中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司
摘要:本文以长沙县500kV变电站为依托开展,长沙县500kV变电站是为了满足长沙县地区负荷增长需要而规划建设的重要工程,在进行工程规划和设计过程中涉及土地开发、输电线路和变电站建设等方面,对土地资源的利用和环境影响较大,因此需要进行节地设计,压缩配电装置占地面积,以更大限度的节约资源,确保工程建设对环境的影响减少到最低限度,并保护生态环境的可持续发展。
关键词:500kV变电站;500kV GIS;变电站应用。
500kV GIS配电装置布置优化研究可显著提高变电站的用地面积,节约资源利用率。参照国网通用设计方案:500出线间隔构架宽度为26米,横向道路中心线之间距离为173米;主变进线侧电压互感器与避雷器采用纵向布置,纵向道路中心线之间距离为49米。本专题研究在通用设计方案基础上进行500kV配电装置优化,包括压缩构架宽度、改变配电装置布置形式、压缩配电装置区域占地面积。
本课题针对国内500kV GIS配电装置布置开展研究,并结合长沙县500kV变电站项目进行具体分析。
方案一:500kV配电装置参照《国网基建部关于发布输变电工程通用设计通用设备应用目录(2023年版)的通知》500-A1-3方案中500kV模块设计,在此基础上进行优化。配电装置布置于变电站东侧架空出线,采用户外GIS“一字型”布置。远期4台主变全部进串,形成5个完整串,本期5线1变,形成2个完整串及2个不完整串。具体配串结合远景规划合理配串,远期扩建不需调整间隔,构架本期一次建成。
经过风偏摇摆计算,出线间隔构架宽度由常规26米优化至24.5m,横向道路中心线之间距离由173米优化至164米;主变进线侧电压互感器与避雷器采用横向布置,使纵向道路之间距离由49米优化至43米,500kV配电装置布置图及效果图如下:
图1.1-1 500kV配电装置平面布置图。
(1)500kV配电装置尺寸
500kV配电装置构架高度、导线和设备布置尺寸见表1.3-1和1.3-2。
表1.1-1 构架高度尺寸
项 目 | 高 (m) |
进出线门型构架高度 | 24 |
进出线门型构架宽度 | 24.5 |
表1.1-2 导线和设备布置尺寸
项 目 | 高 (m) | 相 间 (m) | 相对地 (m) |
进出线构架导线 | / | 7 | 5.25 |
(2)500kV配电装置风偏摇摆计算结果:
本工程500kV配电装置导线型号为2×NAHLGJQ-1440,跳线相地距离D1及相间距离D2校验结果如下表所示:
表1.1-3 跳线各工况计算结果
工况编号 | a1 (rad) | a0 (rad) | xj (m) | yj (m) | D1 (m) | D2 (m) |
1 | 0.12 | 0.148 | 0.01338 | 0.00584 | 4.019 | 4.638 |
2 | 0.262 | 0.38 | 0.02922 | 0.00015 | 4.344 | 5.388 |
3 | 1.05 | 1.98 | 0.064 | 0.117 | 2.595 | 3.79 |
4 | 0.12 | 12 | 0.01338 | 0.00584 | 2.82 | 4.238 |
本工程500kV配电装置导线型号为2×NAHLGJQ-1440,引下线相地距离D1及相间距离D2校验结果如下表所示:
表1.1-4 引下线各工况计算结果
工况编号 | a0 (rad) | D1 (m) | D2 (m) |
1 | 3.14 | 3.796 | 4.192 |
2 | 7.88 | 4.196 | 5.093 |
3 | 31.4 | 2.749 | 4.099 |
4 | 3.14 | 2.596 | 3.792 |
注:工况编号说明:“1”大气过电压、风偏条件下;“2”内部过电压、风偏条件下;“3”最大工作电压、风偏条件下;“4”最大工作电压、短路摇摆、风偏条件下。
通过以上计算可知,相间5500mm,相地4500mm即可满足要求,现布置为相间7000mm,相地5250mm,可以满足要求。
方案二:
500kV户外配电装置布置
500kV配电装置参照《国网基建部关于发布输变电工程通用设计通用设备应用目录(2023年版)的通知》500-A1-3方案中500kV模块设计,出线间隔宽度26m,纵向道路之间距离49米,横向道路之间距离173米,配电装置形式及规模与方案一相同。
(1)500kV配电装置尺寸
500kV配电装置构架高度、导线和设备布置尺寸见表1.3-1和1.3-2。
表1.1-5 构架高度尺寸
项 目 | 高 (m) |
进出线门型构架高度 | 24 |
进出线门型构架宽度 | 26 |
表1.1-6 导线和设备布置尺寸
项 目 | 高 (m) | 相 间 (m) | 相对地 (m) |
进出线构架导线 | / | 7.0 | 6.0 |
方案一、方案二工程占地面积比较如下表所示:
表1.1-7 两个方案的占地面积比较
方案 | 方案一 | 方案二 | 差异 | 优化比例 |
电气总平面布置 | 500kV配电装置出线间隔宽度24.5m,主变进线的PT和避雷器水平布置,纵向道路之间距离43米,横向道路之间距离164米 | 500kV配电装置出线间隔宽度26m,主变进线的PT和避雷器纵向布置,纵向道路之间距离49米,横向道路之间距离173米 | 构架尺寸由26米优化为24.5m;纵向道路尺寸由49米减至43米,优化6米;横向道路尺寸由173米减至164米,优化9米 | 占地面积压缩16.8% |
主变及35kV区域纵向道路之间距离65.5米 | 主变及35kV区域纵向道路之间距离74米 | 纵向优化8.5米 | 压缩占地面积11.5% | |
220kV配电装置布置在电容器上方的二级平台上,占地面积不增加 | 220kV配电装置区域纵向道路之间距离33米 | 纵向优化33米 | 100% | |
围墙内占地面积 | 2.2234公顷 | 3.0356公顷 | 0.8122公顷 | 压缩占地面积26.76% |
。
4.结论
综上所述,500kV配电装置出线间隔构架宽度由26米优化为24.5m,主变进线PT、避雷器采用横向布置,配电装置纵向尺寸由49米压缩至43m,较初设压缩占地面积16.8%。