常伯濤，朱 萍，楊建華，趙東成，田朝輝

(1.河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院， 河北 石家莊 050000；2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司，河北 石家莊 050051)

1 概述

新一代智能變電站的建設(shè)目標(biāo)是“系統(tǒng)高度集成、結(jié)構(gòu)布局合理、裝備先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保、支撐調(diào)控一體”，為智能變電站建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)提出了新的要求。高壓配電裝置布置是變電站設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，是體現(xiàn)變電站“結(jié)構(gòu)布局合理”的重要方面。

高壓配電裝置布置考慮國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策、節(jié)約用地、自然條件、運(yùn)行和檢修等要求，滿足“兩型一化”要求。氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(Gas Insulated Metal Enclose Switchgear，GIS)，具有占地省、安裝維護(hù)工作量少、檢修周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。一般地說(shuō)，GIS變電站的占地面積約為AIS變電站的1/5～1/3不等，電壓等級(jí)越高，省地越明顯，而且GIS設(shè)備電磁輻射小，防污性能好，因此GIS變電站在城市中心區(qū)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在城市中心區(qū)域考慮到占地少、美觀、減少噪音和電磁排放等因素，更多的采用戶內(nèi)GIS變電站。

本文結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際情況， 梳理了配電裝置優(yōu)化的思路，整理、歸納影響配電裝置布置及電氣總平面布置的因素，充分借鑒國(guó)家電網(wǎng)公司通用設(shè)計(jì)模塊化思路，以“功能集成、配置優(yōu)化”為設(shè)計(jì)理念，提出了“大車間”式戶內(nèi)配電裝置布置方案，突出變電站工業(yè)化設(shè)施功能定位。

2 工程概況

某220 kV變電站位于天津市北辰區(qū)西堤頭鎮(zhèn)永定河村，津薊高速與永定新河交接處。站址北側(cè)為永定新河，南側(cè)緊貼蘆新河110 kV變電站，東側(cè)為津薊高速公路，西側(cè)為江天重工有限公司。

終期規(guī)劃建設(shè)的3×240 MVA主變，每臺(tái)主變低壓側(cè)裝設(shè)1組20 Mvar和2組10 Mvar電容器。220 kV采用雙母線雙分段接線，規(guī)劃出線12回，采用戶內(nèi)GIS設(shè)備，架空與電纜混合出線方式；110 kV采用單分段三分段接線，出線15回，采用戶內(nèi)GIS設(shè)備，電纜出線方式；35 kV采用單母線三分段接線，出線18回，采用充氣式開關(guān)柜。

可研設(shè)計(jì)方案國(guó)網(wǎng)通用設(shè)計(jì)220－A3－3方案，根據(jù)本工程特點(diǎn)，進(jìn)行了模塊化拼接。設(shè)置220 kV GIS配電裝置樓和生產(chǎn)綜合樓，兩幢樓平行布置，主變壓器戶外布置。220 kV GIS 配電裝置樓布置在站區(qū)東側(cè)，一層布置9組35 kV電容器組，二層布置220 kV GIS及3組35 kV電容器組，采用架空與電纜混合出線方式。生產(chǎn)綜合樓布置在站區(qū)西側(cè)，一層布置35 kV 配電裝置、站用變、電壓配電盤、蓄電池、#1主變消弧線圈等，二層布置110 kV GIS、#2、#3主變消弧線圈及二次設(shè)備等，采用采用架空與電纜混合出線方式。3臺(tái)主變壓器布置在兩幢樓之間。進(jìn)站大門在站區(qū)東南側(cè)。圍墻內(nèi)占地面積8865.66 m2，建筑面積5018.48 m2，電氣總平面布置見圖1。

圖1 電氣總平面布置圖

此方案設(shè)備布置分區(qū)不明確，功能集成度不夠，每種配電裝置預(yù)留運(yùn)輸通道，無(wú)法共用空間，造成空間利用率低。

3 “大車間”式布置方案

3.1 設(shè)備同室布置，共用運(yùn)輸通道

傳統(tǒng)的變電設(shè)計(jì)中，各電壓等級(jí)配電裝置設(shè)置單獨(dú)的配電裝置室，例如，在通用設(shè)計(jì)方案中，設(shè)置220 kV配電裝置室、110 kV配電裝置室、35 kV配電裝置室等，配電裝置縱向尺寸分別為13 m、11 m、12 m。

本工程打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，提出“大車間”的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)整合配電裝置共性因素，不同電壓等級(jí)設(shè)備同室布置，共用運(yùn)輸檢修通道，提高面積的使用率。220 kV、110 kV、35 kV 配電裝置均采用戶內(nèi)GIS設(shè)備，因設(shè)備質(zhì)量較大，安裝、運(yùn)輸都需要較大的空間，所以布置在配電樓一層的不同區(qū)域，共用檢修、安裝、運(yùn)輸通道，整個(gè)配電樓縱向尺寸為23 m，與通用設(shè)計(jì)相比，縱向尺寸減少3 m，見圖2。電容器與消弧線圈等相對(duì)容易運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備布置在配電樓二層，與通用設(shè)計(jì)相比，減少縱向尺寸2.5 m，見圖3。

圖2 配電樓一層布置圖

圖3 配電樓二層布置圖

3.2 設(shè)備錯(cuò)層布置，充分利用空間

在變電通用設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)中，由于設(shè)備高度、吊裝要求、實(shí)驗(yàn)要求等條件，對(duì)空間高度要求也不相同，配電樓每層高度往往由要求高的設(shè)備決定，造成空間高度的浪費(fèi)。通用設(shè)計(jì)中，220 kV配電裝置室梁底吊裝點(diǎn)凈高7.5 m，110 kV配電裝置室梁底吊裝點(diǎn)凈高6.5 m，35 kV配電裝置室梁底凈高為5.5 m。通過(guò)優(yōu)化布置，由于35 kV配電裝置室要求高度低，與220 kV、110 kV GIS 設(shè)備對(duì)層高要求不同的特點(diǎn)，在35 kV配電裝置室上方設(shè)置綜合保護(hù)室和蓄電池室。平、斷面布置圖見圖4、圖5。

圖4 綜合保護(hù)室平面布置圖

圖5 綜合保護(hù)室斷面圖

3.3 裝備先進(jìn)適用

目前設(shè)備正在向智能化、小型化發(fā)展，220 kV配電裝置采用小型化GIS 設(shè)備，間隔寬度為2.2 m，110 kV 配電裝置采用小型化GIS設(shè)備，間隔寬度1 m。35 kV采用GIS 設(shè)備，SF6氣體絕緣，柜體寬度尺寸為0.8 m或者0.6 m。通過(guò)采用小型化設(shè)備，可有效減少占地面積和建筑面積。

3.4 電氣總平面布置

以“系統(tǒng)高度集成、結(jié)構(gòu)布局合理”為目標(biāo)，綜合配電樓共分三層，地下一層為電纜夾層，地上一層布置220 kV GIS/110 kV GIS/35 kV充氣柜室和輔助房間，局部二層布置綜合保護(hù)室和蓄電池，地上二次電容器室/消弧線圈室。220 kV采用電纜和架空相結(jié)合出線方式，向東出線，110 kV采用全電纜出線，從散熱、消防、檢修安裝方面考慮，主變壓器采用戶外布置方式，220 kV進(jìn)線采用電纜與GIS相連，110 kV進(jìn)線采用架空與GIS相連，35 kV進(jìn)線采用絕緣管母線與35 kV充氣柜相連。電氣總平面布置圖見圖6。

圖6 電氣總平面布置圖

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

通過(guò)優(yōu)化布置，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比見表1。

表1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

從表1可以看出，戶內(nèi)變電站采用“大車間”式布置方案可有效的減少占地面積和建筑面積。充分體現(xiàn)了新一代智能變電站 “系統(tǒng)高度集成、結(jié)構(gòu)布局合理、裝備先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保”的目標(biāo)。

5 結(jié)論

本文結(jié)合某變電站的實(shí)際情況，充分借鑒國(guó)家電網(wǎng)公司通用設(shè)計(jì)模塊化思路，以“功能集成、配置優(yōu)化”為設(shè)計(jì)理念，提出了“大車間”式新型配電裝置布置方案，各電壓等級(jí)設(shè)備同室布置，共用運(yùn)輸檢修通道，戶內(nèi)設(shè)備根據(jù)設(shè)備高度、吊裝要求、實(shí)驗(yàn)要求等條件，對(duì)室內(nèi)空間高度不同的要求，合理布局，提高空間的使用率，突出變電站工業(yè)化設(shè)施功能定位，設(shè)計(jì)思路和理念值得推廣。

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