北京西(保定)1 000 kV變電站總平面布置設(shè)計(jì)優(yōu)化

常伯濤，趙東成，楊建華，屈彥明，王文飛

(1.河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，河北 石家莊 050000；2.國(guó)網(wǎng)石家莊供電分公司，河北 石家莊 050051)

變電站總體規(guī)劃和總平面布置方案直接關(guān)系到變電站及相關(guān)線路的建設(shè)投資效益及后期運(yùn)行成本，合理的電氣總平面布置方案對(duì)于節(jié)約寶貴的土地資源，保證變電站工藝流暢，運(yùn)行維護(hù)工作方便至關(guān)重要[1]。特高壓1 000 kV變電站由1 000 kV 配電裝置、主變及110 kV 無(wú)功補(bǔ)償裝置、500 kV配電裝置及站前區(qū)4部分組成，通過(guò)對(duì)其布置和占地進(jìn)行研究，在滿足安全運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)減少占地面積、降低施工難度、結(jié)構(gòu)布局合理，對(duì)提高特高壓的整體設(shè)計(jì)水平具有重要的意義。

本文結(jié)合特高壓變電站最新技術(shù)應(yīng)用成果，對(duì)北京西(保定)1 000 kV 特高壓變電站站區(qū)定位、出線方向、站區(qū)入口方位及變電站內(nèi)各區(qū)域配電裝置布置進(jìn)行優(yōu)化，在保證變電站工藝流程順暢和運(yùn)行、檢修安全可靠基礎(chǔ)上，提出各級(jí)配電裝置及電氣總平面的優(yōu)化布置方案。

1 工程概況

蒙西-晉北-北京西-天津南特高壓輸電通道的建設(shè)，開(kāi)辟了從蒙西準(zhǔn)格爾煤電基地、晉北煤電基地至京津冀魯負(fù)荷中心的一條特高壓輸電通道，符合我國(guó)總體能源流向和戰(zhàn)略部署，是防治北京、天津等地區(qū)嚴(yán)重霧霾問(wèn)題的重要舉措之一[2]。

北京西1 000 kV特高壓站位于京津冀負(fù)荷中心，承擔(dān)著負(fù)荷中心供電的任務(wù)，保證該地區(qū)的電力需求，北京西特高壓站將是西電東送、北電南送通道中的樞紐站，建設(shè)規(guī)模如表1所示。

表1 北京西1 000 kV變電站建設(shè)規(guī)模

2 總體規(guī)劃

站址位于保定市定興縣固城鎮(zhèn)和姚村鄉(xiāng)境內(nèi)，東南距保定市約40.0 km，北距定興縣約20.0 km，東距固城鎮(zhèn)約7.0 km。站址北臨SL57省道引接公路，該省道在站址北側(cè)約200 m由東向西方向通過(guò)。根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃，北京西站本期和遠(yuǎn)景為南向1 000 kV出線、北向500 kV出線，出線規(guī)劃如圖1所示。

圖1 出線規(guī)劃示意圖

站區(qū)總體布置格局：1 000 kV交流配電裝置區(qū)位于站區(qū)南側(cè)，向南出線；500 kV交流配電裝置區(qū)位于站區(qū)北側(cè)，向北出線；主變及無(wú)功補(bǔ)償區(qū)域位于500 kV交流和1 000 kV交流配電裝置區(qū)之間；進(jìn)站道路入口位置位于站區(qū)東側(cè)，站前區(qū)緊靠進(jìn)站道路布置；站區(qū)基本呈南北向三列式布置，從南向北依次是1 000 kV配電裝置、主變及110 kV配電裝置和500 kV配電裝置, 站區(qū)規(guī)劃格局如圖2所示。

圖2 站區(qū)規(guī)劃格局

3 各級(jí)配電裝置優(yōu)化布置方案

3.1 1 000 kV配電裝置

1 000 kV配電裝置布置采用國(guó)網(wǎng)通用設(shè)計(jì)1000-A-3的1 000 kV模塊[3]。1 000 kV GIS設(shè)備“一字型”母線外置方案，設(shè)備的吊裝及運(yùn)輸可利用主變壓器運(yùn)輸?shù)缆?，吊裝半徑較小，可選用較小噸位的吊車(chē)，運(yùn)行巡視均較方便。配電裝置布置尺寸適應(yīng)所有設(shè)備廠家GIS設(shè)備，1 000 kV配電裝置GIS完整串間隔橫向尺寸按平高的最大尺寸74.5 m考慮。

高抗回路采用敞開(kāi)式設(shè)備，通過(guò)對(duì)不用廠家高抗裝設(shè)隔聲罩尺寸分析，以及和供水專(zhuān)業(yè)地下排管配合，將高抗布置區(qū)域縱向尺寸取值為31.25 m。最終1 000 kV配電裝置(含高抗)橫縱向及主要設(shè)備間距如表2所示。

表2 1 000 kV配電裝置主要尺寸 m

3.2 主變及110 kV無(wú)功配電裝置布置優(yōu)化

主變及110 kV無(wú)功配電裝置布置參考通用設(shè)計(jì)1000-A-5的主變及110 kV模塊，110 kV配電裝置采用戶外中型布置，主變匯流母線及110 kV主母線均采用支持式管母線，110 kV并聯(lián)電容器及并聯(lián)電抗器按通用設(shè)計(jì)要求布置：并聯(lián)電容器圍欄尺寸為19 m×12 m，并聯(lián)電抗器采用緊湊“V”型布置。

110 kV配電裝置由于縱向尺寸與1 000 kV區(qū)域的尺寸匹配，在本工程中無(wú)法使用通用設(shè)計(jì)的“非”字型布置[4]，考慮采用“T”型布置方案。每組主變下方設(shè)兩段110 kV母線，每組主變無(wú)功均采用“T”型布置，一組布置于主變上方，與主變平行布置，一組布置于主變一側(cè)，與主變垂直布置。主變低壓套管經(jīng)匯流母線后通過(guò)總回路斷路器分別與兩組無(wú)功母線連接。單個(gè)主變及110 kV無(wú)功單元尺寸(道路中心線)為123.5 m×96 m，全站4臺(tái)主變及110 kV無(wú)功單元采用基本一致的布置型式，無(wú)功區(qū)域整體布置清晰對(duì)稱(chēng)、方正，功能分區(qū)明顯。

3.3 500 kV配電裝置

500 kV配電裝置對(duì)通用設(shè)計(jì)1 000-A-2的500 kV模塊進(jìn)行優(yōu)化。打破常規(guī)500 kV GIS內(nèi)側(cè)構(gòu)架進(jìn)線的布置思路，將進(jìn)線構(gòu)架與出線構(gòu)架均布置于出線側(cè)，構(gòu)架單列布置，500 kV GIS采用斷路器“一字型”戶外布置，進(jìn)線套管與出線套管平齊，減小了500 kV區(qū)域的縱向尺寸，由通用設(shè)計(jì)的47 m減小到37 m。將500 kV繼電器室上調(diào)至110 kV配電裝置區(qū)域，大大節(jié)省了因布置進(jìn)線構(gòu)架、套管及500 kV繼電器室所帶來(lái)的GIS進(jìn)線側(cè)空地過(guò)大，不夠緊湊的問(wèn)題。采用上述布置后，500 kV GIS安裝及運(yùn)行非常方便。

圖3 電氣總平面布置圖

3.4 電氣總平面布置

綜合上述對(duì)各級(jí)電壓配電裝置布置的優(yōu)化，結(jié)合站址的地理位置、各級(jí)電壓出線方向、配串原則及進(jìn)站道路、出線走廊情況，電氣總平面采用1 000 kV配電裝置、主變壓器及無(wú)功補(bǔ)償裝置、500 kV配電裝置由南向南的三列式布置的格局，圍墻內(nèi)用地面積為13.55 hm2，電氣總平面布置如圖3所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合特高壓變電站最新技術(shù)應(yīng)用成果，對(duì)各個(gè)電壓等級(jí)的配電裝置進(jìn)行優(yōu)化，電氣總平面采用1 000 kV配電裝置、主變壓器及無(wú)功補(bǔ)償裝置、500 kV配電裝置由南向南的三列式布置的格局，經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化布置，圍墻內(nèi)占地指標(biāo)優(yōu)良。