1100 kV GIL在特高压站的布置

田燕山，张 鹏，王小松，邓佳佳，王关翼，师俊杰，朱伟暐

（1．国家电网有限公司交流建设分公司，北京 西城100052；2．华东电力设计院有限公司，上海 普陀200063）

气体绝缘金属封闭输电线路，简称GⅠL（gas insulated metal enclosed transmission line），与架空输电线路和电缆输电相比，GⅠL输电容量大，布置紧凑而灵活，有效地电磁屏蔽，运行可靠而安全，使其在某些特定的使用环境和条件下，具有技术优越性。GⅠL适用于高电压等级，大输送容量的输电系统。

1 南阳站采用GIL的必要性

南阳1000 kV变电站位于河南省南阳市东北方向的方城县赵河镇地域，本期（三期工程）在前期基础上扩建至驻马店2回、至荆门1回1000 kV出线，并在驻马店及荆门各1回出线装设1组720 Mvar高抗及中性点小电抗。由于驻马店站位于南阳站东侧，荆门站位于南阳站南侧，根据前期工程1000 kV配电装置的配串，本期2回1000 kV驻马店线路中，有1回出线存在与荆门Ⅰ线路交叉。

由于1000 kV线路交叉跨越在技术上难度较大，存在建设风险，且2回1000 kV驻马店线路采用同塔架设，因此本次原则上不考虑1回1000 kV驻马店线路在站外交叉跨越荆门Ⅰ线路的方案，而是考虑在站内通过GⅠL分支母线引接方案或搬迁荆门Ⅰ线路间隔方案实现交叉。

南阳站本期扩建的至驻马店2回1000 kV出线中，驻马店Ⅱ线接入1000 kV配电装置的第一串原备用间隔。而驻马店Ⅰ线接入1000 kV配电装置的方式考虑有两个方案。方案一是将驻马店Ⅰ接入1000 kV配电装置的第五串，通过GⅠL分支母线引接至变电站东侧围墙处出线，1000 kV电气主接线示意图如图1所示，其中细实线表示前期已建部分，粗实线表示本期扩建部分，虚线表示远期部分。

图1 1000 kV电气主接线示意图（方案一）

方案二是将原有第二串的荆门Ⅰ线路间隔（含串补回路设备）搬迁，荆门Ⅰ线路接入1000 kV配电装置的第五串，驻马店Ⅰ线接入原荆门Ⅰ线间隔即第二串。电气主接线示意图如图2所示。

图2 1000 kV电气主接线示意图（方案二）

方案二搬迁设备较多，涉及到隔离开关3组、电压互感器3台、避雷器3台和支柱绝缘子22只及其导线、金具，且荆门Ⅰ线串补平台进线方向需进行改接、二次线路需要改造，设备基础及支架拆建工程量较大，且设备搬迁时需要线路陪停（停电施工时间约115天），扩建实施难度较大。

方案一采用GⅠL管线避免了荆门Ⅰ线串补引接搬迁所引起的大量设备拆除、重建和改造工程量，避免了荆门Ⅰ线调间隔过程中线路陪停时间。通过对1000 kV GⅠL生产能力、技术水平和运行业绩进行调研，本工程1000 kV GⅠL方案技术上是可行的，综合考虑施工风险、拆改难易等因素，本工程推荐采用了GⅠL技术路径。

2 采用GIL的两种布置方案比较

由于1000 kV配电装置区南侧为已建的荆门Ⅰ线串补装置区，以不与串补装置干涉为原则，GⅠL布置方案可分为从串补装置南侧绕行和北侧绕行两种方案，简称为南方案和北方案。另外，由于远景#4主变也规划采用GⅠL方式进线，本期驻马店1线GⅠL布置方案需与远景#4主变GⅠL布置方案结合考虑。

2.1 GIL南方案布置特点

南方案考虑将荆门Ⅰ线串补区域西侧及南侧的原有围墙外扩，驻马店Ⅰ线的GⅠL管线路径沿新扩围墙内侧引至东侧出线构架处。由于GⅠL为单回单独布置，且GⅠL旁设有检修道路，为节省占地面积，考虑沿围墙处均采用三相竖直排列布置方案，仅在过路处转为三相水平排列布置方案。经调研厂家，GⅠL管线中心距离围墙3 m，距离道路边2 m，可满足布置要求。

远景#4主变进线GⅠL管线路径从第3串向南引出，跨过高抗运输道路后向东引至#4主变进线构架处。为降低过路处GⅠL的高度，GⅠL过路处采用三相水平排列布置。由于GⅠL为单回单独布置，且场地较为空旷，可同时满足三相水平排列或三相竖直排列。GⅠL三相水平转竖直布置或竖直转水平布置需增加较多弯头，且过路处按三相水平布置考虑，为减少弯头、节省设备投资，考虑全路径均采用三相水平布置。

2.2 GIL北方案布置特点

驻马店Ⅰ线的GⅠL管线路径沿串补围栏和串补继电器室与北侧高抗运输道路之间狭窄区域向东，再向东南引至东侧出线构架处。远景#4主变进线GⅠL管线路径从第3串向南引出，跨过高抗运输道路后向东引至#4主变进线构架处。驻马店Ⅰ线全路径采用三相水平布置，远期#4主变过高抗运输道路处采用三相水平布置，过路后受串补继电器室布置影响，与驻马店Ⅰ线部分路径重叠部分转为三相竖直布置，待至串补继电器室东侧开阔区域后，2回GⅠL再转为水平排列左右平行布置。

2.3 南方案与北方案的技术经济比较

2.3.1 经济比较

本期驻马店Ⅰ线GⅠL管线南方案总长1370单相米，北方案总长1170单相米；远景#4主变GⅠL管线长度南方案与北方案相当。因此，本期及远景北方案可节省GⅠL管线200单相米。

本期驻马店Ⅰ线GⅠL管线北方案比南方案增加水平及垂直弯头约30个；远景#4主变GⅠL管线北方案比南方案增加水平及垂直弯头约14个。

按GⅠL管线5万元/单相米、弯头10万元/个计列费用，GⅠL设备总投资北方案比南方案本期可节省约700万元，远期共计节省约560万元。另外，北方案涉及消防管沟改造的费用；南方案须多征1000 m2以上的用地，须拆除原有围墙并新建围墙。总体考虑，经技经初步核算，北方案比南方案本期可节省约850万元。

2.3.2 技术比较

南方案优点包括：两回GⅠL管线单独敷设，互不干涉，安装及运维检修方便；驻马店Ⅰ线GⅠL利用串补区域的环形道路作为检修通道及与串补设备的分隔；对现有的水工消防管线无影响，不须改造。缺点包括：本期须在串补区域西侧及南侧的原有围墙外新征长条形狭窄地块。

北方案优点包括：北方案占地面积比南方案小。缺点包括：由于驻马店Ⅰ线GⅠL管线紧邻荆门Ⅰ线串补北侧围栏布置，且中心高度在2.7 m以上，该处存在场强超过15 kV/m的隐患；若在串补带电运行的工况下，施工作业人员长期在高位进行安装检修操作，存在一定安全隐患；驻马店Ⅰ线GⅠL管线路径须穿越荆门Ⅰ线串补配电装置区域，由于距离串补回路C相敞开式设备较近，GⅠL吊装检修时，存在荆门Ⅰ线陪停的隐患；本期须对已建的消防管沟进行改造，且改造时须破坏高抗运输主道路，不便于施工建设；由于2回GⅠL管线局部段距离较近，当吊装检修时，存在磕碰隐患，施工风险大，施工时对正常工作回路作陪停处理。

综合上述技术经济比较，汇总如表1所示。

表1 南方案与北方案技术经济比较

3 结束语

采用GⅠL方案无设备搬迁，施工安全风险较小，相反搬迁串补方案存在搬迁设备较多，二次线需改造，设备基础及支架拆建工程量较大等问题，且设备搬迁时需要线路陪停时间长，扩建实施难度较大。综合考虑施工风险、拆改难易等因素，最终建议采用GⅠL分支母线引接方案。

采用GⅠL方案存在南北两种布置方案。经技术经济比较，北方案技术可行，但北方案需对已建的消防管沟进行改造；若在串补带电运行的工况下施工，对施工作业人员存在一定安全隐患；当吊装检修时，存在磕碰隐患，施工风险大；另外，在吊装检修时存在荆门Ⅰ线陪停的隐患。而南方案两回GⅠL管线单独敷设，互不干涉，安装及运维检修方便；但GⅠL管线较长，设备投资较大，需在串补区域西侧及南侧的原有围墙外新征长条形狭窄地块。充分考虑确保基建与运维安全等方面因素，建议采用GⅠL南方案的布置形式。