供用電設(shè)計(jì)技術(shù)交流會(huì)論文集（2016年）第一部分 變電專業(yè)-2

220kV 全戶內(nèi)城市變電站緊湊化布置方案優(yōu)化設(shè)計(jì)
田 甜
（重慶電力設(shè)計(jì)院）
摘 要：結(jié)合現(xiàn)有戶內(nèi)變電站優(yōu)化技術(shù)，對(duì)某 220kV 全戶內(nèi)城市變電站采取了一系列優(yōu)化措施。通過簡(jiǎn)
化電氣主接線、采用上下分體錯(cuò)層式變壓器、小型化設(shè)備選擇、二次組屏優(yōu)化、站區(qū)布置優(yōu)化等措施，對(duì)該變
電站進(jìn)行緊湊化布置研究。經(jīng)過優(yōu)化布置后，可使該變電站在圍墻占地面積、總建筑面積等指標(biāo)方面均優(yōu)于可
研方案，從而實(shí)現(xiàn)減少變電站占地面積、降低工程造價(jià)的目的。
關(guān)鍵詞：全戶內(nèi)變電站 緊湊化 占地面積 小型化設(shè)備
0 引言 內(nèi)變電站為例，通過主接線優(yōu)化、空間布置優(yōu)化、站
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的穩(wěn)步發(fā)展，電網(wǎng)工程建設(shè)外部環(huán)境 區(qū)總平面優(yōu)化等一系列措施，使得該站在土石方平衡
日趨復(fù)雜，變電站尤其是城市變電站規(guī)劃選址的難度不 工程量、圍墻占地面積、總建筑面積等指標(biāo)方面均優(yōu)
斷加大。城市變電站是城市電網(wǎng)中重要的一環(huán)，但城市 于可研方案，從而達(dá)到減少工程總投資的目的。
的土地資源十分有限、寶貴且規(guī)劃、環(huán)保要求較高，這 1 工程概況
必然要求變電站設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化。近幾年，在不少地區(qū) 擬建變電站位于河南省某市東南片區(qū)，緊鄰居民小
采用緊湊型變電站設(shè)計(jì)思路，對(duì)實(shí)現(xiàn)變電站與城市環(huán)境 區(qū)和商業(yè)中心區(qū)。220kV 線路向南架空出線，110kV、
的協(xié)調(diào)、減少變電站用地及對(duì)周邊環(huán)境的影響等方面作 10kV線路全部采用電纜出線。該工程建設(shè)規(guī)模如下：
了積極的探索[1?4]，并取得了顯著的效果，因此，采用 主變壓器：最終3×240MVA，本期1×240MVA，
緊湊化設(shè)計(jì)是一個(gè)合理的城市變電站優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 電壓等級(jí)220/110/10kV；220kV出線：終期4回架空
文獻(xiàn)［2］通過電氣主接線優(yōu)化、優(yōu)選大容量小 出線，本期2回架空出線；110kV出線：終期12回
型化設(shè)備等措施來(lái)論述城市戶內(nèi)小型化變電站設(shè)計(jì) 電纜出線，本期6回；10kV出線：終期36回，本期
技術(shù)。文獻(xiàn)［3］重點(diǎn)論述了天津某變電站的主變壓 12回。無(wú)功補(bǔ)償：最終3×（4×8）Mvar容性無(wú)功，
器及組合電器室的優(yōu)化布置，但其缺乏對(duì)變電站占地 本期1×（4×8）Mvar容性無(wú)功。
面積等指標(biāo)的總體優(yōu)化。本文以河南某220kV城市戶 圖1為該變電站站址規(guī)劃圖。
圖1 某220kV城市戶內(nèi)變電站站址規(guī)劃圖
3352 電氣主接線優(yōu)化設(shè)計(jì) 綜合樓整棟樓長(zhǎng) 65m，寬 36m。站址總用地
按照“兩型三新一化”輸變電工程建設(shè)技術(shù)要 面積0.910 3公頃，其中圍墻內(nèi)占地0.563 0公頃。
求，對(duì)于 GIS、HGIS 設(shè)備，宜簡(jiǎn)化接線型式，減少 綜合樓四周設(shè)環(huán)形道路，進(jìn)站道路引自西側(cè)的規(guī)
元件數(shù)量。因此，通過可靠性、經(jīng)濟(jì)性分析，可結(jié)合 劃路。
220kV 本期及最終規(guī)模將電氣主接線由雙母線接線 3.2 生產(chǎn)綜合樓一層布置優(yōu)化
優(yōu)化為改進(jìn)單母線分段接線形式，110kV電氣主接線
原可研階段地上一層（標(biāo)高±0.00m、?0.15m）設(shè)
由雙母線接線優(yōu)化為改進(jìn)單母線分段接線形式，10kV 置了主變室、散熱器室、110kV GIS室、10kV配電裝
電氣主接線由單母線四分段接線優(yōu)化為單母線三分 置室、10kV 電容器室以及警衛(wèi)室等輔助房間。通過
段接線，本期為單母線接線，由于電氣接線方式的優(yōu) 以下方式進(jìn)行優(yōu)化：
化，可相應(yīng)節(jié)省部分間隔設(shè)備。 （1）通過調(diào)研國(guó)內(nèi)GIS設(shè)備廠家，110kV GIS采
用緊湊型設(shè)備，間隔寬度0.8m，可將110kV GIS室
3 戶內(nèi)變電站緊湊化布置
尺寸由27m×11m優(yōu)化為17.4m×8.5m，減少了149.1m2；
3.1 可研階段設(shè)計(jì)概況
該工程可研方案采用通用設(shè)計(jì) 220?A2?3 方案 （2）10kV 配電裝置采用小型化開關(guān)柜（出線柜
[5]：整個(gè)變電站采用一幢綜合樓建筑，綜合樓 0.00m
寬600mm，進(jìn)線柜及分段柜1000mm），并將開關(guān)柜
背面靠墻布置，一次和二次電纜均采用前接線型式。
層為主變壓器間（長(zhǎng)15m，寬11m）、110kV GIS間
（長(zhǎng)27m，寬11m）、10kV電容器室、10kV及站用配 10kV 配電裝置室尺寸由 43.5m×9m 優(yōu)化為
電間（長(zhǎng) 43.5m，寬 9m）和門廳等；主變壓器采用
27m×6.5m，減少了216m2；
水平分體結(jié)構(gòu)，110kV GIS房間與主變壓器垂直布置
（3）10kV容性無(wú)功補(bǔ)償裝置采用10Mvar電容器
在變電樓西側(cè)，主變室層高 11m；10kV 電容器室、
組，容量由3×（4×8）Mvar優(yōu)化為3×（3×10）Mvar，
10kV 及站用配電間、門廳等布置在綜合樓南側(cè)，層
從而減少電容器組數(shù)，10kV電容器室尺寸由44m×9m
高為5.5m；變電樓南側(cè)5.50m層為220kV GIS間（長(zhǎng)
優(yōu)化為27.2m×8m，減少了178.4m2；
43m，寬12m）。220kV GIS間層高10m，其余房間層
（4）采用變壓器分體上下布置[4]，將散熱器布置
高5.5m。綜合樓西側(cè)11.00m層為二次繼電器室、蓄
在主變室上方，本體位于戶內(nèi)，散熱器位于戶外。
電池室，層高4m。
如圖2所示。
圖2 優(yōu)化后生產(chǎn)綜合樓一層平面圖
336由圖2可以看出，地上一層標(biāo)高與可研一致，建 3.3 生產(chǎn)綜合樓二層布置優(yōu)化
筑面積由約2340m2壓縮為約934.5m2，減少建筑面積 原可研階段地上二層標(biāo)高 5.50m 設(shè)置了 220kV
約 1405.5m2，壓縮后的一層建筑面積約占可研的 GIS 室，標(biāo)高 11.00m 層設(shè)置了二次設(shè)備室和蓄電池
40%。 室?？赏ㄟ^以下方式進(jìn)行優(yōu)化。
圖3 優(yōu)化后生產(chǎn)綜合樓二層平面圖
（1）220kV GIS 采用緊湊型設(shè)備，間隔寬度 用二次設(shè)備室，110/220kV按GIS間隔配置預(yù)制式智
2m，出線方式采用雙列構(gòu)架正反品字形緊湊架空 能控制柜安裝（與GIS組合電器一體化布置），其他
出線，通過將 GIS 架空出線套管按正反品字形相 二次設(shè)備及通信設(shè)備采用模塊化成套組合二次設(shè)備。
鄰布置，將架空出線間隔寬度由可研的 12m 壓縮 公用二次設(shè)備室共設(shè)47面柜，面積87m2，相比可研
為6m； 方案二次屏柜減少約 39.74%，二次設(shè)備室面積減少
（2）將二次設(shè)備室從生產(chǎn)綜合樓 11.00m 層移至 約56.50%。
0.00m層，取消11.00m層； 3.5 站區(qū)優(yōu)化布置
（3）優(yōu)化二次設(shè)備室的屏位數(shù)量，將保護(hù)、測(cè)控 主要通過以下方式進(jìn)行優(yōu)化：
等二次設(shè)備下放至各級(jí)電壓配電室內(nèi)，二次屏柜的數(shù) （1）站址布置時(shí)盡量避開東側(cè)的人工開挖大坑。
量減少到47面（含通信設(shè)備柜），二次設(shè)備室建筑面 將變電站整體向北側(cè)旋轉(zhuǎn)約15°，基本與西側(cè)規(guī)劃道
積減少為 98m2左右。經(jīng)過上述優(yōu)化后的二層平面圖 路平行，使主體結(jié)構(gòu)避開了東側(cè)人工開挖大坑和北側(cè)
如圖3所示。 建筑垃圾場(chǎng)，減少南側(cè)棚戶區(qū)的拆遷量，節(jié)約工程造
由圖3可以看出，地上二層標(biāo)高調(diào)整為5.40m， 價(jià)。
建筑面積由約1845m2（含6.0m層和10.80m層建筑 （2）將事故油池設(shè)置于站區(qū)東北角的公路下方，
面積）壓縮為約697m2，減少建筑面積約1148m2，壓 減少征地面積；
縮后的建筑面積約占可研的38%。 （3）將消防水池設(shè)置于地下?5.5m層內(nèi)，減少征
3.4 二次設(shè)備布置優(yōu)化 地面積。
采用模塊化理念優(yōu)化布置二次設(shè)備，全站僅設(shè)公 經(jīng)過上述優(yōu)化后如圖4所示。
337圖4 優(yōu)化后站區(qū)總平面布置圖
4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 續(xù)表
通過一系列的優(yōu)化措施后，變電站的占地面 占地面積 5630m2 2071m2
積、建筑面積等指標(biāo)數(shù)據(jù)均優(yōu)于可研方案。具體如
土石方平衡 500（挖）/ 0（挖）/
表1所示。 工程量 6000（填）m3 1807.2（填）m3
進(jìn)站道路
表1 變電站總平面優(yōu)化前后技術(shù) 長(zhǎng)度 170m 36m
經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表
站內(nèi)道路
1100m2 603m2
面積
優(yōu)化項(xiàng)目 可研方案指標(biāo) 優(yōu)化后方案指標(biāo)
圍墻長(zhǎng)度 366m 176m
主變壓器室 長(zhǎng)15m，寬11m 長(zhǎng)12m，寬6.5m