新型500kV GIS配電裝置端部出線結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

黎功華

（四川電力設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司，成都 610000）

1 引言

現(xiàn)有的戶外 500kV GIS 設(shè)備配電裝置端部正向出線適合線路從正向接入變電站的情況，具有不堵死端部擴(kuò)建的優(yōu)點(diǎn)，其中正向雙層出線更節(jié)省占地；然而需要向反方向出線時(shí)，需要設(shè)置轉(zhuǎn)角塔，不利于節(jié)約投資?，F(xiàn)有的戶外 500kV GIS 設(shè)備GIS 配電裝置端部側(cè)向出線適合線路從側(cè)向接入變電站的情況，其局限性主要有2點(diǎn)：（1）阻礙了端部的擴(kuò)建；（2）只能出線1 回出線。雖然現(xiàn)有的反向出線布置適合線路從反向接入變電站的情況，具有不妨礙端部擴(kuò)建的優(yōu)點(diǎn)，可以出2回出線，但是，在反向出線構(gòu)架的出線側(cè)需預(yù)留出線走廊通道，大大影響了站內(nèi)其他設(shè)備布置，且變電站圍墻成異形，無(wú)法布置方正[1]。

2 新型布置

新型 500kV GIS 配電裝置端部出線結(jié)構(gòu)的平面圖及斷面圖如圖1和圖2所示。該裝置端部出線結(jié)構(gòu)包括1回正向布置的 GIS 套管、1 回反向布置的 GIS 套管、GIS 母線、正向出線構(gòu)架、斜向出線構(gòu)架、L1出線和 L2出線及相應(yīng)的避雷器和電壓互感器設(shè)備。

正向 L1出線的導(dǎo)線從 GIS 套管上引至正反向構(gòu)架間的跨線，該跨線一端連接正向構(gòu)架，另一端連接反向構(gòu)架的上層構(gòu)架梁，L1導(dǎo)線從跨線經(jīng)跳線引至線路導(dǎo)線上，從雙層構(gòu)架上層梁出線。

圖1 新型布置平面圖

圖2 新型布置斷面圖

反向 L2出線的導(dǎo)線從 GIS 套管與避雷器及電壓互感器的連線上直接至連接到從雙側(cè)構(gòu)架下層梁的線路導(dǎo)線上，從雙層構(gòu)架下層梁出線[2]。

正向出線構(gòu)架正向布置，平行于 GIS 母線軸線；設(shè)置斜向雙層出線構(gòu)架，與正向出線構(gòu)架軸線的夾角為θ。

正向 L1出線的避雷器和電壓互感器按常規(guī)正向布置，通過(guò)導(dǎo)線與 L1出線的 GIS 套管連接。

反向 L2出線的避雷器和電壓互感器布置于對(duì)應(yīng)的 L2出線的三相導(dǎo)線的正下方。L2出線的 GIS 套管、避雷器、電壓互感器通過(guò)導(dǎo)線連接在一起，選擇距離 L2線路耐張絕緣子串耐張引下線夾投影最近處向上引連接至線路導(dǎo)線。

斜向構(gòu)架及反向出線 GIS 套管、避雷器、電壓互感器布置考慮避開(kāi)母線擴(kuò)建區(qū)域，不堵死母線擴(kuò)建。根據(jù)反向出線線路終端塔位置，結(jié)合反向出線側(cè)場(chǎng)地布置情況，通過(guò)調(diào)整傾角θ，實(shí)現(xiàn)不同角度的反向及側(cè)向出線。當(dāng) θ=0°時(shí)，即為常規(guī)反向出線。

該新型布置結(jié)構(gòu)不會(huì)因?yàn)槌鼍€走廊通道而影響站內(nèi)其他設(shè)備的布置，還可以將變電站圍墻布置方正，從而節(jié)約占地面積，且不堵死母線擴(kuò)建[3]。

3 構(gòu)架參數(shù)

3.1 斜向構(gòu)架梁寬度

架構(gòu)寬度由導(dǎo)線相間距離和跳線或引下線對(duì)地距離等確定。導(dǎo)線相間和相對(duì)地之間的距離，是按跨距內(nèi)絕緣子串和導(dǎo)線在風(fēng)力與短路電動(dòng)力作用下產(chǎn)生搖擺時(shí)，導(dǎo)線相間和導(dǎo)線與接地部分間能滿足絕緣配合要求的最小電氣距離等考慮的。校驗(yàn)中，導(dǎo)線的搖擺（包括絕緣子串的搖擺）按三相導(dǎo)線不同步搖擺考慮。導(dǎo)線相間和導(dǎo)線與接地部分之間的最小電氣距離應(yīng)根據(jù)外過(guò)電壓和風(fēng)偏、內(nèi)過(guò)電壓和風(fēng)偏、最大工作電壓與短路搖擺和風(fēng)偏 3種條件進(jìn)行校驗(yàn)，并采用其中最大數(shù)值。

3.1.1 相間距離的確定

相間距離的確定需校驗(yàn)如下情況：（1）出線（門型構(gòu)架）導(dǎo)線相間導(dǎo)線距離校驗(yàn)。（2）跳線相間距離的校驗(yàn)。實(shí)際工程中，常設(shè)置 V 型懸垂串來(lái)跳線減少跳線風(fēng)偏，壓縮配電裝置寬度。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)采用 V 型懸垂串后，跳線和引下線的風(fēng)偏不再是間隔寬度的決定性控制條件。（3）不出現(xiàn)可見(jiàn)電暈所要求的相間距離。

根據(jù)以上導(dǎo)線及跳線在各種狀態(tài)下的風(fēng)偏、短路搖擺以及電暈等所要求的相間距離，取其中最大值作為選出線相間距離的推薦值。

3.1.2 相地距離的確定

相地距離的確定需校驗(yàn)如下情況：（1）進(jìn)出線引下線與架構(gòu)支柱間的相地距離校驗(yàn)；（2）邊相跳線與架構(gòu)支柱間的相地校驗(yàn)；（3）架構(gòu)上人與帶電體所要求的相地距離。不考慮帶電上人時(shí)，可不校驗(yàn)該距離。

根據(jù)以上引下線及跳線在各種狀態(tài)下的風(fēng)偏搖擺，架構(gòu)上人與帶電體等所要求的相地距離，取其中的最大值作為出線構(gòu)架相地距離的推薦值。

3.2 斜向構(gòu)架梁高度

雙層構(gòu)架2層橫梁中心線的距離，由下層構(gòu)架上人，上層構(gòu)架導(dǎo)線的跳線保持對(duì)地距離值確定，下層構(gòu)架按常規(guī)出線構(gòu)架高度確定。

3.3 斜向構(gòu)架梁傾斜角度

斜向構(gòu)架傾斜角度主要由線路終端塔及線下設(shè)備布置位置確定。下層出線 L2C相設(shè)備需考慮對(duì)遠(yuǎn)期母線的帶電距離，另外線路三相導(dǎo)線的投影宜在地面對(duì)應(yīng)相的3個(gè)設(shè)備連線范圍內(nèi)，便于引下線引接。

4 應(yīng)用實(shí)例

本新型 500kV GIS 配電裝置端部出線結(jié)構(gòu)在四川電網(wǎng)的百泉 500kV 變電站進(jìn)行了應(yīng)用。根據(jù)線路出線實(shí)際情況，通過(guò)采用新型 500kV GIS配電裝置端部出線結(jié)構(gòu)，設(shè)置斜向雙層出線構(gòu)架，滿足斜向反出雙回線路的需要，且不影響站內(nèi)其他設(shè)備布置，不堵死 GIS 端部擴(kuò)建。根據(jù)該站實(shí)際情況，確定的斜向雙層構(gòu)架參數(shù)如表1所示。

表1 斜向雙層構(gòu)架參數(shù)

百泉 500kV 變電站采用新型 500kV GIS 配電裝置端部出線結(jié)構(gòu)，較常規(guī)正向布置 500kV 配電裝置橫向尺寸減小 8m，節(jié)約占地 420m2，避免正向線路拆遷房屋約 3000m2，減少1基線路轉(zhuǎn)角塔，節(jié)約投資費(fèi)用約400萬(wàn)元。變電站于 2017年5月建成投運(yùn)，經(jīng)過(guò) 3年的運(yùn)行檢驗(yàn)表明，該新型布置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，安全可靠，實(shí)際產(chǎn)生的效益高。

5 結(jié)論及建議

新型 500kV GIS 配電裝置端部出線結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)置斜向雙層出線構(gòu)架，合理布置設(shè)備，實(shí)現(xiàn)反向及側(cè)向出線，避免堵死擴(kuò)建，節(jié)省占地。無(wú)須采用轉(zhuǎn)角塔，節(jié)省線路投資。通過(guò)工程實(shí)際應(yīng)用表明該新型布置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，安全可靠，實(shí)際產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益高。建議在需要實(shí)現(xiàn)反向及側(cè)向出線的 500kV 變電站中推廣應(yīng)用。