新型500kV GIS配电装置端部出线结构及应用

黎功华

（四川电力设计咨询有限责任公司，成都 610000）

1 引言

现有的户外 500kV GIS 设备配电装置端部正向出线适合线路从正向接入变电站的情况，具有不堵死端部扩建的优点，其中正向双层出线更节省占地；然而需要向反方向出线时，需要设置转角塔，不利于节约投资。现有的户外 500kV GIS 设备GIS 配电装置端部侧向出线适合线路从侧向接入变电站的情况，其局限性主要有2点：（1）阻碍了端部的扩建；（2）只能出线1 回出线。虽然现有的反向出线布置适合线路从反向接入变电站的情况，具有不妨碍端部扩建的优点，可以出2回出线，但是，在反向出线构架的出线侧需预留出线走廊通道，大大影响了站内其他设备布置，且变电站围墙成异形，无法布置方正[1]。

2 新型布置

新型 500kV GIS 配电装置端部出线结构的平面图及断面图如图1和图2所示。该装置端部出线结构包括1回正向布置的 GIS 套管、1 回反向布置的 GIS 套管、GIS 母线、正向出线构架、斜向出线构架、L1出线和 L2出线及相应的避雷器和电压互感器设备。

正向 L1出线的导线从 GIS 套管上引至正反向构架间的跨线，该跨线一端连接正向构架，另一端连接反向构架的上层构架梁，L1导线从跨线经跳线引至线路导线上，从双层构架上层梁出线。

图1 新型布置平面图

图2 新型布置断面图

反向 L2出线的导线从 GIS 套管与避雷器及电压互感器的连线上直接至连接到从双侧构架下层梁的线路导线上，从双层构架下层梁出线[2]。

正向出线构架正向布置，平行于 GIS 母线轴线；设置斜向双层出线构架，与正向出线构架轴线的夹角为θ。

正向 L1出线的避雷器和电压互感器按常规正向布置，通过导线与 L1出线的 GIS 套管连接。

反向 L2出线的避雷器和电压互感器布置于对应的 L2出线的三相导线的正下方。L2出线的 GIS 套管、避雷器、电压互感器通过导线连接在一起，选择距离 L2线路耐张绝缘子串耐张引下线夹投影最近处向上引连接至线路导线。

斜向构架及反向出线 GIS 套管、避雷器、电压互感器布置考虑避开母线扩建区域，不堵死母线扩建。根据反向出线线路终端塔位置，结合反向出线侧场地布置情况，通过调整倾角θ，实现不同角度的反向及侧向出线。当 θ=0°时，即为常规反向出线。

该新型布置结构不会因为出线走廊通道而影响站内其他设备的布置，还可以将变电站围墙布置方正，从而节约占地面积，且不堵死母线扩建[3]。

3 构架参数

3.1 斜向构架梁宽度

架构宽度由导线相间距离和跳线或引下线对地距离等确定。导线相间和相对地之间的距离，是按跨距内绝缘子串和导线在风力与短路电动力作用下产生摇摆时，导线相间和导线与接地部分间能满足绝缘配合要求的最小电气距离等考虑的。校验中，导线的摇摆（包括绝缘子串的摇摆）按三相导线不同步摇摆考虑。导线相间和导线与接地部分之间的最小电气距离应根据外过电压和风偏、内过电压和风偏、最大工作电压与短路摇摆和风偏 3种条件进行校验，并采用其中最大数值。

3.1.1 相间距离的确定

相间距离的确定需校验如下情况：（1）出线（门型构架）导线相间导线距离校验。（2）跳线相间距离的校验。实际工程中，常设置 V 型悬垂串来跳线减少跳线风偏，压缩配电装置宽度。根据以往工程经验，当采用 V 型悬垂串后，跳线和引下线的风偏不再是间隔宽度的决定性控制条件。（3）不出现可见电晕所要求的相间距离。

根据以上导线及跳线在各种状态下的风偏、短路摇摆以及电晕等所要求的相间距离，取其中最大值作为选出线相间距离的推荐值。

3.1.2 相地距离的确定

相地距离的确定需校验如下情况：（1）进出线引下线与架构支柱间的相地距离校验；（2）边相跳线与架构支柱间的相地校验；（3）架构上人与带电体所要求的相地距离。不考虑带电上人时，可不校验该距离。

根据以上引下线及跳线在各种状态下的风偏摇摆，架构上人与带电体等所要求的相地距离，取其中的最大值作为出线构架相地距离的推荐值。

3.2 斜向构架梁高度

双层构架2层横梁中心线的距离，由下层构架上人，上层构架导线的跳线保持对地距离值确定，下层构架按常规出线构架高度确定。

3.3 斜向构架梁倾斜角度

斜向构架倾斜角度主要由线路终端塔及线下设备布置位置确定。下层出线 L2C相设备需考虑对远期母线的带电距离，另外线路三相导线的投影宜在地面对应相的3个设备连线范围内，便于引下线引接。

4 应用实例

本新型 500kV GIS 配电装置端部出线结构在四川电网的百泉 500kV 变电站进行了应用。根据线路出线实际情况，通过采用新型 500kV GIS配电装置端部出线结构，设置斜向双层出线构架，满足斜向反出双回线路的需要，且不影响站内其他设备布置，不堵死 GIS 端部扩建。根据该站实际情况，确定的斜向双层构架参数如表1所示。

表1 斜向双层构架参数

百泉 500kV 变电站采用新型 500kV GIS 配电装置端部出线结构，较常规正向布置 500kV 配电装置横向尺寸减小 8m，节约占地 420m2，避免正向线路拆迁房屋约 3000m2，减少1基线路转角塔，节约投资费用约400万元。变电站于 2017年5月建成投运，经过 3年的运行检验表明，该新型布置结构设计合理，安全可靠，实际产生的效益高。

5 结论及建议

新型 500kV GIS 配电装置端部出线结构通过设置斜向双层出线构架，合理布置设备，实现反向及侧向出线，避免堵死扩建，节省占地。无须采用转角塔，节省线路投资。通过工程实际应用表明该新型布置结构设计合理，安全可靠，实际产生的经济效益高。建议在需要实现反向及侧向出线的 500kV 变电站中推广应用。