山区110 kV配电装置立体型设计分析

邬楠

摘 要：以某水利发电厂110 kV配电装置改造为例，对110 kV户内GIS的设计采用了立体布置的概念，采用低进高出的布置方式，解决了水电厂改建位置狭窄、进出线高差大的问题，结合工程，提出施工安装方案，对场地位置受限的配电装置设计提供借鉴和参考。

关键词：水电厂 GIS 立体式 配电装置

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0108-01

水利发电厂多建设于河道高差大的山谷之中，由于其建设位置的特殊性，电厂内普遍位置狭窄，施工建设困难，电力的送出出线走廊限制多，高差大。因此，在建设水电厂的电气配电装置时，多考虑由主厂房屋顶出线，以减少和出线终端塔的高差。本工程一二期共建设5台水轮发电机组，由于电厂所处位置特殊，前期建设阶段#1～#3机组经过发变组接入厂内110 kV配电装置（敞开式布置），后扩建的#4～#5机组共用一台升压变接入厂内220 kV配电装置。经过多年电网建设，附近220 kV配电装置无法满足输电要求，需要拆除，故要求本工程220 kV配电装置拆除，#4、#5机组改由110 kV配电装置送出。场地狭小是限制水电厂改扩建的重要问题之一，本工程在设计中采用立体式户内GIS的布置方式，较全面的解决了场地限制问题。

1 建设规模和建设难题

1.1 建设规模

本水电厂布置于河道中游，两侧为高耸的山地，厂内原有的110 kV配电装置采用双母线接线，三回进线间隔，三回出线间隔，一回母联间隔，一回母线保护间隔，中型敞开式布置，布置于水坝内侧平台上，母线采用架空软导线。本次改造要求将#4～#5机组采用一台升压变压器接入原有110 kV 配电装置，并增加110 kV出线两回。根据现场勘查，欲建设的出线终端塔位于水坝外侧山体平台上。与原有110 kV配电装置平台高差30 m。

1.2 建设难题

接线方案改造并不复杂，但针对本工程布置主要存在几个问题：

（1）原配电装置已占据平台多数位置，留下的空位仅作为平常巡视检修场地使用，位置狭小，增加一进两出三回间隔位置不足，检修场地旁为山体，扩充位置需要开山，土方量过高，成本巨大，建设工期过长，施工困难，不确定因素多；（2）采用敞开式布置，新增的两回出线与预估的出线终端塔位置高差过大，出线困难；（3）如将新增间隔移至远离原配电装置布置，双母线的连接只能采用电缆连接的方式。作为全厂的供配电母线，考虑到安全可靠性的问题，现场建议多方案比较，尽量沿用架空软导线形式安装母线。

2 设计方案比较与分析

2.1 接线方案

针对布置上存在的问题，设计中采用低进高出的立体式户内GIS的布置方式。扩建110 kV GIS间隔共5回，一回变压器进线间隔，两回出线间隔，2回母线连接间隔用于和原母线的连接。

2.2 设备布置

GIS配电装置楼共建3层，楼宽10.5 m，长20 m：含出线门型架总高27.9 m。

（1）一层（0 m层）为避免山体开挖，避开山体部分，做成柱网形式，不填充墙体，首先便于升压变压器进线的110 kV电缆、GIS测控柜电缆的敷设层，其次作为小型设备的运输检修通道层。

（2）二层（9.2 m层）为布置110 kV GIS设备层，安装GIS间隔，其中与母线连接间隔采用GIS出线套管布置在9.2 m层靠原配电装置方向户外的平台上，与原母线通过架空线连接。

（3）三层（20.2 m层）为出线层。出线母管由9.2米层垂直向上，到达三层后布置出线套管，架设出线门型架（10 m）。

2.3 设计分析

设计配电楼宽度为常规屋内110 kV GIS建筑宽度，虽增加向上母管和母线出线，并未增加建筑物宽度。单个110 kV GIS间隔一般为1.5 m宽，延设备层长方向一字排列，长方向还考虑到和原架空双母线连接的原因用所加宽，并在屋内留出GIS间隔检修位置楼梯，靠近水坝侧留出吊装平台。

设置三层建筑的原因主要是为了解决配电装置和出线终端塔的高差问题，同时，一层的柱网形式也同时解决了110 kV进线电缆的敷设问题，并且减少了山体开挖量。缩短了工期；出线母管采用垂直布置，穿三层楼板至三层平台安装出线套管的形式也是水电厂常用的安装方式，垂直母管每2.5 m固定一次，对土建设计，设备厂家设计均可完成。出线套管布置在三层，通过出线门型架再次加高出线位置高度，完成后出线高度与终端塔底高差仅余3 m。

2.4 与常规方案比较

（1）占地比较：常规双母线接线的110 kV配电装置敞开式布置每个间隔占地为8 m×27 m，三个间隔占地需24 m×27 m，本工程设计配电楼占地10.5×20 m，仅为敞开式布置占地的30%；（2）布置灵活性比较：采用敞开式布置，与原配电装置一字排开最节省用地，但需要原母线延伸最少需加长27 m，本工程设计方案使加长的母线与原母线垂直，采用GIS出线套管进行连接，在原母线延伸方向总加长20 m。布置更加灵活。

3 配电装置的施工安装与检修

110 kV配电装置安装在9.2 m层，配电楼所处位置前后均无运输通道，一侧环山，一侧环坝，设计时在9.2 m层靠近水坝侧通过挑出方式预留吊装平台，现场施工时，汽车吊布置在水坝上，将设备吊至吊装平台后，再通过屋内行车进行安装就位。配电楼一层110 kV电缆连接高度充足，在电缆桥架旁设置巡视通道，方便电缆安装和检修。

考虑设备为户内布置，为方便后期检修，在屋内预留出检修位置。

4 结语

水电作为环保型能源，经过多年的发展，在我国各河道上均有多点的建设，但场地的限制也是对水电厂设计提出了更高难度的要求，电气的配电装置是电厂的重要部分，充分发挥GIS设备的设计紧凑，安装方便，布置灵活的特点，可以极大的节约场地，如果引入立体式设计的方式，也能更方便的解决山区变电站、电厂的出线的问题，本工程作为一个运行实例，对采用GIS布置的设计提供一定的参考。

参考文献

[1] 高压配电装置设计技术规程[S].DL/T 5352-2006.

[2] 葛明.山区500 kV变电站紧凑型设计的新尝试[J].电力建设，2009（7）：32-33.endprint