（1宁夏电力能源科技有限公司 宁夏银川 750002；
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摘要：本文通过对330kV电压等级变电站常规方案与紧凑型方案全寿命周期技术经济比较，得出电气设备选型的依据，以类比的方式研究得出，结合宁夏电网特点，变电站设备选择的通用建议。
关键字：紧凑型；全寿命周期；经济
1.紧凑型设备
AIS（敞开式设备）相与相之间以及元件与元件之间都需要较大的安全绝缘距离，是以空气作为绝缘介质进行布置的开关设备，这就造成了AIS变电站占地面积大，带电部位外露较多，结构不够紧凑，限制了在变电站受用地所限以及环境条件较恶劣的地方应用。到上个世纪中期，研究将把敞开式变电站中高压电器设备置于一个接地的金属外壳中，在其内部充有SF6气体，也就构成了气体绝缘金属封闭开关设备，也就叫GIS，由GIS组成的变电站就成为紧凑型设备变电站。在保留GIS优点的同时，将电站主母线、电压互感器、避雷器敞开式布置，与新兴监测技术和计算机技术相结合，研究演变出新一代SF6高压复合型开关设备，即HGIS。这种设备建成的变电站也叫新型紧凑型混合绝缘变电站。
2.330kV变电站设备选型方案比较分析
鉴于330kV变电站在系统中的重要地位，宁夏现运行的变电站主接线型式多选用一个半断路器接线。按一个半断路器结构分析，330kV配电装置每串GIS比HGIS的投资约增加20%。如果出线间隔排列不理想，GIS需要延长管母线才能满足设计要求的话，投资会更加昂贵。而根据330kV变电站通用设计，当330kV变电站330kV侧主接线形式为双母双分时，330kV侧才可配置GIS设备，通过对现有该接线形式的330kV变电站运行维护反馈信息，在GIS需要解体检修或扩建时，工作量大且繁琐，停电时间较长，考虑到接口问题，一般采用原厂家产品，对供应商的招标选择余地不大。在最新版通用设计指导下，结合330kV变电站在系统中的重要地位，宁夏地区现规划拟建的8所330kV变电站330kV部分有5所采用一个半断路器接线，3所采用双母线双分段接线，该类接线形式多选择采用HGIS/GIS设备。
3.AIS与HGIS、GIS方案的技术比较分析
AIS与HGIS、GIS方案的初始投资对比分析
结合宁夏地区实际用地情况，土地资源相比其他省市条件优越，征地费用相对较低，结合经济技术比较，以已规划沙泉变电站工程得出下列数据：
注:1.设备价格参考已招标采购的国内变电所设备价格。
2.GIS设备占地面积与价格统计，是以1回主变进线及1回出线且断路器双列布置作为参考。
从上表可以看出,采用HGIS占地面积只是常规敞开式的59.5%，达到了大量压缩占地的目的，与GIS所达到的减少占地面积比只相差23%；HGIS设备价格虽然接近敞开式设备的1.23倍，但与GIS相比相差甚远，考虑宁夏土地适用费用影响较小的因素，HGIS与GIS设备的投资比还会下降。
HGIS、GIS方案初始投资较AIS方案高15-25%。虽然采用HGIS/GIS设备建设初始投资略高，但按照全寿命周期管理分析，如果把整个运行寿命内的运行维护和中断供电损失的成本总算，费用差距就大大减少了，甚至HGIS/GIS会低于AIS。所以如采用HGIS设备在投资增加不多的情况下，而大大提高了土地利用率，减少了建设用地面积，保护了基本农田，同时大大缩短了变电站施工周期，减少了变电站的运行维护工作量。
4. AIS与HGIS、GIS方案的全寿命周期分析
近年来，国家电网公司在变电站工程项目中加强推行资产全寿命周期管理研究与应用，对变电站工程项目资产全寿命周期内各项活动、各个阶段进行全过程、全局的管理。从工程项目的整体出发,反映项目全寿命期的要求，不仅包括建设期的目标，更注重项目的运行阶段，突出了项目管理的整体效率和效益。
总体原则是统筹协调安全、周期成本和效能三者的关系，在确保电网安全可靠的同时，提高电网使用效率和资产质量，降低全寿命周期成本，实现资产全寿命周期内安全、成本、效能的总和最优。
投资包括：1)初始投资(C1)；2)运行维护成本(C2)；技改报废成本(C3。GIS方案的运行维护成本C2折算系数相当于为0.2-0.25；HGIS运行维护成本与GIS不同，主要是因为GIS扩建时需要打耐压，双母线母线需同时停电，增加了停电损失，停电时间按5小时计算，可以得出GIS方案的运行维护成本C2折算系数相当于为0.15-0.2，AIS方案的运行维护成本C2折算系数相当于0.25-0.3，因此GIS运行维护成本是低于AIS的运行维护成本的。
GIS方案的技改报废成本C3折算系数相当于0.18-0.22，AIS方案的技改报废成本C3折算系数相当于为0.22-0.3，因此GIS的技改报废成本是低于AIS的技改报废成本的。
综上所述，可以得到AIS与GIS、HGIS方案全寿命投资对比分析表（当量系数）。
从综合造价考虑，在土建征地、场平、地基处理、边坡及挡墙工程费用占总投资的12-14%时AIS、HGIS及GIS方案的全寿命投资基本一致，故在此种情况下，HGIS/GIS方案优势较明显。
5.变电站设备选择通用建议
1）根据2014年国家电网公司十八项电网重大反事故措施7.1.1条规定，选站时，应避让d、e级污区；如考虑负荷分布区域内无法避让，变电站宜采用GIS、HGIS设备或全户内变电站。
2）变电站站址地处市区时，为更好的结合城市发展规划，减小社会影响，应选用半户内或全户内GIS站。
3）站址处受到基本农田的限制，为避让基本农田（根据现有国家政策，基本农田调规需上报国务院批准），应根据实际可利用地块情况选用半户内紧凑型方案或户外紧凑型方案。
330kV变电站设备选择建议
HGIS-GIS方案在初始投资上大于AIS方案，但停电损失远远小于AIS方案。HGIS-GIS方案在节省占地、提高设备可靠性、缩短施工周期、减少运行维护工作量及全寿命周期成本上均优于AIS方案。此外，考虑到HGIS设备扩建灵活、安装简便等特点，对于建设用地不存在限制条件区域，330kV变电站优先推荐采用HGIS-GIS方案（330kV部分为HGIS，110kV部分为GIS）；如110kV部分扩建回路占比大于1/4，土建征地、场平、地基处理、边坡及挡墙工程费用占总投资的12-14%及以下水平时，推荐使用HGIS方案。
但需注意的是，330kV侧采用HGIS设备时，母线、避雷器及电压互感器为独立布置，设备支架、母线构架等过高，存在潜在地震风险。所以，若站址位于地震烈度较高区域，全站需采取相应的隔震减震措施，在设计阶段应予以考虑并计列相关费用。
论文作者:张慧,田宏梁
论文发表刊物:《电力设备》2016年第19期
论文发表时间:2016/12/8
标签：变电站论文; 方案论文; 设备论文; 成本论文; 寿命论文; 周期论文; 宁夏论文; 《电力设备》2016年第19期论文;