500kV變電站配電裝置選型及總平面布置優(yōu)化

1、500kV 變電站配電裝置選型及總平面布置優(yōu)化 第 I 頁(yè)摘 要主要研究?jī)?nèi)容：主要研究?jī)?nèi)容：（1）根據(jù)本站系統(tǒng)規(guī)模、電氣接線、結(jié)合進(jìn)出線方向，用地指標(biāo)，對(duì)各電壓等級(jí)配電裝置進(jìn)行優(yōu)化。（2）通過(guò)對(duì)不同設(shè)備布置方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定本站的總平面方案。研究方法：研究方法：根據(jù) DL/T 5218-2012220kV750kV 變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 ，結(jié)合其他 500kV 變電站工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及運(yùn)行情況，對(duì)電氣總平面布置方案進(jìn)行優(yōu)化研究。輸入條件：輸入條件：電氣主接線、各級(jí)電壓線路出線方向、各電壓等級(jí)配電裝置布置型式，用地指標(biāo)。主要結(jié)論及建議：主要結(jié)論及建議：（1）變電站 500kV 配電裝置采用 GI

2、S。500kV 進(jìn)出線避雷器、CVT 采用 AIS。220kV 配電裝置采用 GIS，進(jìn)出線避雷器、出線 CVT采用 AIS。35kV 配電裝置采用“AIS+組合框架式電容器組+干式空心電抗器組”布置方案。（2）變電站形成了由東向西依次為 500kV 配電裝置、主變壓器及無(wú)功補(bǔ)償裝置、220kV 配電裝置的三列式布置格局。（3）500kV 配電裝置做了如下優(yōu)化：a）參考通用設(shè)計(jì)，并作出相應(yīng)優(yōu)化，出線間隔寬度由 26m 優(yōu)化為25m，構(gòu)架高度 24m，將母線高抗由配電裝置南端移至#2、#3 主變進(jìn)線套管之間，降低配電裝置橫向占地面積；b）參照通用設(shè)計(jì)，對(duì) 500kV 高抗區(qū)域縱向尺寸進(jìn)行優(yōu)化，同

3、時(shí)壓 第 II 頁(yè) 縮母線高抗區(qū)域縱向尺寸；c）優(yōu)化 500kV 配電裝置尺寸，優(yōu)化后 500kV GIS 配電裝置區(qū)縱向尺寸為 48.5m(道路中心線)，配電裝置區(qū)寬度為 224m(道路中心線)。優(yōu)化后 500kV 配電裝置區(qū)總面積 1.086hm2，較可研 1.218hm2減少0.132hm2，占地面積為可研方案 89.16%。（4）220kV 配電裝置做了如下優(yōu)化：a）經(jīng)與設(shè)備廠家調(diào)研，結(jié)合平面布置，220kV GIS 設(shè)備進(jìn)出線套管之間距離為 11m；b）經(jīng)計(jì)算，220kV 配電裝置高層出線跨線相間距離要求最小值為3.268m , 對(duì)于本工程相間距離可取 3.5m，出線跨線相地距離要求

4、最小值為 2.231m，對(duì)于本工程相間距離可取 2.5m，考慮出線設(shè)備帶點(diǎn)距離及檢修等問題，間隔寬度最終推薦為 12m；c）取消 220kV 配電裝置主變進(jìn)線架構(gòu)，減小配電裝置區(qū)域縱向尺寸，將 220kV 避雷器由主變側(cè)移至 220kVGIS 主變進(jìn)線側(cè)，220kV 配電裝置區(qū)域縱向尺寸為 25m，小于通用設(shè)計(jì) 26m 縱向尺寸。優(yōu)化后，220kV 配電裝置區(qū)域占地面積 0.485hm2，較可研 0.504hm2壓縮 0.019hm2，占地面積為可研方案 96.15%。（5）對(duì)主變及無(wú)功補(bǔ)償區(qū)域進(jìn)行如下優(yōu)化:a）每?jī)山M主變構(gòu)架組成六連跨，以壓縮主變區(qū)域橫向尺寸；b）220kV 避雷器安裝在 2

5、20kVGIS 主變進(jìn)線側(cè)，在滿足電氣距離校驗(yàn)要求的前提下，壓縮主變匯流母線與主變防火墻、主變匯流母線與35kV 配電裝置母線的距離；優(yōu)化后，主變無(wú)功補(bǔ)償區(qū)域占地面積 1.299 hm2，較可研 1.341hm2壓縮 0.55hm2，占地面積為可研方案 96.88%。（6）結(jié)合出線方向、電氣接線配串、用地指標(biāo)及各級(jí)電壓的配電裝置型式，最終確定全站總平面方案。該方案全站總面積為 3.14hm2， 第 III 頁(yè)較可研的 3.41hm2減少了 0.27hm2，占地面積為可研方案 92.08%。第 i 頁(yè)目 錄1 前 言.12 工程概況.12.1 工程規(guī)模.12.2 系統(tǒng)規(guī)劃.23 500KV 配電

6、裝置的優(yōu)化 .23.1 500KV 電氣接線及配電裝置優(yōu)化 .23.2 小結(jié).74 220KV 配電裝置布置優(yōu)化 .74.1 GIS 設(shè)備尺寸的確定 .84.2 220KV 配電裝置間隔尺寸優(yōu)化 .94.3 小結(jié).165 主變無(wú)功配電裝置的優(yōu)化.165.1 主變布置優(yōu)化.165.2 35KV 配電裝置布置優(yōu)化 .175.3 小結(jié).176 電氣總平面方案.186.1 電氣總平面初步規(guī)劃.186.2 電氣總平面方案分析.187 結(jié) 論.20 第 1 頁(yè)1 前 言土地資源屬于不可再生資源，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速持續(xù)發(fā)展，變電站的選址與城鄉(xiāng)規(guī)劃、國(guó)土資源部門的矛盾日益突出。根據(jù)可研報(bào)告，500kV 變電站

7、推薦站址所在地土地為一般農(nóng)田，本著節(jié)約用地的原則，優(yōu)化電氣總平面布置，盡量減少占地是 500kV 變電站面臨的一個(gè)重要課題。優(yōu)化電氣總平面布置，可以壓縮占地面積，提高圍墻內(nèi)的用地系數(shù)，減少土建投資和占地面積，節(jié)約寶貴國(guó)土資源；也可以有效縮短設(shè)備連線、電纜、電纜溝、所內(nèi)管道、道路等長(zhǎng)度，提高全壽命周期經(jīng)濟(jì)效益。本專題在以往 500kV 變電站工程建設(shè)和科研成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合“三通一標(biāo)”、“兩型一化”的要求，強(qiáng)化全壽命周期管理理念，通過(guò)多方案甄選，確定配電裝置及電氣總平面布置的最優(yōu)方案，使工程設(shè)計(jì)符合安全可靠、先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)合理、資源節(jié)約、環(huán)境友好的技術(shù)原則。2 工程概況2.1 工程規(guī)模根據(jù)國(guó)家電

8、網(wǎng)公司招標(biāo)文件，500kV 變電站建設(shè)規(guī)模見下表(表 2.1-1)：表 2.1-1 500kV 變電站建設(shè)規(guī)模一覽表序號(hào)名 稱本期新建遠(yuǎn)期1主變壓器容量及數(shù)量21000MVA41000MVA500kV 出線回路數(shù)2 回8 回至保滄2 回2 回至北京西2 回2其中：備用4 回220kV 出線回路數(shù)6 回16 回雄州1 回1 回容城2 回2 回3其中：張豐2 回2 回 第 2 頁(yè) 孫村1 回1 回備用10 回?zé)o功補(bǔ)償裝置35kV 并聯(lián)電抗器2160MVar4260MVar4其中：35kV 并聯(lián)電容器2260MVar4260MVar2.2 系統(tǒng)規(guī)劃變電站遠(yuǎn)期規(guī)劃 500kV 出線 8 回，其中：保滄

9、 2 回、備用（北京西）2 回、備用 4 回，圖 2.2-1 為遠(yuǎn)期變電站 500kV 出線總體規(guī)劃示意圖。本期 500kV 出線 2 回，即保滄 I、II 回。圖 2.2-1 變電站 500kV 出線規(guī)劃220kV 變電站 220kV 遠(yuǎn)景主變進(jìn)線 4 回，出線 16 回，其中：至容城 2 回、張豐 2 回、雄州 2 回、孫村 1 回、傅村 2 回、定興南 2 回、西北方向備用 2 回、西南方向備用 3 回。3 500kV 配電裝置的優(yōu)化3.1 500kV 電氣接線及配電裝置優(yōu)化3.1.1 500kV 電氣接線本工程 500kV 采用 32 斷路器接線，500kV 本期出線 2 回，主變進(jìn)線

10、 2 回，組成 1 個(gè)完整串、2 個(gè)不完整串。遠(yuǎn)景出線 8 回，主 第 3 頁(yè)變進(jìn)線 4 回，組成 6 個(gè)完整串。3.1.2 500kV 出線間隔寬度的優(yōu)化對(duì)于 GIS 配電裝置，出線間隔寬度由串內(nèi)的設(shè)備、出線相間距離和跳線、引下線對(duì)邊柱距離等來(lái)確定。本次結(jié)合不同工況下的電氣距離計(jì)算，對(duì)間隔的寬度進(jìn)行優(yōu)化。3.1.2.1 間隔寬度優(yōu)化原始數(shù)據(jù)根據(jù)配電裝置布置形式，出線梁高度 26m，地線掛點(diǎn) 34m，構(gòu)架邊柱寬度 480mm。采用 2JLHN58K-1600 耐熱鋁合金導(dǎo)線，分裂間距400mm。跳線設(shè)置中間懸垂絕緣子串 33(XWP2-160)。在以下的校驗(yàn)中，以校驗(yàn)條件較苛刻的無(wú)中間懸垂絕緣

11、子串為代表。計(jì)算工況為：工況 1 外過(guò)電壓和 10m/s 風(fēng)速；工況 2 內(nèi)過(guò)電壓和 15m/s 風(fēng)速(50%最大風(fēng)速)；工況 3 最大工作電壓和 30m/s 風(fēng)速(最大風(fēng)速)或最大工作電壓、短路和 10m/s 風(fēng)速。各工況下，要求的最小電氣距離如下表所列。表 3.1-1 各工況下的最小電氣距離(m)工況 1工況 2工況 3相地 A13.23.51.6相間 A23.64.32.43.1.2.2 出線跳線相間距離校驗(yàn)計(jì)算模型見下圖。圖中 a1 為絕緣子串的風(fēng)偏搖擺角；a0 為導(dǎo)線的風(fēng)偏搖擺角；fj 為絕緣子串懸掛點(diǎn)至端部的垂直距離； 為絕緣子串的長(zhǎng)度；d 為導(dǎo)線的分列間距；r 為導(dǎo)線半徑； 為絕

12、緣子串的傾斜角。 第 4 頁(yè) 圖 3.1-1 500kV 跳線相間距離校驗(yàn)計(jì)算模型跳線各種工況計(jì)算結(jié)果如下表所列。表 3.1-2 跳線各工況計(jì)算結(jié)果工況編號(hào)a1(rad)a0(rad)xj(m)yj(m)D2(m)10.0280.0290.1830.0944.300*20.0640.0740.4120.2415.30630.2220.2731.4500.9156.631注：*計(jì)算值小于屋外配電裝置的安全凈距 A2。最大工作電壓、短路和 10m/s 風(fēng)偏下對(duì)空間的要求比前 3 種工況更小，不作為控制條件。綜合上表的計(jì)算結(jié)果可見，500kV 出線間隔相間距離可優(yōu)化為 7m。3.1.2.3 出線邊相

13、跳線的距離校驗(yàn)計(jì)算時(shí)，出線偏角按 10考慮。跳線加裝了懸垂絕緣子串。絕緣子串長(zhǎng)度 取 6.5m。出線構(gòu)架的整體設(shè)置及計(jì)算模型見下圖。圖中 d為導(dǎo)線的分列間距；r 為導(dǎo)線半徑；b 為構(gòu)架柱直徑。 第 5 頁(yè)圖 3.1-2 500kV 跳線對(duì)邊柱校驗(yàn)計(jì)算模型構(gòu)架對(duì)出線邊相跳線各種工況計(jì)算結(jié)果如下表所列。表 3.1-3 跳線各工況計(jì)算結(jié)果工況編號(hào)a0(rad)D1(m)10.0293.96820.0744.64330.2734.289最大工作電壓、短路和 10m/s 風(fēng)偏下對(duì)空間的要求比前 3 種工況更小，不作為控制條件。由上表的計(jì)算結(jié)果可見，要求的距離最大值為4.643m，因此，考慮一定裕度及安裝

14、爬梯的需要，500kV 出線間隔邊相到構(gòu)架距離可優(yōu)化為 5.5m。3.1.2.4 出線間隔寬度的優(yōu)化由以上計(jì)算結(jié)果可見，500kV 出線間隔相間距離可優(yōu)化為 7m，邊相到構(gòu)架距離可優(yōu)化為 5.5m，因此出線間隔寬度可優(yōu)化為5.52+72=25m。 第 6 頁(yè) 3.1.3 500kV 配電裝置優(yōu)化根據(jù)可研評(píng)審意見， 結(jié)合站址條件， 本著節(jié)約用地原則，500kV設(shè)備按戶外 GIS 方案選擇，進(jìn)出線 CVT、避雷器采用 AIS，設(shè)計(jì)原則參照國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì) 500-A-3 方案。500kV GIS 采用一字型布置方案，線路及主變側(cè)的避雷器和 CVT采用 AIS，配電裝置南北向一列式布置

15、?？裳泻蛢?yōu)化后的 500kV 配電裝置平面圖如圖 3.1-3(a)、(b)所示：圖 3.1-3 (a)可研 500kV 配電裝置電氣平面布置圖 3.1-3 (b)優(yōu)化后 500kV 配電裝置電氣平面布置圖綜合考慮對(duì)各廠家 GIS 設(shè)備的適應(yīng)性，優(yōu)化后 GIS 進(jìn)出線套管間距取 18m。將 500kV 母線高抗由配電裝置右端移至#2、#3 號(hào)主變進(jìn)線套管之間，從而降低配電裝置橫向尺寸，考慮 500kV 母線高抗設(shè)備的電氣距離校驗(yàn)，500kV 配電裝置縱向尺寸確定為 48.5m（道路中心線） 。將 500kV 出線構(gòu)架寬度優(yōu)化為 25m，結(jié)合 550kV GIS 設(shè)備的橫向 第 7 頁(yè)尺寸，500

16、kV 出線構(gòu)架仍然為 500kV 配電裝置寬度的限制尺寸，500kV配電裝置區(qū)橫向尺寸確定為 224m（道路中心線） 。500kV 配電裝置區(qū)設(shè)置環(huán)形道路。其斷面如圖 3.1-4 所示。圖 3.1-4 500kV 配電裝置 GIS 方案斷面圖(本期)500kV GIS 配電裝置區(qū)環(huán)形路中心線縱向間距為 48.5m，在將母線高抗安裝在#2、#3 號(hào)主變進(jìn)線套管之間的前提下，相比可研仍壓縮0.5m；將 500kV 出線構(gòu)架優(yōu)化為 25m，并優(yōu)化 500kV GIS 設(shè)備和出線構(gòu)架的布置，500kV GIS 配電裝置區(qū)環(huán)形路中心線橫向間距壓縮為224m，相比可研壓縮 8m，500kV 配電裝置占地為

17、 0.97 公頃，比可研節(jié)約 0.66 公頃。3.2 小結(jié)（1）優(yōu)化 500kV 出線間隔寬度，優(yōu)化后的間隔寬度取 25m。（2）優(yōu)化 500kV 配電裝置尺寸，優(yōu)化后 500kV GIS 配電裝置區(qū)縱向尺寸為 35m(道路中心線)，配電裝置區(qū)寬度為 278m(道路中心線)。優(yōu)化后 500kV 配電裝置區(qū)總面積 1.086hm2，較可研 1.218hm2減少0.132hm2，占地面積為可研方案 89.16%。4 220kV 配電裝置布置優(yōu)化 第 8 頁(yè) 500kV 變電站 220kV 配電裝置采用 GIS 設(shè)備，主接線采用雙母線雙分段接線。GIS 布置型式的確定綜合考慮以下因素：(1) 盡量壓

18、縮占地，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置清晰；(2) 設(shè)備總體尺寸與配電裝置間隔寬度相匹配；(3) 應(yīng)具有良好的運(yùn)輸和吊裝條件，滿足設(shè)備安裝(不帶電)和設(shè)備檢修(周圍設(shè)備帶電)時(shí)吊裝和運(yùn)輸?shù)目臻g活動(dòng)范圍要求；(4) 檢修和擴(kuò)建時(shí)應(yīng)盡量縮短停電時(shí)間或不停電。4.1 GIS 設(shè)備尺寸的確定根據(jù)與目前國(guó)內(nèi)外 252kV GIS 主要生產(chǎn)廠家的配合結(jié)果，母線及GIS 設(shè)備額定電流均按 4000A 考慮，西安西電開關(guān)電氣有限公司(以下簡(jiǎn)稱西開)、新東北電氣(沈陽(yáng))高壓開關(guān)有限公司(以下簡(jiǎn)稱沈高)、平高電氣股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱平高)、AE-Power 及現(xiàn)代重工的 GIS 布置方案的主要尺寸分別如下圖所示。 圖 4.1-

19、1 西高 GIS 布置方案 圖 4.1-2 平高 GIS 布置方案 圖 4.1-3 沈高 GIS 方案 圖 4.1-4 現(xiàn)代 GIS 方案 圖 4.1-5 AE-POWER GIS 方案上述廠家布置方案圖中，252kV GIS 進(jìn)出線套管之間距離均為考慮 第 9 頁(yè)絕緣水平、設(shè)備安裝、母線額定電流后的最合理布置尺寸。為滿足工程設(shè)備招標(biāo)時(shí)的通用性，推薦本工程 252kV GIS 設(shè)備進(jìn)出線套管之間距離按 11m 考慮。4.2 220kV 配電裝置間隔尺寸優(yōu)化對(duì)配電裝置尺寸設(shè)計(jì)及優(yōu)化，一方面應(yīng)保證設(shè)備及導(dǎo)線相間及相對(duì)地距離滿足絕緣配合要求的最小電氣距離，避免造成威脅系統(tǒng)安全運(yùn)行的隱患；另一方面要考

20、慮為安裝和檢修提供方便，注意滿足相鄰間隔電氣設(shè)備檢修時(shí)安全距離要求。架構(gòu)寬度由導(dǎo)線相間距離和跳線或引下線對(duì)地距離來(lái)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。對(duì)于本工程 GIS 設(shè)備布置方案，間隔寬度優(yōu)化目標(biāo)暫定為 12m，以下計(jì)算分析以此預(yù)期目標(biāo)為基礎(chǔ)。4.2.1 安全凈距按照絕緣配合及空氣間隙數(shù)值設(shè)計(jì) 220kV 屋外配電裝置，其最小安全凈距見表 4-1。 第 10 頁(yè) 表 4.2-1 屋外配電裝置的安全凈距(

21、mm)項(xiàng)目220kV 中性點(diǎn)接地系統(tǒng)A11800A22000B12550B21900C4300D3800使用軟導(dǎo)線時(shí)，不同條件下，帶電部分至接地部分和不同相帶電部分之間的最小安全凈距，根據(jù)表 4-2 進(jìn)行校驗(yàn)。表 4.2-2 不同狀態(tài)下最小安全凈距(mm)條件校驗(yàn)條件(工況)A 值220kV 中性點(diǎn)接地系統(tǒng)A11800外過(guò)電壓外過(guò)電壓和風(fēng)偏計(jì)算風(fēng)速取 10m/sA22000A11800內(nèi)過(guò)電壓內(nèi)過(guò)電壓和風(fēng)偏計(jì)算風(fēng)速取最大設(shè)計(jì)風(fēng)速 50%(30m/s)A22000A1600最大工作電壓最大工作電壓和風(fēng)偏取最大設(shè)計(jì)風(fēng)速A29004.2.2 GIS 出線跨線最小安全距離計(jì)算跨線計(jì)算采用電力工程電氣設(shè)

22、計(jì)手冊(cè)電氣一次部分(以下簡(jiǎn)稱手冊(cè))附錄 10-2 中建立的模型和計(jì)算方法。計(jì)算模型如下圖，本圖未示意導(dǎo)線半徑及雙導(dǎo)線分裂間距，但在計(jì)算過(guò)程中己經(jīng)考慮。 第 11 頁(yè)圖 4.2-1 門型架導(dǎo)線和間距離校驗(yàn)圖1) 在大氣過(guò)電壓、風(fēng)偏條件下，為2D (式 4-1)radafafAD2cossinsin222211222) 在內(nèi)部過(guò)電壓、風(fēng)偏條件下，為 2D (式 4-2)radafafAD2cossinsin2 2 2 2 1 1 2 23) 在最大工作電壓、短路搖擺、風(fēng)偏條件下，為 2D (式 4-3)radafafAD2cossinsin2 2 2 2 1 1 2 2式中：、 、 分別為大氣過(guò)電

23、壓、內(nèi)部過(guò)電壓、最大工作電壓2D 2D 2D所要求的最小相間距離(cm)；、 分別為各種狀態(tài)下不同相帶電部分之間的最小電2A 2A 2A氣距離(cm)，見表 3-2；、 對(duì)應(yīng)于各種狀態(tài)時(shí)的絕緣子串弧垂(cm)；1f 1f 1f、 對(duì)應(yīng)于各種狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)線弧垂(cm)；2f 2f 2f、 對(duì)應(yīng)于各種狀態(tài)時(shí)的絕緣子串的風(fēng)偏搖擺角；1a 1a 1a、 分別為大氣過(guò)電壓、內(nèi)部過(guò)電壓時(shí)導(dǎo)線的風(fēng)偏搖擺角；2a 2a 最大工作電壓時(shí)在風(fēng)力作用下導(dǎo)線的搖擺角，其計(jì)算方法見 2a手冊(cè)附錄 10-3； 第 12 頁(yè) 導(dǎo)線分裂間距(cm)；d 導(dǎo)線半徑(cm)。r及的計(jì)算公式：1f2f (式 4-4)fEf 1 (式

24、 4-5)12fff (式 4-6)eeE1 (式 4-7)21111112 lllqQllle 跨距中絕緣子串和導(dǎo)線的總弧垂(m )；f 跨距水平投影長(zhǎng)度(m)；l 跨距內(nèi)導(dǎo)線水平投影長(zhǎng)度(m)；1l 各種狀態(tài)時(shí)的絕緣子串單位長(zhǎng)度重量(kg/m)； 1Q 各種狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度重量(kg/m)。1q的計(jì)算公式為：1a (式 4-8)11144111)( 1 . 0QqlQqltga 導(dǎo)線單位長(zhǎng)度所承受的風(fēng)壓(N/m)；4q 絕緣子串承受的風(fēng)壓(N)；4Q 導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的重量(kg/m)；1q 絕緣子串的重量(kg )。1Q的計(jì)算公式為：2a (式 4-9)14111 . 0qqtga220

25、kV 配電裝置有 1 種跨線形式，以下為計(jì)算校核結(jié)果?？缇€：進(jìn)線跨線，跨距 14.5m，采用 2xLGJ-400/25 導(dǎo)線，絕緣子 第 13 頁(yè)串為 16*XWP2-160，最大弧垂 1.7m，計(jì)算結(jié)果見下表。表 4-3 高層出線跨線風(fēng)偏搖擺計(jì)算結(jié)果表內(nèi)容參數(shù)大氣過(guò)電壓（風(fēng)偏）操作過(guò)電壓（風(fēng)偏）最大工作電壓（風(fēng)偏）絕緣子串弧垂 f1(m)0.7320.7180.632導(dǎo)線弧垂 f2(m)0.3680.3820.468絕緣子串風(fēng)偏搖擺角(o)12.0123.46810.323弧垂及風(fēng)偏要擺角導(dǎo)線風(fēng)偏搖擺角(o)25.86711.23229.438相間距離要求的相間距離D2（mm）2471289

26、63268相地距離要求的相地距離D1（mm）201222311826由上述計(jì)算結(jié)果可見，220kV 配電裝置高層出線跨線相間距離要求最小值為 3.268m , 對(duì)于本工程相間距離可取 3.5m，出線跨線相地距離要求最小值為 2.231m，對(duì)于本工程相間距離可取 2.5m。4.2.3 GIS 出線間隔尺寸根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司 110（66）500kV 變電站通用設(shè)計(jì)修訂工作成果，并結(jié)合以往 500kV 變電站實(shí)際情況本工程 220kV GIS 出線間隔尺寸確定如下：（1）雙回路出線采用同一跨構(gòu)架，構(gòu)架寬度為 24m；（2）GIS 套管相間距 3m，避雷器相間距 3.25m；（3）出線懸垂絕緣子串采用

27、單 I 型絕緣子串,懸垂絕緣子串掛點(diǎn)距離為：3.5m(相地)3m(相間) 3m(相間) 5m(回路間) 3m(相間) 3m(相間) 3.5m(相地)；（4）線路耐張絕緣子串掛點(diǎn)距離為：2.5m(相地)3.5m(相間) 3.5m(相間) 5m(回路間) 3.5m(相間) 3.5m(相間) 2.5m(相地)； 第 14 頁(yè) （5）在出線構(gòu)架 A 字柱的變電站側(cè)設(shè)置爬梯，爬梯按不帶護(hù)籠考慮。220kV GIS 出線間隔的平面布置如下圖所示。圖 4.2-2 出線間隔的平面布置圖以上配電裝置尺寸計(jì)算如下（如圖 4-7 所示）：（1）設(shè)備相間距：GIS 套管相間距應(yīng)不小于 2m(A2 值)+0.6m(均壓

28、環(huán)直徑)=2.6m，因此確定為 3m；出線避雷器相間距應(yīng)不小于 2m(A2 值)+1.1m(均壓環(huán)直徑)=3.1m，因此確定為 3.25m。（2）出線懸垂絕緣子串掛點(diǎn)：相地距主要由帶電上人檢修工況決定，應(yīng)不小于 0.4m(爬梯寬度一半值)+2.55m(B1 值)+0.3m(導(dǎo)線風(fēng)偏)+0.1m(導(dǎo)線分裂間距一半) +0.015m(導(dǎo)線半徑)=3.365m，考慮施工誤差后確定為 3.5m；相間距同設(shè)備相間距；回路間距應(yīng)不小于 3.8m(D 值)+0.6m(導(dǎo)線風(fēng)偏) +0.2m(導(dǎo)線分裂間距) +0.03m(導(dǎo)線直徑)=4.63m，考慮施工誤差后確定為 5m。圖 4.2-3 出線間隔安全凈距校驗(yàn)

29、（3）線路耐張絕緣子串掛點(diǎn)：出線終端塔按雙回路塔考慮，線路 第 15 頁(yè)從出線構(gòu)架到終端塔呈發(fā)散狀，因此相鄰兩回路間距僅需滿足 5m 的帶電距離要求。因此本工程 GIS 間隔寬度按 12m 考慮。4.2.4 GIS 出線構(gòu)架高度本工程 220kV 配電裝置遠(yuǎn)景共 16 回出線，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司500kV 變電站通用設(shè)計(jì) 500-A-3 方案，本工程 220kV 出線間隔斷面如下圖。圖 4.2-4 220kV 出線間隔斷面圖（雙層出線）由于 220kV 構(gòu)架梁為 700 x700mm 的三角梁，運(yùn)行檢修人員按站立在梁上活動(dòng)檢修考慮，需滿足上人處距高層出線跳線 4300mm 帶電距離要求。因此，本

30、工程推薦高層出線構(gòu)架掛點(diǎn)按 14m 考慮。綜上，本工程220kV 配電裝置平面布置如下圖。 第 16 頁(yè) 圖 4.2-5 220kV 配電裝置平面布置圖4.3 小結(jié)（1）經(jīng)與設(shè)備廠家調(diào)研，結(jié)合平面布置，252kV GIS 設(shè)備進(jìn)出線套管之間距離為 11m；（2）220kV GIS 間隔寬度推薦為 12m；220kV 配電裝置區(qū)域縱向尺寸為 25m，小于通用設(shè)計(jì) 26m 縱向尺寸;（3）優(yōu)化后，220kV 配電裝置區(qū)域占地面積 0.485hm2，較可研 0.504hm2壓縮 0.019hm2，占地面積為可研方案 96.15%。5 主變無(wú)功配電裝置的優(yōu)化本工程結(jié)合變電站站址條件，根據(jù)系統(tǒng)低壓無(wú)功需

31、求，確定了低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置的分組容量及接線形式，主變低壓側(cè) 35kV 電氣接線推薦采用以主變壓器為單元的單母線接線，35kV 無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)線設(shè)置總斷路器。本期上 2 號(hào)和 4 號(hào)主變，共裝設(shè) 4 組 60Mvar 低壓電容器和 2 組60Mvar 低壓電抗器以及 2 臺(tái) 800kVA 站用變。5.1 主變布置優(yōu)化本工程合理調(diào)整了主變壓器布置，以保證主變與防火墻間距滿足調(diào)壓變的運(yùn)輸要求，確定防火墻間距為 11m。本期及遠(yuǎn)期的兩組主變構(gòu)架組成六連跨，以壓縮主變區(qū)域橫向尺寸。通過(guò)對(duì)主變高壓側(cè)電氣距離的詳細(xì)校驗(yàn)及對(duì)水工等管線的合理分布， 第 17 頁(yè)壓縮主變構(gòu)架與主變運(yùn)輸?shù)缆分g的距離，確定該距為

32、15m。將 220kV 避雷器由主變側(cè)移至 220kVGIS 主變進(jìn)線側(cè)，在合理布置主變防火墻與主變之間間隙，以滿足調(diào)壓變的檢修通道要求的前提下，本工程壓縮了主變匯流母線與主變防火墻之間的距離，以進(jìn)一步壓縮主變無(wú)功區(qū)域縱向尺寸。主變構(gòu)架與匯流母線 0 相間距，由通用設(shè)計(jì)方案的 7m 壓縮為 4.5m。綜上，通過(guò)針對(duì)主變壓器高壓側(cè)及低壓側(cè)的縱向尺寸優(yōu)化，本工程主變及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備區(qū)域縱向尺寸由可研的 64m 優(yōu)化為 62m。5.2 35kV 配電裝置布置優(yōu)化本設(shè)計(jì)，35kV 無(wú)功補(bǔ)償裝置排列方向與主變壓器布置方向呈平行的一列式布置，35kV 配電裝置采用 AIS 設(shè)備，母線采用支持式，無(wú)功設(shè)備采用

33、組合框架式電容器組和干式空心電抗器。電抗器的維護(hù)通道按單側(cè)維護(hù)考慮即可，并聯(lián)電抗器外徑為 2m，建議維護(hù)通道寬度按 2.2m 考慮；12%串抗外徑 1.9m，建議維護(hù)通道寬度按 2.1m 考慮（框架式電容器不考慮整體運(yùn)出檢修，僅考慮串抗整體運(yùn)出） 。站外電源進(jìn)線設(shè)備布置在 220kV 配電裝置區(qū)北側(cè)。主變及 35kV 無(wú)功補(bǔ)償裝置場(chǎng)地平面布置圖最終方案見圖 5.2-1。圖 5.2-1 220kV 配電裝置平面布置圖5.3 小結(jié) 第 18 頁(yè) 1）每?jī)山M主變構(gòu)架組成六連跨，以壓縮主變區(qū)域橫向尺寸；（2）壓縮主變匯流母線與主變防火墻、主變匯流母線與 35kV 配電裝置母線的距離；（3）優(yōu)化后，主變

34、無(wú)功補(bǔ)償區(qū)域占地面積 1.299 hm2，較可研 1.341hm2壓縮 0.55hm2，占地面積為可研方案 96.88%。6 電氣總平面方案6.1 電氣總平面初步規(guī)劃本專題依據(jù)電氣主接線、各級(jí)電壓線路出線方向、主變壓器及配電裝置型式和進(jìn)站道路以及土地預(yù)審范圍等綜合條件，確定電氣總平面初步規(guī)劃。6.2 電氣總平面方案分析變電站可研方案中，500kV 配電裝置布置在站區(qū)東部，遠(yuǎn)景 8 回全部向東架空出線，預(yù)留母線高抗位置。220kV 配電裝置布置在站區(qū)西側(cè)，向西出線 10 回。主控通信樓及站前區(qū)布置在站區(qū)北側(cè)，從北側(cè)進(jìn)站。可研的電氣總平面布置如圖 6.2-1 所示。 第 19 頁(yè)圖 6.2-1 可

35、研電氣總平面布置本章將結(jié)合各配電裝置區(qū)的尺寸，對(duì)總平面布置進(jìn)行優(yōu)化。具體從以下幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化：（1）結(jié)合系統(tǒng)規(guī)劃、可研土地預(yù)審，合理布置 500kV 配電裝置及220kV 配電裝置區(qū)域。（2）協(xié)調(diào) 500kV GIS 設(shè)備和出線構(gòu)架布置，優(yōu)化 500kV 配電裝置布置，縮短分支母線長(zhǎng)度；（3）根據(jù)各廠家 500kV GIS 布置型式，優(yōu)化 500kV GIS 尺寸，壓縮占地。（4）在滿足設(shè)備運(yùn)輸時(shí)對(duì)帶電設(shè)備的安全凈距和高抗水工管線的要求，對(duì)母線高抗 AIS 回路尺寸進(jìn)行優(yōu)化，減小母線高抗回路的縱向尺寸。（5）對(duì)主變及無(wú)功補(bǔ)償區(qū)域進(jìn)行如下優(yōu)化：考慮水工管線的要求，對(duì)主變前與主變運(yùn)輸?shù)缆烦叽邕M(jìn)行優(yōu)化；考慮調(diào)壓變運(yùn)輸通道，對(duì)主變 第 20 頁(yè) 與匯流母線尺寸進(jìn)行優(yōu)化。（6）對(duì)主變無(wú)功區(qū)域無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的布置方式與尺寸進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后的電氣總平面布置如圖 6.2-2 所示。圖 6.2-1 優(yōu)化后電氣總