500 kV省际输电线路间隔配置优化研究

贾东瑞，谢兴利，刘 森

(河北省电力勘测设计研究院，石家庄 050031)



500 kV省际输电线路间隔配置优化研究

贾东瑞，谢兴利，刘 森

(河北省电力勘测设计研究院，石家庄 050031)

根据电网系统需求，某500 kV省际输电线路长期保持冷备用状态，造成与其配串的主变圧器实际接线为单断路器接母线，主变圧器供电可靠性大幅降低。针对此情况，对500 kV HGIS设备配置进行优化研究，并调研相关设备厂家实际生产能力，综合分析各种方案，提出最优解决方案，以最小代价实现主变圧器供电可靠性的提升。

500 kV线路；省际输电；线路间隔；配置方案

500 kV省际输电线路曾在相当长的时间里是电力系统网间联络的主要通道，为电力能源传输发挥了重要的作用。500 kV电网系统在不断发展，且随着特高压工程的陆续建设，部分500 kV省际线路不再承担省际电能传输的任务，为满足电网不断发展所提出的新需求，省际输电线路状态需要进行对应调整。当工程设计中出现省际输电线路时，设计人员应特别注意，充分调查研究，提出切实可行的设备配置方案。

1 工程情况

500 kV省际输电线路辛洹线联络河北省南部电网与河南省电网，起止位置为河北辛安500 kV变电站、河南洹安500 kV变电站，该线路长期保持冷备用状态，辛安侧断路器和隔离开关均为开断状态。根据系统发展，需要建设成峰500 kV输变电工程，辛洹线π入成峰500 kV变电站，设计原则为不改变辛安至洹安线路当前状态。新建成峰变电站500 kV配电装置采用3/2接线形式[1-3]，其配串方案见图1，配串表见表1。

图1 成峰变电站500 kV配电装置配串方案

洹安出线与3号主变圧器组成一个完整串，接入配电装置南起第2个串。由于洹安出线间隔两侧断路器均需保持开断状态，造成该串内3号主变圧器实际接线为经单断路器接母线，主变压器供电可靠性大幅降低，无法发挥3/2接线型式高可靠性的优势。生产运行单位在初步设计阶段对此情况提出调整意见，要求对设备进行优化配置，优化目标为主变圧器可经断路器接入2条母线，确保主变圧器供电可靠性。

表1 成峰变电站500 kV配电装置配串表

序号本期设备配置配串方案1不完整串备用(涉武II线)-2号主变圧器2完整串3号主变圧器-洹安线3空串备用(涉武I线)-备用(邯郸东线)4完整串蔺河I线-辛安I线5不完整串蔺河II线-备用(辛安II线)

2 优化方案比选

根据本工程实际情况，提出2个优化方案。

2.1 调整配串方案

将3号主变圧器和备用(涉武I)间隔位置对调，即3号主变圧器由第2串改接入第3串，备用(涉武I)间隔由第3串改接入第2串。调整完成后配串图见图2。

图2 调整后配串方案

调整后的配串方案可避免洹安线间隔断路器长期的开断状态造成3号主变圧器单断路器接母线的情况，但缺点是洹安线路与备用(涉武I)线路配为一串，远期扩建涉武I出线时，涉武I线路仍将面临单断路器接母线的状态；另外，该方案增加了1台500 kV断路器，建设规模超出可研审定范围，且增加工程投资约350万元。

根据系统规划，成峰至涉武线路为省网内重要线路，规划输送容量较高，单断路器接母线的运行方式将给电网系统稳定运行造成较大隐患，且建设规模超出可研审定范围，加之工程投资额增加较多，经与各相关单位讨论，不推荐采用该方案。

2.2 间隔内设备配置优化方案

根据相关设计原则，洹安线间隔断路器和隔离开关需保持开断状态，可考虑在500 kV配电装置洹安出线侧加装出线隔离开关，打开该隔离开关后，串内其他设备均可保持闭合，满足3号主变圧器经断路器接入500 kV 2条母线的要求。

3号主变圧器-洹安完整串原方案接线示意和加装出线隔离开关后的接线示意分别见图3和图4。

图3 3号主变圧器-洹安串原方案接线示意

图4 3号主变圧器-洹安串优化后接线示意

本方案可在保持辛安至洹安线路状态不变的前提下，将3号主变圧器经断路器分别接入500 kV 2条母线，大幅提升3号主变圧器的供电可靠性，仅需多建设500 kV三相隔离开关一组，工程投资增加约40万元。经与各相关单位讨论，认为本方案技术经济优势明显，可操作性好，推荐采用。

3 方案细化

针对出线间隔内设备配置优化方案，对多家设备厂家进行调研，各厂家均答复可以实现，设备厂家给出的实现方案汇总为如下3种：

a. 出线套管升高；

b. 整串设备拉长；

c. 出线套管向宽度方向平移。

常规500 kV HGIS设备布置与优化后各方案设备布置对比如图5-8所示。

图5 500 kV配电装置常规断面图

图5为常规500 kV HGIS设备布置图，设备长度(最外侧套管间距)为24.96 m，套管高度均为9.6 m，间隔宽度27 m。

图6 500 kV配电装置断面图(优化方案a)

图6为优化方案a(出线套管升高方案)，设备长度(最外侧套管间距)为27.07 m，洹安出线套管高度11.6 m，其余套管高度9.6 m。本方案设备各电气距离满足规程要求，整体观感较好。

图7 500 kV配电装置断面图(优化方案b)

图7为优化方案b(整串设备拉长方案)，设备长度(最外侧套管间距)为31.96 m，套管高度均为9.6 m。本方案设备各电气距离满足规程要求，且该方案下本串可减少2只500 kV支柱绝缘子，但增加了HGIS罐体长度，设备总投资有所增加，设备区整体观感较差。

图8 500 kV配电装置断面图(优化方案c)

图8为优化方案c(出线套管向宽度方向平移方案)，设备长度(最外侧套管间距)为24.96 m，套管高度均为9.6 m，间隔宽度30 m。由于套管向宽度方向平移，设备外形及布置于常规方案差异较大，对设备安装运输和维护有一定影响，且设备区整体观感较差。

综上所述，选择优化方案a即出线套管升高方案作为洹安间隔配置优化方案推荐方案。

4 结束语

以实际工程为依托，提出500 kV省际线路间隔配置多种优化方案，充分对比分析，选出最优方案，为工程的顺利推进和可靠实施提供了保障。随着电网系统的发展，500 kV省际线路的配置将逐步多样化。工程设计人员应根据工程实际需求，充分比选各种方案，实现配置方案的最优。

[1] DL/T 5352-2006，高压配电装置设计技术规程[S].

[2] DL/T 5218-2012，220～750 kV变电站设计技术规程[S].

[3] 刘振亚. 国家电网公司输变电工程通用设计110(66)～500 kV变电站分册[M]. 北京: 中国电力工业出版社, 2011.

本文责任编辑：齐胜涛

500 kV Interprovincial Transmission Line Bay Configuration Optimization Research

Jia Dongrui,Xie Xingli,Liu Sen

(Hebei Electric Power Design & Research Institute, Shijiazhuang 050031, China)

According to power system demand, a certain 500 kV interprovincial transmission line have to keep cold standby condition for a long period, so the transformer which lies in the same string have to be connected to single bus via single circuit breaker, the power supply reliability of the transformer decreases greatly. For this reason, the 500 kV HGIS device needs to be optimized, and according to the investigation result of device manufacturers' ability, this paper analyses several different optimization plans and proposes the optimal one,accomplishes the increase of the power supply reliability of the transformer with the least cost.

500 kV line;interprovincial transmission;line bay;configuration scenarious

2016-06-23

贾东瑞(1983-)，男，工程师，主要从事变电电气专业设计研究工作。

TM645.1

B

1001-9898(2016)05-0003-02