0 引言

在新建变电站工程中，110 kV变电站由于设备制造水平提高，运行维护简便，一般不采用双母线接线设计，通常采用国家电网公司通用设计“110-A1-1”“110-A1-2”方案^[1]。该方案中，110 kV主接线均为单母线分段接线，户外GIS^[2]。若与另外2个变电站进行双回架空线联络时，将不可避免出现架空出线交叉跨越的情况。

本文以重庆市忠县普乐（工业园）110 kV输变电工程为研究对象，探讨单母线分段接线方案中，架空出线交叉跨越的解决办法，可对今后在变电站设计工作中遇到类似的问题提供参考。

1 普乐110 kV输变电工程概况 1.1 系统接入方案

本期规划从110 kV乌杨变电站出线1回至普乐变电站（按照双回线路建设，单边挂线）；远期规划在忠县工业园区负荷容量发展后，进一步完善网络结构：根据忠县供电公司“十三五”规划，普乐110 kV变电站110 kV出线共4回，2回至220 kV石马变电站，2回至110 kV乌杨变电站。普乐110 kV变电站系统接入情况如图 1所示，建设规模见表 1所示。

在110 kV配电装置设计中，本期工程完善户外GIS单母分段接线，预留3个架空出线间隔及1个3号主变压器间隔。

1.2 终期方案存在的问题及常规解决方案

在采用国网典型设计110-A1-1（2016年版）终期方案中^[1]，110 kV普乐变电站主供电源来自220kV石马变电站，与110 kV乌杨变电站双回线联络，将出现架空线路交叉跨越问题。常规解决方案为：在乌杨2间隔通过电缆入地，接入站外至乌杨1号塔，从而避免站外架空出线交叉跨越。

2 GIS母线优化布置方案 2.1 布置方案 2.1.1 主接线优化布置

原方案采用国网通用设计110-A1-1（2016年版）^[1]，110 kV主接线形式为单母线分段接线，按终期4回出线依次排列，分别为乌杨1、石马1、石马2、乌杨2，如图 2所示。本次优化方案主接线形式依然采用单母线分段接线，仅对母线进行折叠，变换出线间隔。优化后出线间隔依次为乌杨1、乌杨2、石马1、石马2，如图 3所示。

2.1.2 GIS母线空间布置优化方案

原设计方案中110 kV GIS主母线采用“一”字形横向排列，相应出线间隔依次排列，分别为乌杨1、石马1、石马2、乌杨2。采用该出线方案将出现石马1与乌杨2出线交叉跨越情况，如图 4所示。优化方案中110 kV GIS主母线采用空间折叠布置，相应出线间隔进行变换，出线间隔依次为乌杨1、乌杨2、石马1、石马2，如图 5所示。

通过上述方案的优化，在符合电气安全距离、运行维护要求的前提下，实现无交叉跨越双回线连接220 kV石马变电站、110 kV乌杨变电站。

2.2 优化设计方案特点

本文所述优化布置方案，只适用单母线分段接线的户外110 kV GIS方案。

2.2.1 保留单母线分段接线的设计优点

普乐变电站110 kV接线方式采用单母线分段接线，这种接线方式简单可靠、运行方便。但是为了保证运行方式的可靠性，主供电源双回线路应分别接于Ⅰ、Ⅱ段母线，备用电源点双回出线也分别位于Ⅱ段母线上。通过分析比较原有设计方案，110 kV出线将出现交叉跨越现象，常规方法需采用电缆出线方案解决。优化方案根据GIS母线全封闭绝缘的特点^[3]，将其Ⅰ、Ⅱ段母线部分空间重叠，调整间隔位置，使主供电源双回线路分别接于Ⅰ、Ⅱ段母线，还能够避免将来扩建出现架空出线交叉跨越问题。

2.2.2 提高设备运行可靠性

常规电缆转接方案中，电缆依赖交联聚乙烯等绝缘材料隔离空间电位，在载流量、热稳定、使用寿命等方面较差^[4]，部分电缆出线方案明显逊于全架空出线方案。

2.2.3 方便运行维护

GIS设备可靠性高、免维护周期长，节约运行维护成本^[5]。与部分电缆出线相比，全架空出线方案具有运行维护方便、故障率低、全寿命周期费用低等特点。

3 综合对比分析 3.1 综合评价

针对工程实际情况，提出了110 kV主母线空间折叠方案，对该方案的供电可靠性、运行维护便捷性、出线是否存在交叉跨越、投资合理性方面进行对比分析，结果见表 2所示。

3.2 经济性分析

1个架空出线间隔的总投资为68万元，其中，设备购置费63万元、安装工程费5万元。1个电缆出线间隔的总投资为74万元，其中，设备购置费43万元、建筑工程费3万元、安装工程费28万元。架空出线总投资较电缆出线总投资节约6万元。

（1）架空出线间隔方案中设备购置费为63万元，其中，架空出线GIS间隔设备为50.5万元，由于架空出线方案较电缆出线方案的主母线多7.5 m，价格共计12.5万元，因此总额较电缆出线方案多20万元。

（2）由于修建电缆沟，电缆出线间隔方案中出现建筑工程费，为3万元。

（3）由于电缆出线方案中需要电缆及电缆附件等装置性材料，因此电缆出线方案较架空出线方案安装工程费多23万元。

3.3 结论

综合以上分析，对于本工程，考虑供电可靠性、运行维护便捷性、投资等方面，主母线折叠方案优于通用设计方案，因此建议采用主母线空间折叠方案。

4 结语

本文研究并改进了通用设计“110-A1-1”方案110 kV配电装置的接线及布置情况^[1]，改进方案相比于传统方案，保留了单母线分段接线的设计特点，且具有更高的灵活性与适应能力，可以有效避免架空出线的交叉跨越，同时全架空出线也比架空电缆混合出线更协调美观，解决了电缆出线造价高、站外电缆沟征地协调困难等问题。该优化布置方案，在保留原通用设计的基本要素的前提下，进行了局部优化，遵循了通用设计的指导原则。这种母线空间折叠方案具有普遍性，适用于户外GIS设备单母线线分段接线方案，该方案已在具体设计工作中得以应用，受到了建设管理单位的认可。