户外gis变电站场地布置优化设计探讨

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1、户外GIS变电站场地布置优化设计探讨(1国网江丙省电力公司经济技术研究院江丙南昌330043;2国网江丙南昌供电公司江丙南昌330008)关键词:户外GIS;布置优化；垂直出线GIS(gasinsulatedsubstation)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称，与常规设备AIS变电站相比，它将断路器、隔离开关、互感器、避雷器、母线等设备及部件全部封闭在金属接地的外壳中，充以一定压力的SF6气体起到绝缘作用。由于所有设备均封装于一体外壳内，GIS具有结构紧凑，占地面积小，可靠性高，维护工作量小等优点，目前己广泛应用于各电压等级变电站，尤其是城区变电站及对可靠性要求

2、更高的变电站。1、户外GIS传统布置方案根据GIS布置场地的不同，GIS变电站分为户外GIS变电站及户内GIS变电站。户外GIS变电站布置于广外露天场地，与其对应的出线方式一般为架空出线。以220kV配电装置为例，为了保证不同相间及相地间电气距离，常规设备AIS变电站每个出线间隔宽度一般为12.5m~14m，而采用GIS设备后，间隔宽度只需要3m即可，可大大减少占地面积。然而，由于户外GIS对应的架空出线在传统方式下是通过出线构架A、B、C三相水平排列接入变电站，为了保证进站引线的电气距离，出线构架仍然需要做到至少12m宽。以某220kV变电站为例，该站主变3台，出

3、线10回，采用双母线接线，乜括母联间隔及两段母设间隔在内，共有16个间隔。采用常规户外GIS布置方案时，配电装置场地平面如图1所示。图1.传统构架出线户外GIS平面布置图根据上文所述，220kVGIS每个间隔宽度可做到3m,本站16个间隔，理论上横向占地尺T(16-l)×3=45m即可满足本身布置要求。从图1可见，为了满足各条架空出线带电距离要求，10冋出线共需要占据120m的横向长度。图中各间隔间距非常大，整个GIS配电装置布置松散，未能发挥GIS设备布置紧凑，占地面积小的优势。不难看出，限制整个配电装置场地大小的制约因素不再是GIS配电装置本身，而

4、是传统方式的三相水平排列出线构架尺寸。能否优化整个GIS场地占地尺T，关键是找到一种既能满足带电距离要求又不占用过多横向尺、r的新型出线方式。2、一种新型架空垂直出线方式传统出线通过水平方向上拉大尺、r来达到带电距离的各项要求，该出线方式与常规AIS变电站尺T匹配合理。而采用GIS情况下，由于GIS本身尺寸可以非常紧凑，此时不再适宜采用水平出线方式。这吋可以考虑采用一种新型垂直出线方式。该方式将GIS出线套管由传统的横向水平布置改为垂直母线方向的纵向布置，同吋在站内设立多边形变截面钢管杆。钢管杆在线路工程已大量应用，技术成熟可靠，占地面积小。进站引线由GIS套管

5、出来直接上站内钢管杆，减去出线构架环节。如图2和图3所示，该方式每两回出线共用一基钢管杆，为了方便出线，钢管杆三相横担在平面方向上，错开一定角度(约45度)，以方便导线引下吋水平方向上保证各相之间的带电距离要求。在垂直方向上，三相横担安装在不同高度，以保证线路进线各相电气距离要求。若220kVGIS出线套管布置相序为最外侧为A相，则终端杆A相横担布置在最下方9m高度，平面上向外偏离母线方向；B相横担布置在中间14m高度，平面上与母线方向平行；C相横担布置在上方19m高度，平面上向内偏向母线方向；最上方为地线横担，布置在上方23m高度。这样各相引线互不交叉、互不影响。

6、通过水平和垂直两个方向将横扪位置错开，可保证出线各相带电距离要求。图2.垂直出线方式断面图以220kVGIS垂直出线钢管杆为例，三相横担长度均为3.5m,同冋路各横担挂点水平方向上ABC三相相间距离3.5m，垂直方向三相横担高差各5m，经过相间、相地、平行的不M吋停电检修带电部分之间的电气距离校验，该出线方式下，各相导线电气距离均能满足规范要求。若站外线路终端为冋塔双冋型式，可以与站内钢管杆直接对接，若站外终端为单冋水平方式，进站吋可参考线路工程两路单冋塔并为一路双冋塔型式进站。图3.垂直出线方式效果图在实际工程应用中，相关尺寸的确定要根据具体情况，考虑线路专业对出

7、线距离要求，进行各种工况下导线风摆的校验，以及临界电晕电压校验，以便确定出线导线的挂点高度及位置，避雷线的高度及站外终端构架的型式。同样出线规模下，采用垂直出线方式后的GIS场地平面布置如图4。该方式最大优势是大大压缩了GIS配电装置的横向尺T，每两回出线仅占用7米的横向空间。本站10回出线情况下，整个配电装置横向尺寸仅为55米。较传统构架出线GIS方案的120米压缩54%,已经较为接近GIS装置理论最小值45米。经济性方面，与传统构架出线相比，垂直出线方式节省了大量出线传统门型构构架基础及钢材，每两个间隔只需要一基钢管杆即可，减少了土建工程工作量；垂直出现方