110kV全戶內(nèi)變電站設(shè)計相關(guān)問題探討

摘 要：全戶內(nèi)變電站具有合理的設(shè)計、緊湊的結(jié)構(gòu)、美觀的外型、節(jié)能環(huán)保的設(shè)備，是用地緊張地區(qū)尤其是中心城區(qū)變電站的首選模式，具有較高推廣價值。本文針對110kV全戶內(nèi)變電站設(shè)計中的一些相關(guān)問題進(jìn)行簡要探討，并對平面布置方面的優(yōu)化設(shè)計做了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：110kV；全戶內(nèi)變電站；平面布置；

中圖分類號：TM632.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-07-00-01

引言

隨著城市的發(fā)展建設(shè)進(jìn)程加快，大量新建變電站工程列入了當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中，其中以110kV變電站工程數(shù)量為最多。在城區(qū)新建變電站征地成本極高，并且在落實(shí)站址、解決通道和拆遷以及報批等前期工作上都將投入較大的時間。為了控制成本，目前城市新建變電站一般采用全戶內(nèi)變電站型式，來提高變電站的綜合利用率。

本文以110kV變電站為例，參考國網(wǎng)典型設(shè)計方案，對全戶內(nèi)變電站的設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行探討，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使之能夠滿足城市經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展的需求，并結(jié)合正在新建的合肥壺天路110kV變電站設(shè)計方案進(jìn)行工程實(shí)例介紹。

一、典型方案與設(shè)備選型

大部分變電站的實(shí)際建設(shè)規(guī)模與國家電網(wǎng)的典型設(shè)計存在出入，加大了全戶內(nèi)變電站的設(shè)計難度，在進(jìn)行全戶內(nèi)變電站的設(shè)計時不能生搬硬套，可以根據(jù)工程的實(shí)際規(guī)模為基礎(chǔ)，調(diào)整和修改典型的設(shè)計方案[1]進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

以A2-1典型設(shè)計方案為例[2]，該方案遠(yuǎn)期規(guī)模為2×50MVA，全部出線采用電纜出線。所有的電氣設(shè)備布置在一棟二層的生產(chǎn)綜合樓內(nèi)，第一層主要布置警衛(wèi)室、主變壓器室、10kV配電裝置及無功補(bǔ)償裝置，第二層主要布置110kV配電裝置與二次設(shè)備。

為更好的節(jié)省占地面積，變電站110kV等級采用戶內(nèi)絕緣全封閉組合電器的電氣設(shè)備，10kV等級采用戶內(nèi)手車式開關(guān)柜，電容器采用戶內(nèi)裝配式電容器。在低壓側(cè)的設(shè)備選型及接線方式中，具體工程可以根據(jù)實(shí)際規(guī)劃中當(dāng)?shù)刎?fù)荷的要求靈活選用，以滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性。

二、平面布置優(yōu)化

（一）總平面布置。總平面布置原則是盡可能減少占地面積，以最少的土地資源達(dá)到變電站建設(shè)要求，并根據(jù)站址實(shí)際地理位置對建筑物整體布局進(jìn)行調(diào)整。變電站的大門應(yīng)該盡可能直對著主變壓器運(yùn)輸?shù)缆罚瑫r要充分考慮擴(kuò)建時設(shè)備運(yùn)輸通道的暢通，對變電站的壽命周期進(jìn)行合理考慮，從而更好的降低工程造價，提高建設(shè)效益。綜合樓電氣總平面的布置要根據(jù)變電站的面積大小、出線方向、出線的方式和出線的回路數(shù)、電壓等級等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，以出線走廊為方向來布置配電裝置，出線方向適應(yīng)各電壓等級線路走廊的要求，盡量減少線路交叉迂回。同時對綜合樓的樓高進(jìn)行優(yōu)化，提高變電站中各裝置布置的合理性。

（二）主變壓器室布置。設(shè)計全戶內(nèi)型變電站，主變壓器室的散熱問題是關(guān)鍵，要將安置于戶內(nèi)的主變在滿載運(yùn)行時產(chǎn)生的大量熱量排出室外，確保主變在額定情況下正常運(yùn)行。通過采取水平分體的方式來布置主變壓器，可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)隔離散熱器和主變壓器之間的防火墻，并且保障主變壓器室的合理面積，使相關(guān)設(shè)備能夠穩(wěn)定的運(yùn)行[3]。每間變壓器室外墻上部設(shè)兩臺軸流風(fēng)機(jī)，進(jìn)行排煙、排風(fēng)。主變壓器室應(yīng)盡量選擇在遠(yuǎn)離居民住所布置，從而更好的降低電磁噪聲對居民的影響；一旦發(fā)生事故，也可減少對居民生命安全的威脅。考慮到變壓器防爆和減少噪音要求，運(yùn)用城區(qū)變電站噪聲控制設(shè)計技術(shù)，通過優(yōu)化調(diào)整變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并選用更低噪聲水平的設(shè)備和隔聲吸聲消聲設(shè)備，投運(yùn)后室外噪音能夠達(dá)到環(huán)保要求。

（三）二次設(shè)備室布置。目前大部分二次設(shè)備都安裝在屏柜內(nèi)，嵌入式安裝，柜前為裝置前板，一般包含液晶屏及控制鍵，主要是用于人機(jī)對話，柜后為裝置接線板，主要是裝置的動力及信息的輸入輸出。二次屏柜的單列布置方式為每一列屏柜的前后留出維護(hù)通道，增加了二次設(shè)備室的面積。若二次屏柜雙列布置，屏柜可以靠墻安裝或者背靠背安裝，可以增大變電站空間利用率。但現(xiàn)有的裝置是前后兩面都需要維護(hù)，故需對屏柜柜體做一些調(diào)整，例如通過采用旋轉(zhuǎn)門結(jié)構(gòu)的柜體方案，把裝置置于柜門上，裝置同柜門一起移動，很方便的實(shí)現(xiàn)裝置從背面接線。或者對現(xiàn)有二次裝置進(jìn)行前板接線改造，讓接線維護(hù)可以從裝置的前面板進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)前開門布置型式，方便二次設(shè)備從前面板進(jìn)行運(yùn)行檢修，為二次設(shè)備室屏柜雙列布置創(chuàng)造條件。目前許多廠家也已經(jīng)投入財力進(jìn)行這類產(chǎn)品的開發(fā)并投入實(shí)際應(yīng)用中，效果良好。

三、防雷接地

全戶內(nèi)型變電站設(shè)備全部布置在戶內(nèi)，可不設(shè)獨(dú)立避雷針，采用建筑防雷措施，在綜合樓屋面上沿屋頂周圍設(shè)置避雷帶，防直擊雷過電壓；每段母線均設(shè)氧化鋅避雷器以防止變電站的雷電侵入波過電壓。接地采用敷設(shè)水平接地體為主的人工接地網(wǎng)方式，接地網(wǎng)主材采用銅排，使變電所的接地電阻能控制在0.40以內(nèi)。

四、工程實(shí)例

壺天路110kV變電站位于合肥市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，主要為商業(yè)負(fù)荷和居民生活用電負(fù)荷，終期規(guī)模2×63MVA，110kV終期2回出線，采用內(nèi)橋接線，10kV終期28回出線，采用單母線分段接線。全站設(shè)1座生產(chǎn)綜合樓，不設(shè)置電纜半層，電纜敷設(shè)采用電纜溝+排管的方式。地上2層，其中110kV配電裝置、二次設(shè)備室布置在綜合樓地上二層， 10kV配電裝置及主變室布置在地上一層，由于地塊形狀的影響，將電容器室、消弧線圈室布置到一樓西側(cè)，方便設(shè)備運(yùn)輸安裝，且縮小了占地面積。本工程變電站總平面布置緊湊、節(jié)約了工程占地，建筑物充分利用陽光，自然通風(fēng)；建筑物屋面、外墻、門窗合理選用環(huán)保型建筑材料，降低層高等措施，加強(qiáng)了建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能，節(jié)能環(huán)保，環(huán)境友好。

五、結(jié)語

相對于戶外變電站而言，全戶內(nèi)變電站可有效的節(jié)約占地面積及建設(shè)時的征地費(fèi)用，且噪音問題易解決，獨(dú)立的綜合樓與城市環(huán)境比較協(xié)調(diào)，是城市變電站的最佳方式，在進(jìn)行110kV全戶內(nèi)變電站設(shè)計時要把握設(shè)計要點(diǎn)，為建設(shè)提供便利。

參考文獻(xiàn)：

[1]甘建忠，范春菊. 基于粒子群算法的變電站室內(nèi)GIS高壓配電裝置設(shè)計[J]. 電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2010（04）

[2]劉振亞.國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計.中國電力出版社.2011

[3]丁浩寅，邰能靈，崔新奇. 大型超高壓變電站運(yùn)行條件下的電氣改造方案[J]. 電力自動化設(shè)備. 2010（09）