（國網(wǎng)泉州電力公司 福建泉州 362011）

0 引言

20世紀70—90年代，為滿足當時經(jīng)濟發(fā)展的需要，受限于當時的技術，國內建設大量的變電站采用高型及半高型布置方式。該類變電站存在普遍的問題：占地大，采用戶外AIS布置方式，出線線路缺乏整體規(guī)劃或由于經(jīng)濟的快速發(fā)展，規(guī)劃多次變更或調整，變電站及線路均占用大量土地；技術落后，采用戶外設備布置模式，監(jiān)控系統(tǒng)集中布置，占用二次電纜多，雖然經(jīng)過多次改造，但根本性問題無法解決。

隨著城市的快速發(fā)展，當時處于郊區(qū)或邊遠地區(qū)的變電站，現(xiàn)在均成為核心區(qū)或成為政府規(guī)劃的重要發(fā)展區(qū)域。

考慮上述變電站占地大、技術落后、可靠性不高等方面的問題，同時部分變電站已接近設計年限，因此應統(tǒng)籌規(guī)劃，對其進行改造或遷改。

但是該類變電站均處于供電中心區(qū)域，如何實現(xiàn)不停電改造是當前存在的重要難題，本文研究如何在不停電或少停電的前提下實現(xiàn)對老舊變電站的遷改。

1 AIS變電站改造的必要性

（1）部分AIS變電站運行時間較長，有些變電站220 kV及110 kV配電裝置的結構已接近或超過設計使用年限。

（2）部分半高型AIS構架已不能滿足現(xiàn)有防災抗災（如地震）標準，且結構節(jié)點多，薄弱點多，安全度差。

（3）部分半高型AIS配電裝置巡視、檢修工作不方便。

（4）電氣設備老化造成的惡性事故時有發(fā)生。

（5）部分變電站無法滿足系統(tǒng)擴容的要求。

（6）AIS老站在投運之初，很多處于城市的郊區(qū)。隨著時代的發(fā)展，如今其所在區(qū)域已逐漸發(fā)展為城區(qū)。這些變電站及其出線走廊占地龐大，因此可考慮原址或異地重建GIS變電站，可節(jié)約大量的土地資源。另外，GIS設備的導電部分外殼屏蔽，接地良好，導電體產(chǎn)生的輻射、電磁干擾、斷路器開斷的噪音均被外殼屏蔽了，比AIS更適合城市環(huán)保的需要。

2 AIS變電站GIS改造存在的問題

（1）停電問題，AIS變電站改造不能長時間停電，并盡量不停電；

（2）現(xiàn)場土建施工難題，AIS變電站GIS改造，GIS基礎需要重新建設施工，由于變電站不可能長期停電，基礎如何施工需要進行專項研究；

（3）新舊系統(tǒng)接口及配套問題；

（4）過渡階段轉供電及供電可靠性問題；

（5）現(xiàn)場施工安全問題；

（6）如何專項規(guī)劃進行專題銜接。

3 統(tǒng)籌電網(wǎng)規(guī)劃分步實施改造

規(guī)劃先行，根據(jù)變電站所在地區(qū)城市規(guī)劃及變電站設備及建構物情況，提出老舊變電站的改造計劃。在有條件的情況下，通過經(jīng)濟技術比較，提早布局，在老舊變電站周邊新建變電站并合理規(guī)劃線路路徑，老舊變電站逐步過渡。

4 不停電改造方案

4.1 就近易地搬遷方案

（1）主要方案。在原變電站附近新建GIS變電站，投產(chǎn)后，原有的變電站廢棄。

（2）主要優(yōu)缺點。優(yōu)點：線路停電時間少，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定及可靠性，施工進度快而且施工安全有保障。缺點：受限于場地。特別是隨著征地的難度越來越大，此方案的執(zhí)行難度也越來越大。

（3）適用范圍。適用于原變電站周邊能提供新的站址及線路走廊用地；多條線路無法同時長時間停電的情況。

4.2 全站推倒原址重建方案

（1）主要方案。將變電站拆除，原址新建設一個變電站。

（2）主要優(yōu)缺點。優(yōu)點：可利用原有站址，不另行征地。施工安全有保障。新建成的變電站布局合理，結構緊湊，占地更小。缺點：施工過程全站停電，停電時間長，停電范圍大。需著重考慮對系統(tǒng)安全穩(wěn)定的影響及系統(tǒng)轉供電能力。

（3）適用范圍。適用于變電站推倒重建期間，通過轉供電方案，能滿足電網(wǎng)的穩(wěn)定性及可靠性。變電站站內或周邊無法提供新建的配電裝置的用地。

4.3 變電站圍墻內空地新建變電站方案

（1）主要方案。利用變電站圍墻內空地先新建一座220 kV變電站，再將原變電站的220、110、10 kV等饋線轉移至新建變電站。

（2）主要優(yōu)缺點。優(yōu)點：可利用原有站址，不另行征地。新建成的變電站布局合理，結構緊湊，占地更小。停電時間短，范圍小。缺點：在運行的變電站拆除或安裝高壓設備，增加了施工的危險性，土建基礎及施工方面應考慮的問題增多。有空地的變電站比較少。

（3）適用范圍。適用于變電站內有空地建設新變電站。無法長時間停多條線路。

4.4 就地按電壓等級改造方案

（1）中型布置方案

①主要方案。該方案先將配電裝置的ⅠM母線及其母線下設備拆除，ⅡM母線繼續(xù)運行，同時ⅠM母線位置下方新建所有間隔GIS設備。待GIS設備一次性建成后，按間隔改構架及出線。最終將AIS剩余設備拆除。

由圖3可以看出，中型布置的配置裝置占地面積較大。按照常規(guī)220 kV GIS設備縱向尺寸12 m，道路中心線至圍墻距離不得小于25 m的要求，ⅠM母線位置下方區(qū)域能夠滿足220 kV GIS設備布置的場地要求。

改造完成后，變電站內原ⅡM及PM下方的區(qū)域將成為空地，可另作他用。

②主要優(yōu)缺點。優(yōu)點：可利用原有220 kV或110 kV配電裝置場地，不另行征地。停電時間短，范圍小。缺點：在運行的變電站拆除或安裝高壓設備，增加了施工的危險性，土建基礎及施工方面需考慮的問題增多，停送電機率的增多，新舊系統(tǒng)接口問題增多。改造完后，變電站內布局未得到有效改善。

③適用范圍。適用于中型布置的配電裝置，該電壓等級無法多條線路一起停電。且變電站內或周邊無法提供新建的配電裝置的用地。

（2）半高型布置方案

①主要方案。變電站內將原有的220 kV或110 kV AIS配電裝置按電壓等級分別拆除，在相應位置新建GIS配電裝置。

②主要優(yōu)缺點。優(yōu)點：可利用原有220 kV或110 kV配電裝置場地，不另行征地。施工安全有保障。缺點：施工過程按電壓等級停電，同樣需考慮系統(tǒng)轉供電能力。改造完后，變電站站內布局未得到有效改善。

③適用范圍。適用于在改造某一電壓等級期間，通過轉供電方案，能滿足電網(wǎng)的穩(wěn)定性及可靠性。變電站內或周邊無法提供新建的配電裝置的用地。

4.5 同一電壓等級配電裝置分布改造方案

（1）主要方案。變電站內同一電壓等級AIS配電裝置改造時分兩個階段拆除。通常以某一間隔為界，第一階段先行拆除該間隔設備區(qū)域一側所有構架及設備，并加強剩余部分構架，同時原地新建GIS及其相應設備。在此期間未拆除部分繼續(xù)帶電運行。待第一階段GIS設備帶電后拆除另一側剩余部分構架及設備（見圖1）。

其意圖是在改造期間，部分間隔能正常運行，盡量減少停電時間和停電范圍。通常第一階段未拆除部分應含有母設間隔及母聯(lián)間隔，這樣才能滿足剩余間隔繼續(xù)運行及倒母的需要。

（2）主要優(yōu)缺點。優(yōu)點：可利用原有220 kV或110 kV配電裝置場地，不另外征地。且能保證部分間隔繼續(xù)運行，盡可能減少停電范圍。缺點：在運行的變電站拆除或安裝高壓設備，增加了施工的危險性，土建基礎及施工方面應考慮的問題增多，停送電的機會的增多，新舊系統(tǒng)接口問題增多。改造完后，變電站內布局未得到有效改善。

（3）適用范圍。全停某一電壓等級將對電網(wǎng)的穩(wěn)定性及可靠性產(chǎn)生重大影響；沒有足夠新建配電裝置的用地。

5 各種改造方案效益分析

從全壽命周期成本比較結果來看，異地搬遷比全站重建方案投資多，半戶內站投資比戶外站高。按電壓等級改造方案投資最省。

從社會綜合成本來看，半戶內站比戶外站能產(chǎn)生更好的效社會益。其中全站重建戶內GIS站方案能產(chǎn)生最大的社會效益，特別對于城區(qū)老變電站，地價越貴，效益越明顯。

6 案例分析

6.1 井山變概況

泉州井山220 kV變電站一期建于1987年，容量為2×120 MVA，220 kV配電裝置為雙母線帶旁路接線，戶外普通中型、斷路器單列布置型式；110 kV配電裝置為雙母線帶旁路接線，戶外普通中型、斷路器單列布置型式。2012年對2臺主變實施增容改造，更換為2×180 MVA，其余設備未改造。

井山變現(xiàn)狀規(guī)模為2臺主變，容量為2×180 MVA，5個220 kV出線間隔，11個110 kV出線間隔，18個10 kV出線間隔。

6.2 井山變改造方案

井山變處于泉州用電負荷中心，改造停電困難（見圖2和圖3），優(yōu)先在附近新選擇一個站址，舊站負荷逐步轉移至新建變電站，并對周邊線路進行全面梳理規(guī)劃，減少土建的占用。

改造后井山變周邊規(guī)劃圖見圖4。

7 結語

通過對半高型、中型配電裝置不同改造方案的對比分析及經(jīng)濟效益、社會效益綜合分析，我們可以看到各個方案都有自身的優(yōu)缺點及其適用的范圍。每個變電站，都有其特殊性，應綜合考慮轉供電方案、站內布置情況、結合站內地質情況、就近土地征地難易、資金等情況確定變電站改造方案。