周春雨，程 翀，張 ?，褚 寒，劉 超

（1.電力規(guī)劃總院有限公司，北京 100120；2.中國南方電網(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司昆明局，云南 昆明 650217；3.中國電力工程顧問集團西南電力設(shè)計院有限公司，四川 成都 610021）

1 換流站電氣總平面布置原則和要求

換流站電氣布置應(yīng)滿足接入系統(tǒng)、進出線走廊規(guī)劃及設(shè)備選型要求，并考慮減小噪聲對周圍環(huán)境的影響，盡可能做到工藝流程順暢、功能分區(qū)合理、技術(shù)先進、運行維護方便以及節(jié)約占地。

常規(guī)換流站一般可分為換流場、直流場、交流濾波器場、交流場、站用電、生產(chǎn)輔助區(qū)以及接地極7大功能區(qū)，各功能區(qū)分區(qū)清晰、功能相對獨立，各功能區(qū)之間連接關(guān)系明確。

目前，換流變壓器閥側(cè)套管均為直接插入閥廳布置[1,2]。換流變壓器的布置應(yīng)滿足搬運、安裝及更換的場地要求。直流場一般按極對稱分區(qū)布置，布置方式應(yīng)便于設(shè)備的巡視、操作、搬運、檢修以及試驗。交流濾波器一般為集中或分區(qū)集中布置，整體布局設(shè)計滿足換流站廠界的噪聲標準要求。交流場的布置一般結(jié)合交流濾波器場和換流場的布置。

地形條件復雜時，電氣布置需要因地制宜，盡量減少站區(qū)土石方工程量，做到站址土方平衡，少取土、少棄土，降低站區(qū)挖填邊坡的高度，減少站區(qū)的地基處理工程量。

2 LQ換流站建設(shè)規(guī)模

LQ換流站直流電壓為±500 kV，直流輸送功率3 000 MW。閥組接線采用雙極對稱配置，每極采用1個12脈動閥組接線。換流變壓器單相雙繞組換流變壓器。平波電抗器采用干式平波電抗器，每極極母線分別裝設(shè)3臺100 mH的平波電抗器。每極1組TT 12/24/36三調(diào)諧無源直流濾波器。直流場中性母線回路中裝設(shè)有中性母線高速開關(guān)和高速接地開關(guān)；設(shè)置金屬回路轉(zhuǎn)換開關(guān)、大地返回轉(zhuǎn)換開關(guān)。500 kV出線規(guī)劃出線9回，5回線路裝設(shè)高壓電抗器。500 kV交流濾波器為3大組、9小組。

3 空氣間隙高海拔修正

LQ換流站站址海拔約為2 500 m，隨著海拔升高，空氣間隙擊穿電壓、電暈起始電壓以及設(shè)備外絕緣的污閃電壓都會隨著海拔高度的升高而降低，需要的空氣間隙將增大，配電裝置尺寸隨之增大，占地面積增大。

對于空氣間隙取值，可以用計算法或根據(jù)試驗曲線計算其取值。LQ換流站直流場極線對地空氣凈距取值6 500 mm。直流場中性母線對地空氣凈距取值600 mm。交流500 kV側(cè)空氣凈距值A(chǔ)1取值4 300 mm，A2取值5 700 mm。

4 配電裝置區(qū)域尺寸

海拔修正后LQ換流站配電裝置尺寸相比較海拔1 000 m時增大10%左右。其中500 kV交流配電裝置間隔寬度30 m，相比較海拔1 000 m時增大4 m。500 kV交流濾波器組間隔寬度32.5 m，相比較海拔1 000 m時增大4.5 m。換流變防火墻間距8.2 m，閥廳軸線尺寸為59 m×27m，優(yōu)化后換流場區(qū)域尺寸為169 m×92 m。直流場區(qū)域尺寸為169 m×74 m。

5 站址地形特點

LQ換流站站址地處云貴高原，地層巖性復雜，表現(xiàn)為紅粘土、粉質(zhì)粘土、全風化基巖、強風化基巖以及下伏的中風化基巖（白云巖、灰質(zhì)白云巖為主）之間相互交錯[3]。整體巖層關(guān)系復雜，各層之間相互侵入、交錯，各層之間分界面起伏較大。站址大部分位于渾圓狀山包頂部，場地東側(cè)存在西高東低的陡降原始地表。在經(jīng)過三通一平豎向改造后，最深處填土達47m。因此該站需要結(jié)合各區(qū)域不同建構(gòu)筑物上部結(jié)構(gòu)采用天然基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、樁基以及樁筏等不同形式的基礎(chǔ)。

6 LQ換流站電氣布置

高海拔外絕緣修正后的LQ換流站占地面積較常規(guī)同等級換流站更大，站址地形條件限制更嚴苛，以及高填方區(qū)域不宜布置核心關(guān)鍵設(shè)備以及硬鏈接設(shè)備等因素的影響，合理、有效的規(guī)劃及布置全站各功能區(qū)域非常關(guān)鍵。

換流站電氣布置需要綜合考慮復雜地形的限制和電氣工藝需求，將換流站內(nèi)的核心設(shè)備布置在地址條件較好的區(qū)域，其余設(shè)施設(shè)備協(xié)調(diào)布置。LQ換流站布置時首先將閥廳-換流變區(qū)域布置在挖方區(qū)形成的基巖平臺區(qū)域。閥廳換流變壓器區(qū)域采用相對展開的“一字型”布置充分利用承載力穩(wěn)定的基巖平臺。兩極換流變壓器布置在閥廳的同一側(cè)，閥側(cè)套管直接插入閥廳內(nèi)部，主控樓布置于兩極閥廳之間。備用換流變壓器布置于空地上。其位置如圖1所示。閥廳-換流變區(qū)域布置在挖方區(qū)形成的基巖平臺，基礎(chǔ)工程經(jīng)濟性好、基礎(chǔ)穩(wěn)定。

圖1 站址場平三維示意

直流場布置在閥廳北側(cè)，采用戶外直流場對稱布置，極線出線采用出線塔，向東北方向出線。備用平抗室布置在交流濾波器場地北側(cè)靠近直流場的空地上，直流繼電器室布置在直流場中心靠近閥廳側(cè)。

500 kV交流配電裝置布置在站址南側(cè)，采用戶內(nèi)地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）設(shè)備，交流線路向南出線，可進一步減少交流場占地面積。35 kV無功補償布置于南側(cè)交流出線下方和交流濾波器南側(cè)空地上，濾波器氣體絕緣金屬封閉輸電線路（Gas Insulated Transmission Lines，GIL）進線布置在閥廳與濾波器之間，與道路平行。直流融冰裝置布置在換流站東南角。500 kV GIS室與閥廳換流變壓器側(cè)面對面布置，同時可以抵擋換流變壓器運行噪聲向站外傳播。

500 kV交流濾波器采用改進田字型布置方式，集中布置在站區(qū)東側(cè)填方區(qū)，利用改進田字型小組接線的靈活性，將同類型的交流濾波器小組集中布置在濾波器母線的同一側(cè)，減小了圍欄尺寸不同多余占用的場地。進站道路正對換流變壓器廣場區(qū)域布置，方便換流變壓器的運輸進站。站前區(qū)布置在站區(qū)西南側(cè)。LQ換流站總布置如圖2所示。部分交流場及濾波器場布置在填方區(qū)域，地質(zhì)條件相對較差，但其基礎(chǔ)承載力要求比較換流場、閥廳地基處理難度較小，工程費用少。

圖2 總平面布置圖

7 結(jié) 論

換流站處于高海拔、地形復雜區(qū)域時，先考慮將閥廳、換流變等重要建構(gòu)筑物設(shè)備放置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，其他功能分區(qū)結(jié)合地形及線路出線方向等因素合理布置，盡量降低地基處理難度，減少基礎(chǔ)工程造價。