(西安华伟电力建筑设计有限公司陕西西安710065)
摘要：本文结合地区某110kV变电站增容改造工程设计实例，论述了GIS组合电器在变电站改造中的应用，探讨了采用该设备的可行性和可能性，为变电所的建设、改造、扩建提供了新的选择。
关键词：110kV变电站；GIS组合电器；变电站一次设备
1工程概况
某110kV变电站于2002年1月建成投运，改造前装设两台主变压器，主变容量一大一小，1#主变容量31.5MVA，型号为SSZ10-31500/110型，2#主变容量10MVA，型号为SSZ10-M-10000/110型，均为三相三绕组有载调压变压器，电压变比均为110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5kV。
本次改造工程将原2#主变更换为1X31.5MVA三相三绕组有载调压变压器，远期为2X31.5MVA三相三绕组有载调压变压器。
110kV主接线现状为单母线接线，本期改为单母线分段接线，远期为单母线分段接线；110kV现有出线4回，本期改造预留备用出线间隔2回，远期出线6回。35kV现有出线4回，远期出线4回出线；35kV主接线现为单母线接线,本期改造为单母线分段接线，远期为单母线分段接线；10kV主接线现为单母线分段接线,本期保持不变，出线10回出线（3回出线，7回备用）,本期保持不变。
2电气一次部分设计
2.1电气主接线
110kV主接线现状单母线接线，本期改造后为单母线分段接线，远期为单母线分段接线；35kV主接线现为单母线接线,本期改为单母线分段接线，远期为单母线分段接线；10kV主接线现为单母线分段接线,本期保持不变。
2.2本工程设计方案
将原2#出线线间隔改造为“线路间隔+分段间隔”，采用户外GIS设备，不改变原有出线终端塔，改造前110kV设备区平面布置图如图1所示；改造后110kV设备区平面布置图如图2所示：
图1改造前110kV设备区平面布置图
图2改造后110kV设备区平面布置图
3GIS设备在本项目中的应用优势
3.1技术性能上的优势
GIS的绝缘和灭弧介质均为SF6气体，灭弧能力强，介电强度高，绝缘性能好。在均匀电厂中的绝缘强度为气压相同空气的2.5倍左右，当气体压力为0.20MPa时，SF6气体的绝缘强度相当于绝缘油，其开断能力约为空气的2~3倍，因而断口电压可以做的很高，使用安全可靠。介质恢复速度特别快，冷却性能好，开断近区故障的性能特别好。SF6气体电弧分解场中不含有碳等影响绝缘能力的物质，触头在开断次数多，安装操作简便、运行可靠。
3.2设计上的优势
GIS设备全封闭在金属接地外壳中，外壳是由抗腐蚀的铝或者不锈钢制成。对比常规电气设备在污染严重的区域运行，GIS有不受大气污染影响的优点。
3.3安装上的优势
由于SF6的绝缘强度高，绝缘性能好和电弧开断能力强，断路器的体积及其以外元件的绝缘距离可以做的很小，从而决定了GIS的结构紧凑，连接元件使用量少，可以大量节约用地面积和空间，对于本变电站不仅节约了征地费用，而且还节约了终端塔移位赔偿费用。
本次设计方案为了规避户外的拆移工作，减少拆迁赔偿费用，缩短施工停电时间、按预定期限投运，将原2#出线间隔所在位置改造为GIS设备，将2#出线间隔及110kV分段间隔作为GIS整体，安装在8米间隔之内，可以满足户外终端塔位置不动。图3为2#出线间隔及110kV分段间隔GIS安装就位图。
图32#出线间隔及110kV分段间隔GIS安装就位图
3.4运行维护上的优势
GIS的操作均采用遥控且有完善的电气和机械闭锁功能，操作高压隔离开关时操作人员无需到设备现场进行手动操作，提高了操作的安全性，从而保证了操作人员的人身安全。设备正常运行检修，检修维护工作量大为减少，除设备新装后的第一次维修检查外，一般检修周期可达8年以上或开断容量15次以上。
从以往的设备运行经验可知，设备发生电气故障多由设备本身的绝缘强度不够、运行环境差、粉尘多、天气恶劣、误操作、维护检修不当等引起的。而作为绝缘和灭弧介质的SF6气体绝缘性能稳定，保证设备绝缘不会老化；全封闭式设计使得设备的使用环境对设备使用寿命基本上不会产生影响，减少设备事故的可能性。另外GIS采用了防误操作技术和安装了快速接地开关，保证了GIS设备的安全，延长了设备的使用寿命。
4结论
综合以上情况，110kV变电站110kV主接线改造后，采用GIS设备（出线间隔+分段间隔）占用原出线间隔的设计方案，能解决110kV主接线改造后为单母线分段接线，符合本站的改造目的，也减少了施工期间变电站长期停电造成的不便。此变电站是本地区首次采用这种改造方式，与以往变电站的设计有所不同，设计人员实地考察，查阅其他变电站的设计及运维资料，克服了思想上的一些顾虑，攻克技术上的许多新问题，最终按时、保质保量地完成该站的设计任务，该站于2016年4月28日将扩建部分的设备投入运行。目前从各个方面的情况来看，运行良好，并得到相关单位的好评。
5结束语
目前我国变电站存在设备老化，绝缘性能低等缺陷，迫切需要进行改造。变电站改造工程的实施对我国经济发展提供强大的电力保障，对我国社会主义现代化的建设具有重要意义。对于改造方案的选择，我们应该根据变电站的实际情况因地制宜，借鉴国内外变电站改造工程成功的经验，融合当代先进科技技术，确保变电站稳定可靠的运行。变电站运行中，要加强设备的监控、维护、检修等方面的工作，为用户提供安全、持续的电力能源。
参考文献：
[1]谢幸生.变压器增容加固改造概论[J].高电压技术.2004（S1）.
[2]于励民.110kV谢庄变电站一次系统技术改造的对比与分析[J].煤矿机电.2011（05）.
[3]蔡思宁.110kV变电站设备改造与维护[J].湖北电力.2011（08）.
[4]陈伟.变电站改造工程中存在的问题及对策[J].企业技术开发.2011（11）.