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摘要：针对湖北省葛洲坝水电厂至双河变电站双回500kV线路增容改造工程中的保电需求，提出了一种分阶段、分步骤、少停电的施工过渡方案。结合土建构架加固与电气导线更换的施工项目要求，制定了变电站内500 kV区域施工工序。结果表明：該方案可有效缩减施工工期及施工期间停电时间，对变电改造工程具有参考意义。
关键词：线路增容;施工方案;停电时间;葛洲坝至双河500kV变电站
中图法分类号：TM75 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.09.008
文章编号：1006 - 0081（2021）09 - 0049 - 04
随着国民经济发展与社会用电需求的不断提高，部分输电通道面临增容需求，需对输电线路与变电站进行改造或扩建，以提升输送电能力[1]。为了满足系统运行需求，计划对葛洲坝至双河（以下简称“葛双”）500 kV输电线路进行增容改造，以增强湖北地区电网对不同运行方式和系统发展的适应性。
电网改扩建工程通常主要涉及电气专业与土建专业，专业之间施工方案统筹配合程度直接决定施工方案的停电时间与整体质量[2]，而施工停电时间是系统调度部门与运行单位评估施工方案的重要指标。因此，需兼顾电气土建设计及施工需求，合理规划施工方案，减少停电时间。
1 工程概况
1.1 站况背景
500 kV双河变电站于1982年建成投入正式运行，变电站投运至今经过多次改造。目前，站内500 kV配电装置区域含4串500 kV间隔，均采用3/2断路器接线方式，设备为户外敞开式。500 kV配电装置区域接线图与进出线配置见图1和表1。
1.2 改造目标
根据葛双双回500 kV线路增容改造的系统需求，葛双一回线载流量要求值增至3 500 A，葛双二回线载流量要求值增至2 900 A，500 kV的I母及II母载流量要求值增至3 500 A。目前，站内葛双一回出线、葛双二回出线、此两回出线所在的第一串与第三串设备间连线、500 kV的I母及II母线均为双分裂铝合金导线2×ASTER-1144，其运行载流量为2 581 A，不满足预期要求，需进行更换。
双河变电站500 kV区域送电至玉贤变电站，并供电至武汉地区，葛洲坝至双河至玉贤输电线路是葛洲坝水电送往武汉的重要通道。双河变电站内经主变降压至220 kV区域，供电至荆门地区。因此，站内改造需尽可能避免葛洲坝至双河至玉贤两回送电通道同时中断，影响葛洲坝水电外送;避免站内两台主变压器同时停电，保障荆门地区电力可靠供应。
2 改造内容
2.1 构架改造
由于500 kV双河变电站运行多年，部分构架柱焊缝检测不合格、变形较大、强度不足，经过加固才维持运行至今，新换导线对旧构架的拉力超过其承受值，因此，在更换导线的同时需对构架进行改造。若更换导线并整体更换相关构架，预期施工停电时间约为4个月，无法适应系统调度与运行要求。
为缩减停电时间，尽量选用轻质导线以降低构架荷载，不考虑导线挂线构架整体更换，而是在导线拆卸后、换新线前，在构架柱内灌混凝土加固，并更换构架梁。
2.2 导线选型
配电装置导线选择主要由载流量、电晕等条件控制。该工程中导线选型还应考虑尽可能降低导线对构架拉力值。为满足电晕要求，500 kV配电装置宜采用空心扩径导线或铝合金绞线组成的分裂导线，双分裂的次导线最小直径不宜小于51 mm[3]。对于满足载流量要求的导线，通过带电距离与风偏限制控制最大允许弧垂，计算导线对构架水平的拉力并进行比较取最小值，最终选择扩径耐热铝合金导线2×JLHN1K-800（单根导线120℃载流量1957A）作为葛双一、二回进线跨线与I、II母跨线。
3 施工过渡方案
3.1 过渡方案概述
双河变电站500 kV配电装置区域平面如图2所示。由图2可知，共10处构架涉及加固改造，需分步安排施工次序。
为了减少停电时间，采用多次拆挂线方式改造，分阶段逐区域施工，减少施工期间停电范围与停电时间。整个改造过程分为3个阶段：①葛双二回进线改造;②葛双一回进线与I母改造;③II母改造。由于加固构架及拆挂导线需要操作空间，并且应满足安规中的安全距离要求[4]，因此对某间隔改造时，相邻间隔需陪同停电。拆挂线原则为母线先拆后挂，间隔跨线后拆先挂。
3.2 过渡方案
3.2.1 第一阶段
第一阶段施工流程与各区域停电情况见表2～3。第一阶段电气工作任务为更换葛双二回进线导线和500 kV配电装置区域第一串设备间连线;土建工作任务为加固1，7，8号构架柱，更换构架梁。500 kV I母线电压互感器位于上段，为使I母上段拆除期间I母下段可独立运行，I母上段拆除后即在I母下段安装临时电压互感器，在第一阶段改造完成后拆除。
由表3可以看，第一阶段1，2号主变同时停电的时间为13 d，葛双一、二回线同时停电的时间为2 d。
3.2.2 第二阶段
第二阶段电气工作任务为更换葛双一回进线导线、500 kV配电装置区域第三串设备间连线以及I母导线;土建工作任务为加固3，5，9，10号构架柱，更换构架梁。第二阶段施工流程与各区域停电情况见表4～5。
由表5可以看出，第二阶段葛双一、二回线同时停电的时间为2 d，双玉一、二回线同时停电的时间为9 d。
3.2.3 第三阶段
第三阶段电气工作任务为更换II母导线;土建任务为加固2，4，6号构架柱，更换构架梁。第三阶段施工流程与各区域停电情况见表6～7。
由表7可以看出，第三阶段双玉一、二回线同时停电的时间为9 d。 3.3 停电时间
整体施工过渡方案分为3个阶段，第一阶段工期16 d，第二阶段工期19 d，第三阶段工期16 d，总工期51 d。工期内1号主变与2号主變同时停电13 d，葛双一、二回进线同时停电4 d，双玉一、二回出线同时停电的时间为18 d。
4 方案比较
在工程设计论证阶段，提出了4种改造过渡方案。表8为4种改造方案的工期、站内两台主变同时停电时间以及葛洲坝至双河至玉贤双回送电通道同时停电时间的比较。由表8可以看出：如考虑更换构架，站内全停改造方案及站内分区改造的方式工期和停电时间均较长;使用站外和站内新建临时转接过渡的方式可减少停电时长，但工期长且成本高。综合比较，本文提出的施工方案停电时间少且最经济。
5 结 语
本文针对葛双500 kV线路增容改造工程中的葛洲坝外送输电通道和荆门地区电力供应要求，比选多种改造方案后，提出了分阶段、分步骤、少停电的施工过渡方案。该方案对构架柱灌混凝土进行加固，并更换构架梁，通过多次拆挂线调整变电站内500 kV配电装置区域接线形式，兼顾了电气和土建改造需求，可有效缩减改造施工期间的停电时间。
参考文献：
[1] 别晓玉， 文俊， 贾晨辰，等. 输电线路增容典型方案与新技术的比较研究[C]// 直流输电与电力电子专委会学术年会. 北京：中国电机工程学会，2012.
[2] 潘祝华. 探究变电站土建施工与电气施工的配合与管理[J]. 广东科技， 2013， 22（12）：44-45.
[3] 弋东方. 电力工程电气设计手册 第一册：电气一次部分[M]. 北京：中国电力出版社， 1989.
[4] DL 5009.2-2013 电力建设安全工作规程[S].
（编辑：李 慧）
Study on substation design and construction scheme of capacity expansion
project of 500kV Gezhouba to Shuanghe transmission line
ZENG Weiwen， PENG Yue， MA Liang
（Central Southern China Electric Power Design Institute Co.， Ltd.， Wuhan 430071， China）
Abstract： According to the power supply demand in 500 kV transmission line capacity expansion project from Gezhouba Hydropower Station to Shuanghe Substation in Hubei Province， this paper proposes a staged construction transition scheme and each stage contains several detail procedures to shorten the power cut duration. By considering the requirements of gantry reinforcement of civil engineering and conductor renewal of electrical engineering， the construction procedures of 500 kV substation is worked out. This design and construction scheme can reduce the duration of construction and power cut and provide a reference to the future substation expansion projects.
Key words：capacity expansion of power transmission line; construction scheme; power cut duration;500 kV Gezhouba to Shuanghe transmission line
关键词：线路增容;施工方案;停电时间;葛洲坝至双河500kV变电站
中图法分类号：TM75 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.09.008
文章编号：1006 - 0081（2021）09 - 0049 - 04
随着国民经济发展与社会用电需求的不断提高，部分输电通道面临增容需求，需对输电线路与变电站进行改造或扩建，以提升输送电能力[1]。为了满足系统运行需求，计划对葛洲坝至双河（以下简称“葛双”）500 kV输电线路进行增容改造，以增强湖北地区电网对不同运行方式和系统发展的适应性。
电网改扩建工程通常主要涉及电气专业与土建专业，专业之间施工方案统筹配合程度直接决定施工方案的停电时间与整体质量[2]，而施工停电时间是系统调度部门与运行单位评估施工方案的重要指标。因此，需兼顾电气土建设计及施工需求，合理规划施工方案，减少停电时间。
1 工程概况
1.1 站况背景
500 kV双河变电站于1982年建成投入正式运行，变电站投运至今经过多次改造。目前，站内500 kV配电装置区域含4串500 kV间隔，均采用3/2断路器接线方式，设备为户外敞开式。500 kV配电装置区域接线图与进出线配置见图1和表1。
1.2 改造目标
根据葛双双回500 kV线路增容改造的系统需求，葛双一回线载流量要求值增至3 500 A，葛双二回线载流量要求值增至2 900 A，500 kV的I母及II母载流量要求值增至3 500 A。目前，站内葛双一回出线、葛双二回出线、此两回出线所在的第一串与第三串设备间连线、500 kV的I母及II母线均为双分裂铝合金导线2×ASTER-1144，其运行载流量为2 581 A，不满足预期要求，需进行更换。
双河变电站500 kV区域送电至玉贤变电站，并供电至武汉地区，葛洲坝至双河至玉贤输电线路是葛洲坝水电送往武汉的重要通道。双河变电站内经主变降压至220 kV区域，供电至荆门地区。因此，站内改造需尽可能避免葛洲坝至双河至玉贤两回送电通道同时中断，影响葛洲坝水电外送;避免站内两台主变压器同时停电，保障荆门地区电力可靠供应。
2 改造内容
2.1 构架改造
由于500 kV双河变电站运行多年，部分构架柱焊缝检测不合格、变形较大、强度不足，经过加固才维持运行至今，新换导线对旧构架的拉力超过其承受值，因此，在更换导线的同时需对构架进行改造。若更换导线并整体更换相关构架，预期施工停电时间约为4个月，无法适应系统调度与运行要求。
为缩减停电时间，尽量选用轻质导线以降低构架荷载，不考虑导线挂线构架整体更换，而是在导线拆卸后、换新线前，在构架柱内灌混凝土加固，并更换构架梁。
2.2 导线选型
配电装置导线选择主要由载流量、电晕等条件控制。该工程中导线选型还应考虑尽可能降低导线对构架拉力值。为满足电晕要求，500 kV配电装置宜采用空心扩径导线或铝合金绞线组成的分裂导线，双分裂的次导线最小直径不宜小于51 mm[3]。对于满足载流量要求的导线，通过带电距离与风偏限制控制最大允许弧垂，计算导线对构架水平的拉力并进行比较取最小值，最终选择扩径耐热铝合金导线2×JLHN1K-800（单根导线120℃载流量1957A）作为葛双一、二回进线跨线与I、II母跨线。
3 施工过渡方案
3.1 过渡方案概述
双河变电站500 kV配电装置区域平面如图2所示。由图2可知，共10处构架涉及加固改造，需分步安排施工次序。
为了减少停电时间，采用多次拆挂线方式改造，分阶段逐区域施工，减少施工期间停电范围与停电时间。整个改造过程分为3个阶段：①葛双二回进线改造;②葛双一回进线与I母改造;③II母改造。由于加固构架及拆挂导线需要操作空间，并且应满足安规中的安全距离要求[4]，因此对某间隔改造时，相邻间隔需陪同停电。拆挂线原则为母线先拆后挂，间隔跨线后拆先挂。
3.2 过渡方案
3.2.1 第一阶段
第一阶段施工流程与各区域停电情况见表2～3。第一阶段电气工作任务为更换葛双二回进线导线和500 kV配电装置区域第一串设备间连线;土建工作任务为加固1，7，8号构架柱，更换构架梁。500 kV I母线电压互感器位于上段，为使I母上段拆除期间I母下段可独立运行，I母上段拆除后即在I母下段安装临时电压互感器，在第一阶段改造完成后拆除。
由表3可以看，第一阶段1，2号主变同时停电的时间为13 d，葛双一、二回线同时停电的时间为2 d。
3.2.2 第二阶段
第二阶段电气工作任务为更换葛双一回进线导线、500 kV配电装置区域第三串设备间连线以及I母导线;土建工作任务为加固3，5，9，10号构架柱，更换构架梁。第二阶段施工流程与各区域停电情况见表4～5。
由表5可以看出，第二阶段葛双一、二回线同时停电的时间为2 d，双玉一、二回线同时停电的时间为9 d。
3.2.3 第三阶段
第三阶段电气工作任务为更换II母导线;土建任务为加固2，4，6号构架柱，更换构架梁。第三阶段施工流程与各区域停电情况见表6～7。
由表7可以看出，第三阶段双玉一、二回线同时停电的时间为9 d。 3.3 停电时间
整体施工过渡方案分为3个阶段，第一阶段工期16 d，第二阶段工期19 d，第三阶段工期16 d，总工期51 d。工期内1号主变与2号主變同时停电13 d，葛双一、二回进线同时停电4 d，双玉一、二回出线同时停电的时间为18 d。
4 方案比较
在工程设计论证阶段，提出了4种改造过渡方案。表8为4种改造方案的工期、站内两台主变同时停电时间以及葛洲坝至双河至玉贤双回送电通道同时停电时间的比较。由表8可以看出：如考虑更换构架，站内全停改造方案及站内分区改造的方式工期和停电时间均较长;使用站外和站内新建临时转接过渡的方式可减少停电时长，但工期长且成本高。综合比较，本文提出的施工方案停电时间少且最经济。
5 结 语
本文针对葛双500 kV线路增容改造工程中的葛洲坝外送输电通道和荆门地区电力供应要求，比选多种改造方案后，提出了分阶段、分步骤、少停电的施工过渡方案。该方案对构架柱灌混凝土进行加固，并更换构架梁，通过多次拆挂线调整变电站内500 kV配电装置区域接线形式，兼顾了电气和土建改造需求，可有效缩减改造施工期间的停电时间。
参考文献：
[1] 别晓玉， 文俊， 贾晨辰，等. 输电线路增容典型方案与新技术的比较研究[C]// 直流输电与电力电子专委会学术年会. 北京：中国电机工程学会，2012.
[2] 潘祝华. 探究变电站土建施工与电气施工的配合与管理[J]. 广东科技， 2013， 22（12）：44-45.
[3] 弋东方. 电力工程电气设计手册 第一册：电气一次部分[M]. 北京：中国电力出版社， 1989.
[4] DL 5009.2-2013 电力建设安全工作规程[S].
（编辑：李 慧）
Study on substation design and construction scheme of capacity expansion
project of 500kV Gezhouba to Shuanghe transmission line
ZENG Weiwen， PENG Yue， MA Liang
（Central Southern China Electric Power Design Institute Co.， Ltd.， Wuhan 430071， China）
Abstract： According to the power supply demand in 500 kV transmission line capacity expansion project from Gezhouba Hydropower Station to Shuanghe Substation in Hubei Province， this paper proposes a staged construction transition scheme and each stage contains several detail procedures to shorten the power cut duration. By considering the requirements of gantry reinforcement of civil engineering and conductor renewal of electrical engineering， the construction procedures of 500 kV substation is worked out. This design and construction scheme can reduce the duration of construction and power cut and provide a reference to the future substation expansion projects.
Key words：capacity expansion of power transmission line; construction scheme; power cut duration;500 kV Gezhouba to Shuanghe transmission line