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摘要：为了缩减500kV变电站配电装置的尺寸，本文提出了一种500kV变电站HGIS配电装置的优化布置方式。该布置方式与通用设计500-B-5方案布置方式相比，纵向尺寸减少了22.3%。另外，该优化方案还具备便于施工安装和运行检修、出线和扩建灵活、节省投资等优势。
关键词：变电站；复合组合电器（HGIS）；配电装置；布置方式
中图分类号：TM76？文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（a）-0000-00
一、引言
配电装置是变电站的重要组成部分，它是用来接受和分配电能的电工建筑物，主要包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等设备。复合组合电器（hybrid gas insulated switchgear，HGIS），是由金属外壳密封，把上述设备分相组合一体的新型户外组合电器[1-6]。500kV变电站采用复合组合电器，可以节约土地、减少设备安装维护的成本、提高变电站可靠性和智能化水平。本文研究了一种500kV变电站HGIS配电装置的优化布置方式，并通过出线、扩建的灵活性分析和技术经济分析验证了其可行性。
二、500kV配电装置尺寸优化
本文以某500kV变电站工程为依托，进行HGIS配电装置布置优化。该工程远期出线8回，4台变压器，采用一台半断路器接线；本期出线2回，2台变压器，采用四角形接线。工程设计参照国家电网公司输变电工程通用设计（2011年版）500-B-5方案[4]。
1.500kV配电装置布置方式的比较
（1）“一字型”布置
以主变运输道路中心线至出线侧围墙中心线的距离作为配电装置纵向尺寸，“一字型”布置方式的纵向尺寸为30.5+30.5+6+9=76m。采用“一次设备本体+传感器+智能组件”的形式，常规互感器与HGIS设备一体化设计、一体化安装，采用进出线直接上引方式，纵向尺寸可以优化至28.5+28.5+6+9=72m。
（2）“C型”布置
“C型”方案主要压缩了母线间的距离，压缩后的纵向尺寸为59m。“C型”方案的缺点也较为突出，主要为：①经济性差。“C型”方案每个间隔增加500kV分支母线筒90m，按每米1.5万元计，整站6个间隔将增加设备费810万元。②出线困难。“C型”方案无法实现双回500kV线路侧向出线，很难满足出线规划的需求，会导致500kV线路交叉，增加处理费用。
（3）“半C型”布置
在传统HGIS布置方式的基础上，创新性提出一种新型的布置方式：利用HGIS设备可通过GIL分支母线筒任意引接套管的特点，将HGIS四组套管按“母线—出线—母线—出线”的布置方式排列，称之为“半C型”布置方式。
2.“半C型”HGIS布置方式纵向尺寸优化
本方案设置格构式中间构架，在考虑中间格构式构架的宽度之后，配电装置增加格构式中间构架并不影响配电装置的纵向尺寸。母线间距可由“一字型”的20.5m缩减至11m。“半C型”布置中，中间构架处仅需因一根引上线，因此可将传统方案中的挑梁优化省去，从而降低了施工难度、方便运行检修，也使配电装置更简明。
二、“半C型”布置HGIS出线及扩建的灵活性分析
1.出线灵活性分析
正常出线时，右侧母线套管与出线套管调换位置，即右侧母线套管布置于中间，进线套管布置于最外右侧。
侧向出线时，需分别考虑从靠近围墙一侧架构出线和从靠近主变一侧架构出线这两种情况。
（1）“半C型”HGIS布置方案靠近围墙一侧构架设置侧向出线的方法与“一字型”方案一致，即出线套管通过中间构架梁悬垂绝缘子串引接至26m中层跨线，再由26m高跨线跳至34m高层跨线，然后由34m高跨线直接出线。
（2）“半C型”HGIS布置方案靠近主变一侧构架设置侧向出线，由最右端出线套管通过主变侧进线构架梁悬垂绝缘子串引接至26m中层跨线，再由26m高跨线跳至34m高层跨线，然后由34m高跨线直接出线。
2.扩建灵活性分析
HGIS配电装置出线方向有正向和侧向之分。正向出线间隔串扩建，主变进线通过进线梁悬式绝缘子串，经主变进线避雷器引接至边断路器1，由边断路器1靠近中间构架侧套管引接至1M母线；与此同时，#3主变压器进线在进线构架处通过两跨跨线，在2M母线上方跨线处与2M母线连接。侧向出线间隔串扩建，将侧向出线通过34m高跨跨线引接至26m中跨跨线，再由中跨跨线引接至母线，即可实现本期接线。采用“半C型”HGIS布置方案，可以将进线断路器侧与中间断路器通过分支母线连接。通过分支母线管的接口的标准化，不同厂家的HGIS设备可实现无缝连接，节省了后期工程建设灵活性和工程投资。
三、技术经济比较
两种方案的技术经济比较见表1。该表的两列数值分别表示“半C型”方案的技术经济指标较“一字型”方案的变化量，以及对应的投资金额变化。
可见，“半C型”HGIS布置方案增加了部分500kV GIL分支母线筒，但占地指标、构架用钢量及土建基础处理等费用均有所下降，总费用较“一字型”方案降低50万元，技术经济指标更优。
特别地，本文提出的“半C型”HGIS布置方案，从土地资源的稀缺性、变电站站址选择的可行性以及提高土地利用率等角度综合考虑，具有较为明显的优势。
参考文献
[1]罗学琛.SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）.[M].北京：中国电力出版社，2007：83-101.
[2]陈洁，童能高.高压配电装置的新秀—HGIS[J].广东科技， 2009（22）：115-116.
[3]DL/T617—2010.气体绝缘金属封闭开关设备技术条件[S].北京：中国电力出版社，2010.
[4]DL/T728—2013.气体绝缘金属封闭开关设备选用导则[S].北京：中国电力出版社，2013.011： 48-71.
[5]包红旗，郑晓光.HGIS组合电器的技术特点[J].天津电力技术，2006（2）：40-42.
[6]包红旗.HGIS与数字化变电站[M].北京：中国电力出版社，2007：1-11.
作者简介：张璐（1989-），女，汉族，籍贯四川省蓬溪县，工学硕士，职位工程测量与水文地质勘测技术初级师，工程师，现从事电网项目前期管理工作。
关键词：变电站；复合组合电器（HGIS）；配电装置；布置方式
中图分类号：TM76？文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（a）-0000-00
一、引言
配电装置是变电站的重要组成部分，它是用来接受和分配电能的电工建筑物，主要包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等设备。复合组合电器（hybrid gas insulated switchgear，HGIS），是由金属外壳密封，把上述设备分相组合一体的新型户外组合电器[1-6]。500kV变电站采用复合组合电器，可以节约土地、减少设备安装维护的成本、提高变电站可靠性和智能化水平。本文研究了一种500kV变电站HGIS配电装置的优化布置方式，并通过出线、扩建的灵活性分析和技术经济分析验证了其可行性。
二、500kV配电装置尺寸优化
本文以某500kV变电站工程为依托，进行HGIS配电装置布置优化。该工程远期出线8回，4台变压器，采用一台半断路器接线；本期出线2回，2台变压器，采用四角形接线。工程设计参照国家电网公司输变电工程通用设计（2011年版）500-B-5方案[4]。
1.500kV配电装置布置方式的比较
（1）“一字型”布置
以主变运输道路中心线至出线侧围墙中心线的距离作为配电装置纵向尺寸，“一字型”布置方式的纵向尺寸为30.5+30.5+6+9=76m。采用“一次设备本体+传感器+智能组件”的形式，常规互感器与HGIS设备一体化设计、一体化安装，采用进出线直接上引方式，纵向尺寸可以优化至28.5+28.5+6+9=72m。
（2）“C型”布置
“C型”方案主要压缩了母线间的距离，压缩后的纵向尺寸为59m。“C型”方案的缺点也较为突出，主要为：①经济性差。“C型”方案每个间隔增加500kV分支母线筒90m，按每米1.5万元计，整站6个间隔将增加设备费810万元。②出线困难。“C型”方案无法实现双回500kV线路侧向出线，很难满足出线规划的需求，会导致500kV线路交叉，增加处理费用。
（3）“半C型”布置
在传统HGIS布置方式的基础上，创新性提出一种新型的布置方式：利用HGIS设备可通过GIL分支母线筒任意引接套管的特点，将HGIS四组套管按“母线—出线—母线—出线”的布置方式排列，称之为“半C型”布置方式。
2.“半C型”HGIS布置方式纵向尺寸优化
本方案设置格构式中间构架，在考虑中间格构式构架的宽度之后，配电装置增加格构式中间构架并不影响配电装置的纵向尺寸。母线间距可由“一字型”的20.5m缩减至11m。“半C型”布置中，中间构架处仅需因一根引上线，因此可将传统方案中的挑梁优化省去，从而降低了施工难度、方便运行检修，也使配电装置更简明。
二、“半C型”布置HGIS出线及扩建的灵活性分析
1.出线灵活性分析
正常出线时，右侧母线套管与出线套管调换位置，即右侧母线套管布置于中间，进线套管布置于最外右侧。
侧向出线时，需分别考虑从靠近围墙一侧架构出线和从靠近主变一侧架构出线这两种情况。
（1）“半C型”HGIS布置方案靠近围墙一侧构架设置侧向出线的方法与“一字型”方案一致，即出线套管通过中间构架梁悬垂绝缘子串引接至26m中层跨线，再由26m高跨线跳至34m高层跨线，然后由34m高跨线直接出线。
（2）“半C型”HGIS布置方案靠近主变一侧构架设置侧向出线，由最右端出线套管通过主变侧进线构架梁悬垂绝缘子串引接至26m中层跨线，再由26m高跨线跳至34m高层跨线，然后由34m高跨线直接出线。
2.扩建灵活性分析
HGIS配电装置出线方向有正向和侧向之分。正向出线间隔串扩建，主变进线通过进线梁悬式绝缘子串，经主变进线避雷器引接至边断路器1，由边断路器1靠近中间构架侧套管引接至1M母线；与此同时，#3主变压器进线在进线构架处通过两跨跨线，在2M母线上方跨线处与2M母线连接。侧向出线间隔串扩建，将侧向出线通过34m高跨跨线引接至26m中跨跨线，再由中跨跨线引接至母线，即可实现本期接线。采用“半C型”HGIS布置方案，可以将进线断路器侧与中间断路器通过分支母线连接。通过分支母线管的接口的标准化，不同厂家的HGIS设备可实现无缝连接，节省了后期工程建设灵活性和工程投资。
三、技术经济比较
两种方案的技术经济比较见表1。该表的两列数值分别表示“半C型”方案的技术经济指标较“一字型”方案的变化量，以及对应的投资金额变化。
可见，“半C型”HGIS布置方案增加了部分500kV GIL分支母线筒，但占地指标、构架用钢量及土建基础处理等费用均有所下降，总费用较“一字型”方案降低50万元，技术经济指标更优。
特别地，本文提出的“半C型”HGIS布置方案，从土地资源的稀缺性、变电站站址选择的可行性以及提高土地利用率等角度综合考虑，具有较为明显的优势。
参考文献
[1]罗学琛.SF6气体绝缘全封闭组合电器（GIS）.[M].北京：中国电力出版社，2007：83-101.
[2]陈洁，童能高.高压配电装置的新秀—HGIS[J].广东科技， 2009（22）：115-116.
[3]DL/T617—2010.气体绝缘金属封闭开关设备技术条件[S].北京：中国电力出版社，2010.
[4]DL/T728—2013.气体绝缘金属封闭开关设备选用导则[S].北京：中国电力出版社，2013.011： 48-71.
[5]包红旗，郑晓光.HGIS组合电器的技术特点[J].天津电力技术，2006（2）：40-42.
[6]包红旗.HGIS与数字化变电站[M].北京：中国电力出版社，2007：1-11.
作者简介：张璐（1989-），女，汉族，籍贯四川省蓬溪县，工学硕士，职位工程测量与水文地质勘测技术初级师，工程师，现从事电网项目前期管理工作。