葛洲壩至雙河500 kV線路增容改造變電設(shè)計施工方案研究

曾維雯 彭越 馬亮

摘要：針對湖北省葛洲壩水電廠至雙河變電站雙回500kV線路增容改造工程中的保電需求，提出了一種分階段、分步驟、少停電的施工過渡方案。結(jié)合土建構(gòu)架加固與電氣導(dǎo)線更換的施工項目要求，制定了變電站內(nèi)500 kV區(qū)域施工工序。結(jié)果表明：該方案可有效縮減施工工期及施工期間停電時間，對變電改造工程具有參考意義。

關(guān)鍵詞：線路增容;施工方案;停電時間;葛洲壩至雙河500kV變電站

中圖法分類號：TM75文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.09.008

文章編號：1006 - 0081（2021）09 - 0049 - 04

隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會用電需求的不斷提高，部分輸電通道面臨增容需求，需對輸電線路與變電站進(jìn)行改造或擴(kuò)建，以提升輸送電能力[1]。為了滿足系統(tǒng)運行需求，計劃對葛洲壩至雙河（以下簡稱“葛雙”）500 kV輸電線路進(jìn)行增容改造，以增強(qiáng)湖北地區(qū)電網(wǎng)對不同運行方式和系統(tǒng)發(fā)展的適應(yīng)性。

電網(wǎng)改擴(kuò)建工程通常主要涉及電氣專業(yè)與土建專業(yè)，專業(yè)之間施工方案統(tǒng)籌配合程度直接決定施工方案的停電時間與整體質(zhì)量[2]，而施工停電時間是系統(tǒng)調(diào)度部門與運行單位評估施工方案的重要指標(biāo)。因此，需兼顧電氣土建設(shè)計及施工需求，合理規(guī)劃施工方案，減少停電時間。

1 工程概況

1.1 站況背景

500 kV雙河變電站于1982年建成投入正式運行，變電站投運至今經(jīng)過多次改造。目前，站內(nèi)500 kV配電裝置區(qū)域含4串500 kV間隔，均采用3/2斷路器接線方式，設(shè)備為戶外敞開式。500 kV配電裝置區(qū)域接線圖與進(jìn)出線配置見圖1和表1。

1.2 改造目標(biāo)

根據(jù)葛雙雙回500 kV線路增容改造的系統(tǒng)需求，葛雙一回線載流量要求值增至3 500 A，葛雙二回線載流量要求值增至2 900 A，500 kV的I母及II母載流量要求值增至3 500 A。目前，站內(nèi)葛雙一回出線、葛雙二回出線、此兩回出線所在的第一串與第三串設(shè)備間連線、500 kV的I母及II母線均為雙分裂鋁合金導(dǎo)線2×ASTER-1144，其運行載流量為2 581 A，不滿足預(yù)期要求，需進(jìn)行更換。

雙河變電站500 kV區(qū)域送電至玉賢變電站，并供電至武漢地區(qū)，葛洲壩至雙河至玉賢輸電線路是葛洲壩水電送往武漢的重要通道。雙河變電站內(nèi)經(jīng)主變降壓至220 kV區(qū)域，供電至荊門地區(qū)。因此，站內(nèi)改造需盡可能避免葛洲壩至雙河至玉賢兩回送電通道同時中斷，影響葛洲壩水電外送;避免站內(nèi)兩臺主變壓器同時停電，保障荊門地區(qū)電力可靠供應(yīng)。

2 改造內(nèi)容

2.1 構(gòu)架改造

由于500 kV雙河變電站運行多年，部分構(gòu)架柱焊縫檢測不合格、變形較大、強(qiáng)度不足，經(jīng)過加固才維持運行至今，新?lián)Q導(dǎo)線對舊構(gòu)架的拉力超過其承受值，因此，在更換導(dǎo)線的同時需對構(gòu)架進(jìn)行改造。若更換導(dǎo)線并整體更換相關(guān)構(gòu)架，預(yù)期施工停電時間約為4個月，無法適應(yīng)系統(tǒng)調(diào)度與運行要求。

為縮減停電時間，盡量選用輕質(zhì)導(dǎo)線以降低構(gòu)架荷載，不考慮導(dǎo)線掛線構(gòu)架整體更換，而是在導(dǎo)線拆卸后、換新線前，在構(gòu)架柱內(nèi)灌混凝土加固，并更換構(gòu)架梁。

2.2 導(dǎo)線選型

配電裝置導(dǎo)線選擇主要由載流量、電暈等條件控制。該工程中導(dǎo)線選型還應(yīng)考慮盡可能降低導(dǎo)線對構(gòu)架拉力值。為滿足電暈要求，500 kV配電裝置宜采用空心擴(kuò)徑導(dǎo)線或鋁合金絞線組成的分裂導(dǎo)線，雙分裂的次導(dǎo)線最小直徑不宜小于51 mm[3]。對于滿足載流量要求的導(dǎo)線，通過帶電距離與風(fēng)偏限制控制最大允許弧垂，計算導(dǎo)線對構(gòu)架水平的拉力并進(jìn)行比較取最小值，最終選擇擴(kuò)徑耐熱鋁合金導(dǎo)線2×JLHN1K-800（單根導(dǎo)線120℃載流量1957A）作為葛雙一、二回進(jìn)線跨線與I、II母跨線。

3 施工過渡方案

3.1 過渡方案概述

雙河變電站500 kV配電裝置區(qū)域平面如圖2所示。由圖2可知，共10處構(gòu)架涉及加固改造，需分步安排施工次序。

為了減少停電時間，采用多次拆掛線方式改造，分階段逐區(qū)域施工，減少施工期間停電范圍與停電時間。整個改造過程分為3個階段：①葛雙二回進(jìn)線改造;②葛雙一回進(jìn)線與I母改造;③II母改造。由于加固構(gòu)架及拆掛導(dǎo)線需要操作空間，并且應(yīng)滿足安規(guī)中的安全距離要求[4]，因此對某間隔改造時，相鄰間隔需陪同停電。拆掛線原則為母線先拆后掛，間隔跨線后拆先掛。

3.2 過渡方案

3.2.1 第一階段

第一階段施工流程與各區(qū)域停電情況見表2～3。第一階段電氣工作任務(wù)為更換葛雙二回進(jìn)線導(dǎo)線和500 kV配電裝置區(qū)域第一串設(shè)備間連線;土建工作任務(wù)為加固1，7，8號構(gòu)架柱，更換構(gòu)架梁。500 kV I母線電壓互感器位于上段，為使I母上段拆除期間I母下段可獨立運行，I母上段拆除后即在I母下段安裝臨時電壓互感器，在第一階段改造完成后拆除。

由表3可以看，第一階段1，2號主變同時停電的時間為13 d，葛雙一、二回線同時停電的時間為2 d。

3.2.2 第二階段

第二階段電氣工作任務(wù)為更換葛雙一回進(jìn)線導(dǎo)線、500 kV配電裝置區(qū)域第三串設(shè)備間連線以及I母導(dǎo)線;土建工作任務(wù)為加固3，5，9，10號構(gòu)架柱，更換構(gòu)架梁。第二階段施工流程與各區(qū)域停電情況見表4～5。

由表5可以看出，第二階段葛雙一、二回線同時停電的時間為2 d，雙玉一、二回線同時停電的時間為9 d。

3.2.3 第三階段

第三階段電氣工作任務(wù)為更換II母導(dǎo)線;土建任務(wù)為加固2，4，6號構(gòu)架柱，更換構(gòu)架梁。第三階段施工流程與各區(qū)域停電情況見表6～7。

由表7可以看出，第三階段雙玉一、二回線同時停電的時間為9 d。

3.3 停電時間

整體施工過渡方案分為3個階段，第一階段工期16 d，第二階段工期19 d，第三階段工期16 d，總工期51 d。工期內(nèi)1號主變與2號主變同時停電13 d，葛雙一、二回進(jìn)線同時停電4 d，雙玉一、二回出線同時停電的時間為18 d。

4 方案比較

在工程設(shè)計論證階段，提出了4種改造過渡方案。表8為4種改造方案的工期、站內(nèi)兩臺主變同時停電時間以及葛洲壩至雙河至玉賢雙回送電通道同時停電時間的比較。由表8可以看出：如考慮更換構(gòu)架，站內(nèi)全停改造方案及站內(nèi)分區(qū)改造的方式工期和停電時間均較長;使用站外和站內(nèi)新建臨時轉(zhuǎn)接過渡的方式可減少停電時長，但工期長且成本高。綜合比較，本文提出的施工方案停電時間少且最經(jīng)濟(jì)。

5 結(jié) 語

本文針對葛雙500 kV線路增容改造工程中的葛洲壩外送輸電通道和荊門地區(qū)電力供應(yīng)要求，比選多種改造方案后，提出了分階段、分步驟、少停電的施工過渡方案。該方案對構(gòu)架柱灌混凝土進(jìn)行加固，并更換構(gòu)架梁，通過多次拆掛線調(diào)整變電站內(nèi)500 kV配電裝置區(qū)域接線形式，兼顧了電氣和土建改造需求，可有效縮減改造施工期間的停電時間。

參考文獻(xiàn)：

[1] 別曉玉， 文俊， 賈晨辰，等. 輸電線路增容典型方案與新技術(shù)的比較研究[C]// 直流輸電與電力電子專委會學(xué)術(shù)年會. 北京：中國電機(jī)工程學(xué)會，2012.

[2] 潘祝華. 探究變電站土建施工與電氣施工的配合與管理[J]. 廣東科技， 2013， 22（12）：44-45.

[3] 弋東方. 電力工程電氣設(shè)計手冊 第一冊：電氣一次部分[M]. 北京：中國電力出版社， 1989.

[4] DL 5009.2-2013 電力建設(shè)安全工作規(guī)程[S].

（編輯：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