220kV 户内GIS 立式出线在变电站中的应用

彭 勇 益阳电力勘测设计院有限公司 413000

【文章摘要】

本文以湖南省电力公司2012 年220kV 变电站设计竞赛依托工程为例，对220kV 全户内变电站的220kV GIS 设备，通过常规布置型式和“立式”出线布置型式的对比，得出采用新颖的“立式”出线可以大大减小变电站的占地面积和建筑体积。

【关键词】

户内变电站；立式出线

1 概述

响应建设“资源节约型、环境友好型”社会的方针政策，落实国家电网公司《关于全面推广实施“资源节约型、环境友好型、工业化”变电站建设的通知》文件精神，通过对220kV GIS 配电装置布置型式的优化，减少220kV 配电装置横向占地尺寸，节约土地资源，同时减少房屋建筑面积、体积，以及钢材用量，从而降低工程造价。本次实例工程项目位于湖南娄底的中心城区，一面山，其它三面均高层住宅小区，为尽量减少变电站占地面积，变电站设计采用全户内布置。

2 变电站规模

（1）主变规模

终期规模：3×180MVA。

（2）出线规模

220kV 出线：终期出线6 回。110kV 出线：终期出线12 回。

3 常见220kV GIS 出线布置方案户内变电站一般都采用电缆出线，不采用架空出线，因为架空出线的每一个间隔宽度约需12m 左右，按照一般220kV 变电站220kV 进出线最少设计考虑6 回及以上，220kV 配电装置场地的长度就超过了80m，无法达到建设户内变电站节约土地占地面积的目的。户外变电站一般都采用架空出线，常见220kV GIS 出线套管门型构架出线导线采用“一”字型排列（见图1），套管相间距离3m，出线门型构架宽度12m，导线相间距离3.5m，边导线与构架柱中心线2.5m。后来，取消两个12m 相邻间隔之间的“人”字型构架，将两个出线间隔的宽度优化为24m（见图2）。

4 立式出线布置方案

立式出线的构想源于对户内变电采用架空出线，对GIS 配电装置横向尺寸进行极致压缩。出线导线三相采用上下倾斜排列，考虑到设备间安全尺寸以及与线路终端塔的配合，经计算，单间隔宽度采用5.7m（避雷器内置）。

由于本设计方案采用户内GIS 立式出线，因此与设备相关的安全距离校验主要是间隔内不同相GIS 套管的安全距离以及相邻出线间隔之间的检修距离。GIS 套管采用硅橡胶套管，套管出墙后水平布置。A、B、C 三相之间水平间距为0.6m，上下垂直间距为3.3m，分别在13.5m、16.8m、20.1m 的位置出线，避雷线与最上层导线间距为4.0m。出线挂环与出线套管上下布置，与GIS 套管水平间距0.6m，上下间距1.0m。相邻间隔最小间距为5.7m，经校验，相邻间隔间距满足220kV 不同时停电检修间距，GIS 套管（含下引线）满足各类条件下220kV 带电部分至接地部分之间的间距，上层出线跳线与下层出线之间的距离也满足安全距离要求。

(1) 进线塔型校验

户内立式出线最小间距为5.7m，若采用两两双回共塔出线，无法满足相邻出线的安全距离要求。针对本220kV 变电站的出线规模，设计采用一个四回路塔和一个双回路塔。同时为限制四回路塔的高度，导线按三层方式布置（见图3）。

本次终端端塔采用一基双回路（见图4，图中尺寸按直线终端方式，若遇转角则横担长度需相应加大）和一基四回路布置，两基塔总宽度31m，间隔总宽度34.5m，按《110 ～ 750kV 架空输电线路设计规范》220kV 电力线路边导线在路径受限制地区为7.0m，线路导线在最大风偏情况下与相邻线路杆塔最小距离不小于4.0m 的要求。只缺少3.5 米的距离一个导线边线控制距离。只要将两终端塔各位移3.5m 就能保证线路的安全距离。为控制导线杆塔最小偏移量，本次对双回路终端塔采用梳形布置（见图5）。

对应变电站的出线间隔位置，终端塔布置，其中四回路终端塔与变电站间隔正对布置，双回路终端塔向外侧偏移3.5m布置。

挂线采用上对上、下对下、左侧对左侧、右侧对右侧，导地线可采用相同弧垂架线，出线间隔和终端塔的线间距离均满足规程不小于0.75 倍(0.4L + U/110+0.65 √ f ) 的要求，出线档地线与导线在档距中央的导地线间距也满足规程不小于0.012L+1 的要求。在将出线终端塔前后错位排列，并将外侧两终端塔稍稍向外侧偏移4.1m 后，导线对邻近回路边导线间距7.0m，对邻近终端塔净空距离也可满足净空距离大于4.0m 的要求。

(2) 结论

经校验，220kV 变电站220kV 采用户内立式架空出线能满足规程的所有要求。立式布置可以显著减少占地面积，减少房屋的建筑面积和体积，减少220kVGIS 母线长度，降低房屋和GIS 的造价。大多数220kV 户内变电站220kV 出线均采用电缆出线，造价高，且每年需对电缆进行相关的试验，年运行费用高，本次提出的立式出线方案，解决了困扰220kV 户内变电站架空出线间隔太宽，从而占地面积不能有效减少的问题，大幅降低了工程造价。

5 适用范围及注意事项

立式出线由传统的出线方式改进而来，主要是对出线间隔的宽度进行了优化，适用于大多数采用GIS 配电装置的变电站，但使用时需注意以下几个方面：①要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，避雷线的高度及构架的型式。②在实施过程中，要重视与线路专业的配合，满足线路专业对出线距离的要求。

【参考文献】

[1]DL/T5218-2005 《220kV~500kV 变电所设计技术规程》

[2]GB 50545-2010 《110 ～ 750kV 架空输电线路设计规范》