平圩電廠出線間隔。
其工程設(shè)想如下:1000kV遠(yuǎn)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(yuǎn)景部分。
圖1 常規(guī)方案1000kV電氣主接線圖
1000kV本期及遠(yuǎn)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(jìn)線由淮南1000kV變電站西側(cè)接入本期擴建的向西出線構(gòu)架,站外新建雙回路終端。本期利用雙回路塔的南側(cè)橫擔(dān)接入變電站擴建的1000kV平圩電廠間隔,北側(cè)橫擔(dān)為備用回路,詳見圖3。
圖2 常規(guī)方案電氣總平面布置圖
圖3 常規(guī)方案線路終端塔示意圖
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(nèi)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(shè)平圩電廠間隔,并將線路恢復(fù)入平圩電廠間隔中。
在皖電東送北半環(huán)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(shè)計預(yù)審,北半環(huán)工程竣工時間預(yù)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(shè),這樣既不會額外增加斷路器投資,也不會影響北半環(huán)工程的送電。
根據(jù)淮南1000kV變電站平面布置及平圩電廠送出線路進(jìn)線方案,提出站內(nèi)過渡及站外過渡兩種預(yù)案,兩者1000kV電氣主接線相同,擴建分為兩次進(jìn)行:首先在圍墻內(nèi)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(jìn)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(lán)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(yuǎn)景部分。
圖4 預(yù)案1000kV電氣主接線圖
兩種預(yù)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(shè)管理,減少施工二次進(jìn)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。
本期平圩電廠出線利用南京(二)間隔,利用站內(nèi)架空跨線通過變電站內(nèi)#3主變進(jìn)線構(gòu)架向西反向出線,接入本期平圩電廠進(jìn)線的終端塔。詳見圖5。
圖5 站內(nèi)過渡方案電氣平面布置圖
對于站內(nèi)過渡方案,本期擴建南京出線2回,出線構(gòu)架位于GIS東側(cè)。出線構(gòu)架采用兩跨聯(lián)合布置。此外,還需提前建設(shè)#3主變進(jìn)線構(gòu)架,作為站內(nèi)反向出線的臨時過渡構(gòu)架。GIS出線利用站內(nèi)臨時跨線從南京(二)出線構(gòu)架過渡到#3主變進(jìn)線構(gòu)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(jìn)線檔過渡期接至#3主變構(gòu)架的進(jìn)線檔重新放線即可。
站內(nèi)過渡方案的問題在于南京(二)出線構(gòu)架與#3主變構(gòu)架之間的臨時跨線偏角過大,構(gòu)架側(cè)向受力過大,需進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計。同時,由于偏角過大,上層跨線的耐張串均壓環(huán)至構(gòu)架腿之間電氣距離緊張,需要增加構(gòu)架寬度,增加投資較大。為解決以上問題,優(yōu)化構(gòu)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(gòu)架可以一起移動,但要增加45m長的分支母線筒,經(jīng)濟性較差,故推薦采用兩個單跨構(gòu)架,即將南京(一)、南京(二)出線構(gòu)架拓開,增加一組構(gòu)架支撐腿,如圖5所示。
恢復(fù)遠(yuǎn)景接線方案時,需將南京(二)出線構(gòu)架和#3主變進(jìn)線構(gòu)架之間的上層跨線拆除,并將#3主變進(jìn)線構(gòu)架的出線改接到遠(yuǎn)景平圩電廠出線構(gòu)架上。需要說明的是,由于臨時跨線高度較高,根據(jù)電氣距離校驗結(jié)果,不會影響下層設(shè)備吊裝。站內(nèi)過渡方案平圩電廠反向出線斷面如圖6所示。
圖6 站內(nèi)過渡方案平圩電廠反向出線斷面圖
站內(nèi)過渡方案中,由于#3主變過渡構(gòu)架反向出線偏角較大,需校驗導(dǎo)線與#3主變備用相上方構(gòu)架的相地距離及導(dǎo)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(gòu)架之間距離較遠(yuǎn),明顯滿足電氣距離要求。為了避免輸電線路構(gòu)架至線路終端塔導(dǎo)線空間交叉,淮南站側(cè)終端塔至構(gòu)架導(dǎo)線排列如圖7所示。
圖7 站內(nèi)過渡方案淮南站進(jìn)出線松弛檔俯視圖
本方案將線路終端塔布置于遠(yuǎn)期平圩間隔中心方向以減少出線構(gòu)架的偏角,終端塔終期進(jìn)線檔距約150m。為增大相間距離,建議將A相掛點移至構(gòu)架柱上,A-B相和B-C相掛點間距按19.85m設(shè)計(考慮本期掛點與遠(yuǎn)景#3主變進(jìn)線掛點位置盡量相同),如圖8所示。經(jīng)計算,在此方案下,跳線與構(gòu)架柱的電氣距離滿足要求,進(jìn)線檔三相的最小相間距離在12.5~13.5m之間。
圖8 構(gòu)架掛點布置圖
1000kV線路設(shè)計規(guī)程中對于檔距中央的相間距離未做規(guī)定,但1000kV變電站設(shè)計規(guī)程中A2值為9.2m,結(jié)合110~750kV線路和變電設(shè)計規(guī)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(jù)1000kV皖電東送工程進(jìn)線檔電磁環(huán)境的相關(guān)研究成果,該方案相間距離能夠滿足線路側(cè)電磁環(huán)境的要求。
綜上所述,站內(nèi)過渡方案電氣距離滿足要求。
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(zhuǎn)角塔由淮南站擴建端北側(cè)圍墻外繞行,并轉(zhuǎn)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(gòu)架位于GIS東側(cè)。出線構(gòu)架采用兩跨聯(lián)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(jìn)線側(cè)1000kV雙回路終端塔南側(cè)橫擔(dān),經(jīng)新建2基單回路轉(zhuǎn)角塔,繞過淮南站擴建端北側(cè)圍墻,并轉(zhuǎn)向西南接至南京方向出線雙回路終端塔北側(cè)橫擔(dān),然后線路接入淮南站南京(二)間隔。過渡線路按單回路架設(shè),路徑長度約770m?;謴?fù)遠(yuǎn)景接線方案時,只需將平圩電廠雙回路終端塔至過渡構(gòu)架J1上的導(dǎo)線改接入平圩電廠間隔出線構(gòu)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(zhuǎn)角塔并需提前建設(shè)南京方向雙回路終端塔。規(guī)劃單回路轉(zhuǎn)角塔采用導(dǎo)線三角排列的干字型塔,雙回路終端塔采用導(dǎo)線垂直排列的傘形塔。
表2 兩種方案投資比較表
以上預(yù)案基于南京間隔提前建設(shè),涉及到南京間隔的主要設(shè)備、材料費用均列入擴建南京間隔工程,不列入本工程。經(jīng)濟技術(shù)比較時,只計列過渡方案額外發(fā)生的費用或比常規(guī)設(shè)計增加的費用,如過渡桿塔、臨時跨線、#3主變進(jìn)線構(gòu)架非標(biāo)設(shè)計增加的費用、線路改接費等。
站內(nèi)過渡和站外過渡兩種預(yù)案的1000kV主接線和系統(tǒng)二次工作量相同,主要區(qū)別在于站內(nèi)過渡方案需要提前建設(shè)#3主變構(gòu)架作為臨時出線構(gòu)架,站外過渡方案則通過線路臨時桿塔從站外進(jìn)行轉(zhuǎn)接。本節(jié)對兩種備選方案有差異的部分進(jìn)行比較,并列出主要工程量的項目,見表2。
從技術(shù)及工程可實施角度,兩種方案均具備可實施性,其優(yōu)缺點如下:
對于站內(nèi)過渡方案,由于#3主變構(gòu)架將作為出線構(gòu)架且出線偏角較大,需進(jìn)行非標(biāo)設(shè)計,導(dǎo)致該構(gòu)架比常規(guī)主變進(jìn)線構(gòu)架投資增加;南京出線采用兩個單跨構(gòu)架,需增加造價。另外需增加臨時跨線,后期需拆除,站內(nèi)改造工作量比站外方案大。
站外過渡方案對站內(nèi)影響較小,其缺點是投資較站內(nèi)方案增加1676萬元,經(jīng)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(shè)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(jié)省投資,推薦采用站內(nèi)過渡方案。