田燕山，張 鵬，王小松，鄧佳佳，王關(guān)翼，師俊杰，朱偉暐

（1．國家電網(wǎng)有限公司交流建設(shè)分公司，北京 西城100052；2．華東電力設(shè)計(jì)院有限公司，上海 普陀200063）

氣體絕緣金屬封閉輸電線路，簡稱GⅠL（gas insulated metal enclosed transmission line），與架空輸電線路和電纜輸電相比，GⅠL輸電容量大，布置緊湊而靈活，有效地電磁屏蔽，運(yùn)行可靠而安全，使其在某些特定的使用環(huán)境和條件下，具有技術(shù)優(yōu)越性。GⅠL適用于高電壓等級，大輸送容量的輸電系統(tǒng)。

1 南陽站采用GIL的必要性

南陽1000 kV變電站位于河南省南陽市東北方向的方城縣趙河鎮(zhèn)地域，本期（三期工程）在前期基礎(chǔ)上擴(kuò)建至駐馬店2回、至荊門1回1000 kV出線，并在駐馬店及荊門各1回出線裝設(shè)1組720 Mvar高抗及中性點(diǎn)小電抗。由于駐馬店站位于南陽站東側(cè)，荊門站位于南陽站南側(cè)，根據(jù)前期工程1000 kV配電裝置的配串，本期2回1000 kV駐馬店線路中，有1回出線存在與荊門Ⅰ線路交叉。

由于1000 kV線路交叉跨越在技術(shù)上難度較大，存在建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)，且2回1000 kV駐馬店線路采用同塔架設(shè)，因此本次原則上不考慮1回1000 kV駐馬店線路在站外交叉跨越荊門Ⅰ線路的方案，而是考慮在站內(nèi)通過GⅠL分支母線引接方案或搬遷荊門Ⅰ線路間隔方案實(shí)現(xiàn)交叉。

南陽站本期擴(kuò)建的至駐馬店2回1000 kV出線中，駐馬店Ⅱ線接入1000 kV配電裝置的第一串原備用間隔。而駐馬店Ⅰ線接入1000 kV配電裝置的方式考慮有兩個(gè)方案。方案一是將駐馬店Ⅰ接入1000 kV配電裝置的第五串，通過GⅠL分支母線引接至變電站東側(cè)圍墻處出線，1000 kV電氣主接線示意圖如圖1所示，其中細(xì)實(shí)線表示前期已建部分，粗實(shí)線表示本期擴(kuò)建部分，虛線表示遠(yuǎn)期部分。

圖1 1000 kV電氣主接線示意圖（方案一）

方案二是將原有第二串的荊門Ⅰ線路間隔（含串補(bǔ)回路設(shè)備）搬遷，荊門Ⅰ線路接入1000 kV配電裝置的第五串，駐馬店Ⅰ線接入原荊門Ⅰ線間隔即第二串。電氣主接線示意圖如圖2所示。

圖2 1000 kV電氣主接線示意圖（方案二）

方案二搬遷設(shè)備較多，涉及到隔離開關(guān)3組、電壓互感器3臺、避雷器3臺和支柱絕緣子22只及其導(dǎo)線、金具，且荊門Ⅰ線串補(bǔ)平臺進(jìn)線方向需進(jìn)行改接、二次線路需要改造，設(shè)備基礎(chǔ)及支架拆建工程量較大，且設(shè)備搬遷時(shí)需要線路陪停（停電施工時(shí)間約115天），擴(kuò)建實(shí)施難度較大。

方案一采用GⅠL管線避免了荊門Ⅰ線串補(bǔ)引接搬遷所引起的大量設(shè)備拆除、重建和改造工程量，避免了荊門Ⅰ線調(diào)間隔過程中線路陪停時(shí)間。通過對1000 kV GⅠL生產(chǎn)能力、技術(shù)水平和運(yùn)行業(yè)績進(jìn)行調(diào)研，本工程1000 kV GⅠL方案技術(shù)上是可行的，綜合考慮施工風(fēng)險(xiǎn)、拆改難易等因素，本工程推薦采用了GⅠL技術(shù)路徑。

2 采用GIL的兩種布置方案比較

由于1000 kV配電裝置區(qū)南側(cè)為已建的荊門Ⅰ線串補(bǔ)裝置區(qū)，以不與串補(bǔ)裝置干涉為原則，GⅠL布置方案可分為從串補(bǔ)裝置南側(cè)繞行和北側(cè)繞行兩種方案，簡稱為南方案和北方案。另外，由于遠(yuǎn)景#4主變也規(guī)劃采用GⅠL方式進(jìn)線，本期駐馬店1線GⅠL布置方案需與遠(yuǎn)景#4主變GⅠL布置方案結(jié)合考慮。

2.1 GIL南方案布置特點(diǎn)

南方案考慮將荊門Ⅰ線串補(bǔ)區(qū)域西側(cè)及南側(cè)的原有圍墻外擴(kuò)，駐馬店Ⅰ線的GⅠL管線路徑沿新擴(kuò)圍墻內(nèi)側(cè)引至東側(cè)出線構(gòu)架處。由于GⅠL為單回單獨(dú)布置，且GⅠL旁設(shè)有檢修道路，為節(jié)省占地面積，考慮沿圍墻處均采用三相豎直排列布置方案，僅在過路處轉(zhuǎn)為三相水平排列布置方案。經(jīng)調(diào)研廠家，GⅠL管線中心距離圍墻3 m，距離道路邊2 m，可滿足布置要求。

遠(yuǎn)景#4主變進(jìn)線GⅠL管線路徑從第3串向南引出，跨過高抗運(yùn)輸?shù)缆泛笙驏|引至#4主變進(jìn)線構(gòu)架處。為降低過路處GⅠL的高度，GⅠL過路處采用三相水平排列布置。由于GⅠL為單回單獨(dú)布置，且場地較為空曠，可同時(shí)滿足三相水平排列或三相豎直排列。GⅠL三相水平轉(zhuǎn)豎直布置或豎直轉(zhuǎn)水平布置需增加較多彎頭，且過路處按三相水平布置考慮，為減少彎頭、節(jié)省設(shè)備投資，考慮全路徑均采用三相水平布置。

2.2 GIL北方案布置特點(diǎn)

駐馬店Ⅰ線的GⅠL管線路徑沿串補(bǔ)圍欄和串補(bǔ)繼電器室與北側(cè)高抗運(yùn)輸?shù)缆分g狹窄區(qū)域向東，再向東南引至東側(cè)出線構(gòu)架處。遠(yuǎn)景#4主變進(jìn)線GⅠL管線路徑從第3串向南引出，跨過高抗運(yùn)輸?shù)缆泛笙驏|引至#4主變進(jìn)線構(gòu)架處。駐馬店Ⅰ線全路徑采用三相水平布置，遠(yuǎn)期#4主變過高抗運(yùn)輸?shù)缆诽幉捎萌嗨讲贾?，過路后受串補(bǔ)繼電器室布置影響，與駐馬店Ⅰ線部分路徑重疊部分轉(zhuǎn)為三相豎直布置，待至串補(bǔ)繼電器室東側(cè)開闊區(qū)域后，2回GⅠL再轉(zhuǎn)為水平排列左右平行布置。

2.3 南方案與北方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

2.3.1 經(jīng)濟(jì)比較

本期駐馬店Ⅰ線GⅠL管線南方案總長1370單相米，北方案總長1170單相米；遠(yuǎn)景#4主變GⅠL管線長度南方案與北方案相當(dāng)。因此，本期及遠(yuǎn)景北方案可節(jié)省GⅠL管線200單相米。

本期駐馬店Ⅰ線GⅠL管線北方案比南方案增加水平及垂直彎頭約30個(gè)；遠(yuǎn)景#4主變GⅠL管線北方案比南方案增加水平及垂直彎頭約14個(gè)。

按GⅠL管線5萬元/單相米、彎頭10萬元/個(gè)計(jì)列費(fèi)用，GⅠL設(shè)備總投資北方案比南方案本期可節(jié)省約700萬元，遠(yuǎn)期共計(jì)節(jié)省約560萬元。另外，北方案涉及消防管溝改造的費(fèi)用；南方案須多征1000 m2以上的用地，須拆除原有圍墻并新建圍墻?？傮w考慮，經(jīng)技經(jīng)初步核算，北方案比南方案本期可節(jié)省約850萬元。

2.3.2 技術(shù)比較

南方案優(yōu)點(diǎn)包括：兩回GⅠL管線單獨(dú)敷設(shè)，互不干涉，安裝及運(yùn)維檢修方便；駐馬店Ⅰ線GⅠL利用串補(bǔ)區(qū)域的環(huán)形道路作為檢修通道及與串補(bǔ)設(shè)備的分隔；對現(xiàn)有的水工消防管線無影響，不須改造。缺點(diǎn)包括：本期須在串補(bǔ)區(qū)域西側(cè)及南側(cè)的原有圍墻外新征長條形狹窄地塊。

北方案優(yōu)點(diǎn)包括：北方案占地面積比南方案小。缺點(diǎn)包括：由于駐馬店Ⅰ線GⅠL管線緊鄰荊門Ⅰ線串補(bǔ)北側(cè)圍欄布置，且中心高度在2.7 m以上，該處存在場強(qiáng)超過15 kV/m的隱患；若在串補(bǔ)帶電運(yùn)行的工況下，施工作業(yè)人員長期在高位進(jìn)行安裝檢修操作，存在一定安全隱患；駐馬店Ⅰ線GⅠL管線路徑須穿越荊門Ⅰ線串補(bǔ)配電裝置區(qū)域，由于距離串補(bǔ)回路C相敞開式設(shè)備較近，GⅠL吊裝檢修時(shí)，存在荊門Ⅰ線陪停的隱患；本期須對已建的消防管溝進(jìn)行改造，且改造時(shí)須破壞高抗運(yùn)輸主道路，不便于施工建設(shè)；由于2回GⅠL管線局部段距離較近，當(dāng)?shù)跹b檢修時(shí)，存在磕碰隱患，施工風(fēng)險(xiǎn)大，施工時(shí)對正常工作回路作陪停處理。

綜合上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，匯總?cè)绫?所示。

表1 南方案與北方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

3 結(jié)束語

采用GⅠL方案無設(shè)備搬遷，施工安全風(fēng)險(xiǎn)較小，相反搬遷串補(bǔ)方案存在搬遷設(shè)備較多，二次線需改造，設(shè)備基礎(chǔ)及支架拆建工程量較大等問題，且設(shè)備搬遷時(shí)需要線路陪停時(shí)間長，擴(kuò)建實(shí)施難度較大。綜合考慮施工風(fēng)險(xiǎn)、拆改難易等因素，最終建議采用GⅠL分支母線引接方案。

采用GⅠL方案存在南北兩種布置方案。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，北方案技術(shù)可行，但北方案需對已建的消防管溝進(jìn)行改造；若在串補(bǔ)帶電運(yùn)行的工況下施工，對施工作業(yè)人員存在一定安全隱患；當(dāng)?shù)跹b檢修時(shí)，存在磕碰隱患，施工風(fēng)險(xiǎn)大；另外，在吊裝檢修時(shí)存在荊門Ⅰ線陪停的隱患。而南方案兩回GⅠL管線單獨(dú)敷設(shè)，互不干涉，安裝及運(yùn)維檢修方便；但GⅠL管線較長，設(shè)備投資較大，需在串補(bǔ)區(qū)域西側(cè)及南側(cè)的原有圍墻外新征長條形狹窄地塊。充分考慮確保基建與運(yùn)維安全等方面因素，建議采用GⅠL南方案的布置形式。