廣東省電力設(shè)計(jì)研究院 玉素嬌

1.主接線方式

本工程新建兩臺(tái)2×1250MWe級(jí)AP1000核電機(jī)組，發(fā)電機(jī)與主變壓器采用單元連接，其間裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器。500kV配電裝置的接線，采用一臺(tái)半斷路器接線，現(xiàn)階段采用3回出線、2回進(jìn)線。遠(yuǎn)期擴(kuò)建兩臺(tái)機(jī)組，最終形成4回出現(xiàn)，4回進(jìn)線。

2.500kV配電裝置的型式

500kV配電裝置主要有以下幾種型式：500kV常規(guī)敞開式配電裝置(以下簡(jiǎn)稱AIS)、SF6絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱GIS，Gas Insulated Switchgear)以及復(fù)合SF6絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱HGIS，Hybrid Gas Insulated Switchgear)的型式。

2.1 500kV常規(guī)敞開式配電裝置(AIS)

500kV AIS是我國(guó)目前的主要配電裝置型式，在我國(guó)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型設(shè)備不斷推出，布置方式的不斷優(yōu)化，這使500kV配電裝置的布置有了較大的改進(jìn)。AIS具有設(shè)備一次投資低，易于擴(kuò)建、布置靈活，進(jìn)出線方便，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)點(diǎn)。但也具有占地面積龐大，運(yùn)行、維護(hù)條件較差等缺點(diǎn)。

2.1.1 AIS的布置

按照斷路器的不同布置方式，一臺(tái)半斷路器接線的屋外配電裝置有平環(huán)式、單列式及三列式三種基本型式?，F(xiàn)以四進(jìn)四出（考慮本工程最終規(guī)模）對(duì)三種基本型式的典型布置作論述。

平環(huán)式方案：兩組主母線緊靠在一起，布置在一端，進(jìn)線斷路器，出線斷路器順線路方向布置，各占用一個(gè)間隔，中間聯(lián)絡(luò)斷路器垂直線路方向，橫向布置在兩間隔之間。本方案4個(gè)完整串占12個(gè)間隔，間隔寬度28m，配電裝置共占地336X137.25m。

單列式方案：雙母線布置在進(jìn)出線兩側(cè)，母線構(gòu)架采用雙層布置，上面一層為主母線，下面一層為連接過(guò)渡線，每個(gè)間隔只能放一個(gè)斷路器，有的工程為了將進(jìn)出線交叉布置，有的間隔只能用于過(guò)渡連接。但本期工程設(shè)計(jì)有兩個(gè)完整串和一個(gè)不完整串，不需要考慮進(jìn)出線交叉布置，因此共用12個(gè)間隔，間隔寬度28m，配電裝置共占地336X108m。

典型三列式方案：兩組主母線布置在兩端，中間有三列斷路器，即進(jìn)線斷路器，中間聯(lián)絡(luò)斷路器，出線斷路器形成縱向的一串。每間隔寬度29m，本方案共4串，占4個(gè)間隔，配電裝置共占地116X173.5m，占地面積是3個(gè)方案中最小的。

2.1.2 使用環(huán)境

雖然AIS電氣設(shè)備暴露在空氣中，受外界自然條件（風(fēng)、雨、霧、雪、日照）及環(huán)境污染的影響，但考慮到本工程所處廠址環(huán)境條件較好，較適合采用AIS。

2.2 SF6絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)

自六十年代在美國(guó)誕生了第一套以SF6氣體為絕緣介質(zhì)的GIS以來(lái)，由于其小型化和安全可靠性高，深受電力行業(yè)用戶的喜愛，促使它得以迅速的發(fā)展。我國(guó)設(shè)計(jì)制造的第一套220kV GIS在1981年投產(chǎn)以來(lái)，制造水平日趨成熟，可滿足電廠生產(chǎn)運(yùn)行的要求。

2.2.1 GIS主要優(yōu)點(diǎn)

占地面積小，避免污染和高海拔影響，維護(hù)工作量少，可靠性高。GIS主要缺點(diǎn)有：價(jià)格貴，后期擴(kuò)建相對(duì)困難，由于GIS是小型化，占地面積小，一定程度會(huì)造成架空進(jìn)、出線布置的困難。

2.2.2 使用環(huán)境

GIS的帶電部分被密封在充滿SF6氣體的金屬外殼之內(nèi)，其密封式結(jié)構(gòu)決定了它尤其適用于較高污穢等級(jí)、鹽霧、低溫等運(yùn)行環(huán)境惡劣的地區(qū)。

2.3 復(fù)合SF6絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(HGIS)

HGIS的結(jié)構(gòu)與GIS基本相同，采用有成熟生產(chǎn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的GIS各種元件為基本組合模塊，即將原一個(gè)半斷路器接線的GIS拆成3個(gè)單元，外加SF6套管引出，但它不含母線。根據(jù)最近一些工程500kV HGIS的使用情況，500kV HGIS與500kV GIS價(jià)格差別不大，但占地面積較大。

3.方案比較

3.1 AIS、GIS、HGIS三個(gè)方案的可靠性比較(如表1所示)

表1 可靠性比較表（2個(gè)完整串和1個(gè)不完整串）

由上述計(jì)算可以看出，GIS可靠性最高，而且在我國(guó)現(xiàn)有核電工程中升壓站也基本采用GIS，而HGIS的可靠性與GIS相差不大，可以認(rèn)為GIS和HGIS完全能夠滿足核電可靠性的要求。

雖然AIS的可靠性比GIS稍差。但是根據(jù)簡(jiǎn)單計(jì)算，其在整個(gè)核電60年運(yùn)行周期里面僅有70%的幾率出現(xiàn)1次因?yàn)樯龎赫竟收隙鴮?dǎo)致全廠斷電。

可見AIS的可靠性完全能夠滿足核電站對(duì)可靠性的要求的。AIS在核電中的應(yīng)用情況，目前國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的核電站升壓站較少采用AIS，主要原因是因?yàn)槎际茄睾ｍ?xiàng)目，鹽霧污染較大。但在國(guó)外尤其是法國(guó)的核電站（內(nèi)陸）卻有大量的應(yīng)用業(yè)績(jī)。

3.2 AIS、GIS、HGIS三個(gè)方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較(如表2所示)

表2 方案技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較表（2個(gè)完整串和1個(gè)不完整串）

4.結(jié)論

通過(guò)上述詳細(xì)的論證和綜合的分析比較，我們認(rèn)為AIS在本工程是完全適用的。主要理由有：

1)本工程有足夠的用地布置500kV AIS；

2)本工程位處內(nèi)陸，環(huán)境條件良好，適合布置AIS；

3)雖然AIS的可靠性比GIS低，但能滿足核電廠可靠性的要求；

4)價(jià)格低，約為GIS價(jià)格的1/3，對(duì)本工程節(jié)省約5千萬(wàn)元；

5)國(guó)外大量的內(nèi)陸核電廠采用AIS；

6)我國(guó)無(wú)論電廠還是變電站都有大量的AIS存在，具有豐富的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，可以減少運(yùn)行維護(hù)工作量及保證運(yùn)行維護(hù)的安全性及可靠性。

故本工程推薦采用500kV AIS。

[1]姜柏卿,蔡傳衛(wèi).臺(tái)山發(fā)電廠國(guó)產(chǎn)2臺(tái)600MW機(jī)組主變選型的分析[J].黑龍江電力,2002,24(3):210-212.

[2]馬衛(wèi)平,敖明,宋曦.大型變壓器性能參數(shù)及主配件選擇策略[J].變壓器,2010,47(2):4-6.

[3]鐘滔.溪洛渡水電站主變壓器選型[J].水電站設(shè)計(jì),2004,20(3):6-10.