1100kV GIS布置方式选择分析

屈彦明，常伯涛，夏明昭，王文飞

（河北省电力勘测设计研究院，石家庄 050031）

我国建设1 000kV 特高压交流工程，加快发展特高压交流电网，将有力促进我国电力工业和能源工业的可持续发展。1 000kV 配电装置是1 000kV 特高压交流变电站重要组成部分，1 100 kV GIS布置方式的选择是1 000kV 配电装置研究的重要内容。

1 GIS主要布置方式及其特点

1 000 kV 接线方式推荐3／2接线，此接线的GIS布置方式主要有三列式、单列式、一字型三类布置方式，下面就三类布置方式进行说明。

1.1 三列式布置

三列式布置是AIS和HGIS布置中最典型的一种布置方式，其特点是对主接线的模拟性强，便于运行；整个配电装置的纵向尺寸大，而横向尺寸相对较小。

1.2 单列式布置

单列式布置在500kV 变电站中得到广泛应用，其特点主要是横向尺寸、纵向尺寸介于三列式与一字型布置之间，可实现两侧或单侧出线。根据布置方式分为以下三种布置方式：典型接线单列式布置；常规斜连式单列式布置；高式斜连式单列式布置。

1.3 一字型布置

一字型布置其特点是进出线方向灵活，纵向尺寸最小，横向尺寸较长，由于其宽度小，吊车选择与布置方便，便于安装和维修；其缺点是主母线长，串间设备不清晰。根据主母线布置方式的不同，一字型布置可分为母线分相布置；母线集中内置；母线集中外置。

1.4 GIS布置方式特点

对GIS布置方式具体特点比较见表1［1］。

表1 GIS布置方式特点比较

2 1 100kV GIS布置方式选择

2.1 根据1 000kV 出线要求进行选择

1 000 kV 特高压交流变电站由于1 000kV配电装置区、主变压器及无功补偿区、500kV 配电装置区依次布置，因此出线方向主要以单方向为主，对于GIS布置需满足单侧出线。

根据前述内容，三列式、典型接线单列式布置不易于实现单侧出线，因此三列式与典型接线单列式布置均不适用于1 100kV GIS布置。

2.2 根据配电装置尺寸配合选择

根据调研，1 000kV 出线间隔宽度约51 m，主变压器及无功补偿装置区域宽度约100～140 m，1 000kV 出线架构、1 100kV 配电装置、主变压器及无功补偿装置区尺寸配合决定了1 000kV配电装置占地的合理性、经济性。

常规斜连式与高位斜连式单列布置虽可实现单侧出线，但一个完整串宽度约50m，一般1 000 kV 变电站，8回及以上出线，4台主变压器。此时出线架构宽度约400～480 m，主变区域约400～560m，而1 100kV GIS仅为300m 左右，横向尺寸宽度不匹配，需适当拉开串间距离并增加进出线套管前分支母线以匹配主变区域和进出线架构宽度，同样不适用于1 100kV GIS。

2.3 一字型布置方式选择

一字型布置方式进出线方向灵活，纵向尺寸最小，横向尺寸根据厂家的不同约为51／68／75m（西高／新东北／平高），出线回路较多时，新东北、平高设备横向尺寸与进出线架构及主变区域能够匹配，西高设备需要拉开串间尺寸，因此一字型布置是最适合1 100kV GIS的布置方式。

现就母线分相布置、母线集中内置、母线集中外置在运行、抗震、吊装方案3 个方面进行比较，布置形式见图1－3。

图1 母线分相的一字型布置

图2 母线集中内置的一字型布置

图3 母线集中外置的一字型布置

2.3.1 运行要求

母线分相的一字型布置方案主母线高位布置，便于日常运行巡视，但检修维护断路器时需跨过主母线吊装断路器。

母线集中内置的一字型布置主母线低位布置，日常巡视需要在出线侧道路进行巡视，较为不便。

母线集中外置的一字型布置可在主变压器运输路进行日常巡视，较为便利。

2.3.2 抗震要求

由于特高压设备具有高、重特点，因此设备抗震要求严格，母线分相的一字型布置方案，主母线高位布置，造成其抗震性能的降低［2］。

而母线低位布置的母线集中内置和外置的布置方案的抗震性能相对较好。

2.3.3 吊装方案

1100kV GIS的主要吊装构件包括断路器（含电流互感器）、隔离开关、母线避雷器、母线电压互感器、套管等。

对国内具备生产1 100kV GIS的平高、新东北、西开三大开关制造企业咨询，其设备组件重量情况见表2。

表2 1 100kV GIS吊装组件重量

以上为各设备厂家的吊装组件重量，根据设备重量、吊车参数，结合配电装置布置，对各设备进行吊装模拟，经各方案模拟得出表3。举例如图4所示。

表3 GIS各安装单元的吊装要求

图4 吊车布置方案

由表3可见母线集中外置的一字型布置吊装半径较小，整体可选用较小吨位的吊车，其他布置方式吊装半径较大，均需要采用大吨位吊车，增大施工吊装难度。

综合本节论述，由于母线集中外置的一字型布置运行巡视方便、抗震性好、吊装方案较易实现，因此推荐1 100kV GIS布置方式选择母线集中外置的一字型布置方式。

3 结束语

以上针对三列式、单列式和一字型三大类GIS布置方式的优缺点进行比较，总结出各类布置方式的特点。结合1 000kV 配电装置布置要求，不推荐三列式、单列式布置方式。结合运行、抗震、吊装方面的要求，对一字型布置的3种典型布置方式进一步的比较，由于母线集中外置的一字型布置运行巡视方便、抗震性好、吊装方案较易实现，因此推荐1 100kV GIS布置方式采用母线集中外置的一字型布置方式。

［1］陈海焱，樊 玥，陈宏明.皖南特高压变电站1 000kV GIS布置方式研究［J］.华东电力，2008，36（7）：59－63.

［2］吴祎琼，贺 虎，庞亚东，等.晋东南变电站1 000kV 配电装置设计［J］.电网技术，2009，33（13）：19－23.