(广东天联电力设计有限公司 广东省广州市 510663)
摘要：GIS设备凭借紧凑灵活，抗灾害天气能力强，运行安全可靠，现今在电力系统中得到广泛应用，随着南网发布17版反事故措施及《南网提高综合防灾保障能力规划设计原则》的通知，沿海地区新建及改建变电站将全部采用户内GIS变电站设计，但受其自身特性的限制，部分GIS变电站扩建存在需全站停电问题，直接影响到变电站甚至整个供电网架的运行，现简要分析GIS设备存在的问题，并给出在GIS设备扩建设计的解决思路。
关键词：变电站；GIS；气体绝缘组合电器设计；设计
引言
GIS变电站大多数位于发展较快，人口较为密集的城区，变电站的供电可靠性在对城市发展尤为重要，同时南网发布17版反事故措施及《南网提高综合防灾保障能力规划设计原则》的通知，沿海地区新建及改建变电站220kV及以下电压等级变电站将全部采用户内GIS变电站设计。随着负荷发展及网架规划完善需求，近年来将出现大量GIS站进行间隔扩建，GIS站在扩建工程中需保证施工全过程转供电的要求，由于GIS设备自身结构问题及扩建安全规程要求大量GIS站在间隔扩建时将可能导致全站对外停电问题。针对以往设备问题，在项目设计前期应充分分析和考虑施工转供电问题，对设计过程中应重视转供电问题，做出合理完善的施工转供电方案及合理的设备选型要求，以保证设计的做作尽可能完善。
一、GIS变电站的现状
变电站采用全户内GIS计方案与户外常规变电站相比具有占地面积小、基本不受外界气象因素的影响、检修周期长、运行安全可靠等优点，随着南网新版反事故措施的发布，城市用地紧张等现状，对变电站的供电可靠性、占地、抗台风能力均提出新的要求，现阶段南网区域内沿海岸线50kM以内以及海南岛站址所在50年一遇风速超过35m/s的区域新建及改建220kV及以下电压等级的变电站将全部采用户内GIS变电站方案设计。
在前期已投运的GIS变电站中，近年随着用电量的上升已有大量GIS站需进行扩建工程，前期投产的GIS设备因早期GIS设备的结构不完善等问题将集中爆发，如何能尽量减小因扩建过程中造成的设备停运（停电）或尽可能减少停电时间和影响范围，就变得实际和迫切。
二、GIS变电站扩建工程中需考虑的问题
在运的GIS变电站中大量GIS设备均为早期产品，在设备结构、内部气室设置均可能有不合理之处，在GIS设备进行间隔扩建、拆解检修时将导致单母线接线系统分段开关拉不开、双母线接线需同时停电等问题。变电站在扩建期间需尽量减小因扩建过程中造成的设备停运或尽可能减少停电时间和影响范围。由GIS设备内部结构和内部充满高压的SF6气体，在GIS设备拆解检查、扩建时必须依据DL/T603-2006《气体绝缘金属封闭开关设备运行及维护规程》要求，应对相邻气室进行放半压处理，以保证安全。
扩建GIS项目时重点为GIS设备停电施工扩建方案，在设计过程中需考虑设备结构、变电站接线形式、站点负荷情况以及上下级网架的转供电能力。
GIS设备结构：设备结构包括设备自身的结构布置、气室布置等，一般有断路器、隔离开关、接地开关、CT、PT、母线、套管、气室等组成，扩建工程中GIS气室结构显得尤为重要，作为连接前期设备与扩建设备的部位，由此在进行间隔扩建时收取前期设备的气室图尤为重要，其结构直接影响扩建期间的施工停电时间。
接线形式：220kV及以下变电站接线形式主要有单母线接线、双母线接线、单母线断路器分段接线、双母线单分段接线和双母线双分段接线形式，其中分段有隔离开关分段和断路器分段两种形式。
站点负荷情况及网架情况：GIS设备的扩建时新设备与旧设备导体连接是需停电作业，根据前期站内电气接线形式、预留扩建接口结构、设备气室等情况将存在不同程度影响，此时为确保对收集扩展变电站的负荷、各电压等级网架情况尤为重要。
三、GIS站扩建时对GIS设备存在问题的扩建设计思路
因早期GIS设备的结构不完善等问题导致扩建时变电站停电对外影响，主要体现为前期设备气室结构不合理导致全站对外停电问题，具体为双母线和单母线隔离开关分段接线站的扩建如下图所示：
依据规定要求对GIS气室分解前，应对相邻气室进行放半压处理，对应以上所提到的双母线和单母线隔离开关分段接线的两种接线形式的站，前期设备气室结构存在不合理的情况，根据规程的扩建要求，在设备间隔扩建时需全站停电。
因前期设备气室结构问题扩建时就应基于停电范围小和时间短的原则考虑，考虑重要负荷的转移，必须明确GIS设备安装时的对接的设备状态、停电范围、设备气室回收范围、对接步骤、施工停电时间等，站内停电时对重要供电负荷的供电问题等。在设计前期就应跟设备生产厂家、建设单位、供电调度部门、重要用电单位积极沟通，对设备在扩建安装过程中因停电可能所涉及的事项达成共识，以确保项目顺利安装、投运。在设计阶段提出部分技术手段降低因施工过程所导致的负荷损失。
基于GIS设备设备特点分拆设备母线的方式进行扩建，一般GIS设备一段母线均设置了数个气室，在扩建时可采用拆除母线的方式对扩建间隔进行隔离施工，确保个别间隔可及时带电运行，降低负荷损失。
采用下级电网联络进行转供电降低负荷损失，如站内110kV设备扩建110kV设备全停，站内10kV侧也将全部对外停电，此时可采用10kV网架联络结构进行负荷转供，对于转供能力不足的10kV线路进行适当的改造等，同时建议建设单位对各级电力网络加强网架建设和网架联络改造。
最后对以上方法均不能解决的时候就应考虑采用应急发电车对重要用户进行保供电，同时可采用临时移动式变电站进行临时对外供电方案，以降低设备扩建时对外停电的影响。同时收集变电站历史负荷数据选取年度负荷低谷期进行停电施工扩建。
结束语
变电站是城市供电的重要设施，因早期部分GIS设备存在一些问题导致变电站在后期扩建时需母线全停电的重大问题，为降低停电范围小和停电时间短甚至不停电的原则，在扩建方案设计阶段就应确保具有经济性、合理性和科学可行性。因此，在进行变电站前期设计时需要做好充分的准备工作，制定好详细的施工扩建、停电及转供电方案，做好相关的应对措施。在实际施工过程中，也要做好相关的风险评估工作，及时提出施工建议。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家发展和改革委员会《气体绝缘金属封闭开关设备运行及维护规程》DL/T603-2006
[2]黎斌.SF6高压电器设计(第3版)[M].北京：机械工业出版社，2009.
[3]罗学琛SF6气体绝缘全封闭组合电器(GIS)[M]．北京：中国电力出版社，1998.
论文作者:丘奇光
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/27
标签：变电站论文; 设备论文; 母线论文; 接线论文; 结构论文; 负荷论文; 网架论文; 《电力设备》2018年第7期论文;