分析变电站220kV变电站设计与运用

论文导读：heequipmentlayoutreasonable,comprehensivebuildingoutcableooth,convenientoperationandmaintenance.Keywords:indoor;substation;layout;design;professionalcooperation引言：根据变电站的规划用地大小、规划要点要求和建设规模，决定了220kV聚宝变电站只能采用全户内变电站布置形
摘要:文章介绍了220k变电站设计的目的、输入条件和主要技术经济指标,重点分析了220kV变电站设计的主要技术方案和各个模块的技术特点,对各级电压的电气主接线形式、短路电流水平等进行了详细的说明; 在全户内变电站设计中，电气一次、电气二次、土建、线路、通信各专业更要密切配合，保证综合楼内所有设备布置合理、电缆进出线顺畅、运行维护方便。
关键词：全户内；变电站；布置；设计；专业配合
Abstract: This paper introduces the design of 220K substation purpose, input conditions and main technical and economic indicators, analyzed the technical characteristics of the main technical scheme for 220kV substation design and each module, a detailed description of all voltage of the main electrical wiring, short-circuit current level; in indoor substation design, electrical second, two, civil engineering, electrical circuit, communication of each professional to cooperate closely, ensure all the equipment layout reasonable, comprehensive building out cable ooth, convenient operation and maintenance.
Key words: indoor; substation; layout; design; professional cooperation

引言：根据变电站的规划用地大小、规划要点要求和建设规模，决定了220 kV 聚宝变电站只能采用全户内变电站布置形式，而且220 kV、110 kV 电压配电装置只能选用紧凑型设备气体绝缘全封闭组合电器(GIS），以减少占地面积。本文对220 kV 聚宝变电站的布置和设计中需要关注的问题进行分析研究。

1、设备选型与变电站布置方案

由于聚宝变电站的实际建设规模与国网公司输变电工程典型设计（以下简称典型设计）中的规模不完全一致，因此，无法完全套用典型设计中的某个方案。只能模块化套用，并根据本工程的实际规模对典型设计方案进行调整。
220 kV 聚宝变电站总体布置参考典型设计的B-4 方案，所有电气设备布置在一栋3 层的生产综合楼内；一层布置3 台主变和电缆层、门卫室等；二层布置220 kV、110 kV、10 kV 配电装置、并联电容器和并联电抗器、接地变消弧线圈成套装置等；三层布置二次设备室、监控室、10 kV 限流电抗器室等。
主变布置套用B-3 方案，采用水平分体形式，主变室和散热器室用防火墙分隔；220 kV 和110 kV 配电装置采用GIS，套用B-4 方案，分别布置在二层的两侧；10 kV 配电装置采用中置式手车柜；10 kV 并联电容器采用成套柜式；10 kV 并联电抗器采用干式铁心电抗器；10 kV 接地变消弧线圈采用成套装置；为了限制10 kV 侧的母线短路电流，在主变低压侧加装干式空心限流电抗器，套用B- 4 方案布置在综合楼的三层中间。

2、全户内变电站设计的注意事项

2.1 总体规划

在设计220 kV 全户内变电站方案时，要统筹考虑。一般GIS 配电装置宜面对出线走廊方向进行布置。主变宜布置在远离居民的一侧，减少噪音和电磁噪声。一般由其他专业配合电气一次专业布置电气总平面和综合楼各层电气平面，方案的布置要综合考虑各电压等级出线回路数、出线方式及方向、变电站面积大小、规划要点中对综合楼的高度要求、建筑物的退让要求，还要考虑主变压器、各电压等级配电装置、无功补偿装置、限流电抗器室、二次设备室、蓄电池室、消防室、门卫室等房间的合理布置，电缆层内要考虑各级电压电缆的论文导读：布置聚宝变电站主变压器采用水平分体布置，主变室与散热器室之间用防火墙分隔，主变室大小为10m×15m。主变室内设备众多，特别是变压器中低压侧，有110kV电缆终端、10kV全绝缘管母、主变与散热器之间的连接油管等，布置时要全面考虑电气安全距离、管母的弯曲半径、各设备的支架位置和高度等，稍有疏忽，就会导致电气安全距
敷设路径，户外部分要考虑消防运输道路、消防水泵房、消防水池、事故油池、化粪池、出线电缆沟的位置。
变电站设计要贯彻“全过程和全寿命周期最优化设计”理念，合理控制工程造价，提高变电站建设的效益。同时布置方案要力求合理，为运行维护提供方便。

2.2 主变压器室的布置

聚宝变电站主变压器采用水平分体布置，主变室与散热器室之间用防火墙分隔，主变室大小为10 m×15 m。主变室内设备众多，特别是变压器中低压侧，有110 kV 电缆终端、10 kV 全绝缘管母、主变与散热器之间的连接油管等，布置时要全面考虑电气安全距离、管母的弯曲半径、各设备的支架位置和高度等，稍有疏忽，就会导致电气安全距离无法满足或者设备无法安装。
另外，由于主变室布置在一层，下方无电缆夹层，因此主变220 kV、110 kV 电缆敷设时要设置电缆隧道，电缆隧道的尺寸要能满足电缆弯曲半径。

2.3 电缆夹层内的缆敷设

考虑到南京地区地下水位较高，因此聚宝变电站设计时将电缆层布置在综合楼一层，与以往的电缆层位于地下相比，将电缆层抬高可以大幅减少土建造价，电缆层的通风问题也更容易解决，但是电缆层抬高对电缆敷设而言难度增大。
聚宝变电站电缆层内敷设220 kV、110 kV、10 kV电缆及二次控制电缆，其中220 kV、110 kV 电缆敷设在支架上，10 kV 电缆敷设在支架和吊架上，二次控制电缆采用桥架方式敷设，在电缆竖井处汇总。
为了与建筑外的电缆沟、隧道衔接，各级出线电缆在电缆层内要缓慢放坡下地。由于主变也布置在一层，因此主变的220 kV、110 kV 进线电缆敷设时也要在电缆层内设置缓慢放坡的电缆隧道，并与主变室下方的电缆隧道贯通。
因为电缆夹层内电缆众多，各电压等级电缆交叉必定难以避免，因此在110 kV 与10 kV 电缆交叉处，110 kV 电缆支架在下、10 kV 电缆支架在上。二次桥架安装在二层楼板下方，需与10 kV 吊架避让。由于电缆层内电缆纵横交错，非常复杂，因此各专业在考虑电缆路径时要统筹考虑，互相配合，避免考虑不周导致设计返工。

2.4 电气专业与土建专业的配合

全户内变电站设计时，电气专业与土建专业要密切配合，土建专业在布置主梁、次梁时，要避让电缆孔洞。电气专业在校验设备安全距离时，要知道土建所有的梁柱位置及大小，如果考虑不周，就难免会出问题。有时在设备定位时要同时考虑上下几层楼板的梁柱位置，比如在聚宝变电站设计中，二层10 kV 开关柜的定位既要考虑本层楼板下方的主次梁，以保证电缆能避开梁到电缆层去，同时还要考虑三层楼板下的梁，因为10 kV 主变进线柜要正对楼上限流电抗器室内的穿墙套管，此处有主变低压侧的进线母线桥从三层下来，因此二层的10 kV 开关柜和三层的限流电抗器室设备布置要同时考虑。
设备尺寸和重量也是需要电气、土建2 个专业共同重点关注的问题，土建专业要根据设备尺寸设计房间大小、高度及确定运输大门规格，根据设备重量将其换算为土建结构计算所需要的荷载，进行结构计算等。因此电气专业在和厂家确认图纸前，需先和土建专业沟通，保证土建设计能满足厂家设备安装要求。

2.5母线和避雷器的选择

常用导体材料有铜、铝、铝合金，铜的电阻率低，强度大，抗腐蚀性强，是很好的导体材料，但它的用途广，高，因此铜导体只用于持续工作电流大的场所；铝的电阻率虽比铜大，但密度小，我国铝储量丰富，价廉，因此，一般选铝或铝合金材料为导体材料。
常用的硬导体截面有矩形、槽形、和管形。矩形导体散热条件较好，但集肤效应较大，一般运用于35kV及以下，电流在4000A及以下的配电装置中。槽形导体机械强度好，载流量大，集肤效应系数较小，一般用于4000－8000A的配电装置中。管形导体集肤效应系数较小，机械强度高，且有利于提高电晕的起始电压，管内可以通风或通水，因此，可用于8000A以上的大电流母线。而且，户外配电装置使用管形导体，具有占地面积小，架构简明，布置清晰等优点。常用的软导体有钢芯铝绞线、组合导线、分裂导线和扩径导线，后者多用于330kV及以上的配电装置。110kV及以上高压配电装置,一般采用软导线.当采用硬导线时,宜用铝锰合金管形导体.
3、结语
全户内变电站相比全户外站，设备费用较高，但土地的节约面积相当可观，站址的选择较为灵活论文导读：上一页123
。通过综合比较，大中城市变电站可以用节省下来的征地费用来补偿设备费用，因此，在以后工程建设中全户内变电站将会得到广泛应用。
参考文献：
［1］ 刘振亚.国家电网公司输变电工程典型设计[M].北京:中国电力出版社2005：668-709.
［2］弋东方.电力工程电气设计手册[M].北京:中国电力出版社，1989：566-581.
源于：论文库www.7ctime.com