110kV變電站典型設(shè)計(jì)

1、110 kV變電站典型設(shè)計(jì)錢銀其（常州電力設(shè)計(jì)研究院, 江蘇常州）摘要: 討論了110kV變電站典型設(shè)計(jì)的分類方法、每個方案的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、應(yīng)該注意的一些問題、在工程設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用,以對110kV變電站設(shè)計(jì)工作作一總結(jié)分析。關(guān)鍵詞: 110kV變電站; 典型設(shè)計(jì); 分類方法; 實(shí)際應(yīng)用中圖分類號: TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B 文章編號: 1009 - 0665( 2007) 05 - 0059 04Typical Design of 110 kV SubstationQIAN Yin-qi(Changzhou Electric Power Design Institute, Changzhou

2、, China)Abstr act: Some issues about 110 kV substation typical design are discussed, including sorted methods, design characteristicsof every scheme, noticeable problems and practical application in project design. Summarization and analysis about 110 kVsubstation design are duly draw.Key words: typ

3、ical design of 110 kV substation; sorted methods; practical application1 110kV變電站設(shè)計(jì)目的及分類1.1 目的貫徹實(shí)施集約化管理, 統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn), 統(tǒng)一設(shè)備規(guī)范; 方便設(shè)備招標(biāo), 方便運(yùn)行維護(hù); 加快設(shè)計(jì)、評審進(jìn)度, 提高工作效率; 降低變電站建設(shè)和運(yùn)行成本。1.2 分類(1) A類變電站主變壓器2或3臺, 主變?nèi)萘?0MVA(或31.5、40MVA) , 電壓等級110/10 kV、110/35/10 kV,110 kV配電裝置及主變壓器布置在戶外, 35 kV及10kV配電裝置布置在戶內(nèi), 主要適用于農(nóng)村或小城市

4、城郊。(2) B類變電站主變壓器2或3臺, 主變?nèi)萘?0 MVA, 電壓等級110/10kV, 主變壓器布置在戶外或戶內(nèi), 110kV及10kV配電裝置布置在戶內(nèi), 主要適用于小城市城區(qū)或大、中城市城郊。(3) C類變電站為半地下變電站,主變壓器2、3或4臺, 主變?nèi)萘?0MVA, 電壓等級110/10kV, 主變壓器地上、其余地下。主要適用于大中城市城區(qū)。2 典型設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用時需要注意和完善的地方2.1 結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)江蘇110kV變電站典型設(shè)計(jì)深化實(shí)施方案是在國家電網(wǎng)公司110kV變電站典型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上, 按照“勤儉搞建設(shè), 集約搞經(jīng)營”的思路大力推行“兩型一化”建設(shè), 實(shí)施標(biāo)

5、準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化組合、工廠化生產(chǎn)、集約化施工。其進(jìn)一步分類如下: A-1-1主要參考國網(wǎng)A-1方案, 將A-1 方案和A-4 方案戶內(nèi)配電裝置模塊進(jìn)行拼接, 并進(jìn)行總平面調(diào)整優(yōu)化;A-2-1方案主要套用國網(wǎng)A-2 方案, 并進(jìn)行總平面調(diào)整優(yōu)化; A-2-2 方案改國網(wǎng)A-2方案的內(nèi)橋接線為擴(kuò)大內(nèi)橋接線, 并對總平面進(jìn)行調(diào)整; A-3-1方案主要套用國網(wǎng)A-3方案, 110kV配電裝置采用GIS, 并對總平面進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化; B-2-1 主要套用國網(wǎng)B-2方案, 為了滿足城市變電站的要求,采用全戶內(nèi)布置形式; B-2-2主要套用國網(wǎng)B-2方案, 在市郊對變電站噪聲、外觀允許的情況下采用GIS屋頂布

6、置、主變戶外布置; B-5-1主要套用國網(wǎng)B-5方案, 并對電氣主接線、總平面面進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。2.2 其他一些設(shè)計(jì)方案對110kV典型設(shè)計(jì)方案,在實(shí)際使用過程中可根據(jù)基本模塊, 排列組合出新的方案。例如: 對于A方案, 如布置于較偏遠(yuǎn)的農(nóng)村, 35 kV和10kV 開關(guān)室可考慮采用L 型布置, 一層建筑。這種布置方式施工周期短, 出線方向、走廊明確, 有利于架空出線。2.3 110 kV 電壓互感器典型設(shè)計(jì)方案中110kV電壓互感器設(shè)置在電源側(cè),而110 kV 變電站多為終端變, 110kV接線以內(nèi)橋?yàn)槎? 習(xí)慣在橋兩側(cè)經(jīng)隔離開關(guān)裝設(shè)電壓互感器, 這樣對于保護(hù)、計(jì)量、測量、電源自投等都帶來好處

7、。對于A-2-2 方案( 擴(kuò)大內(nèi)橋接線) , 建議在雙橋中間加一組電壓互感器, 以利自投電源檢測。2.4 10 kV 無功補(bǔ)償容量典型設(shè)計(jì)方案中配置為主變?nèi)萘康?0%15% , 每臺主變2組,并采用2臺開關(guān)柜分別控制。而根據(jù)國家電網(wǎng)生2004435 號通知國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償配置技術(shù)原則中第二十一條: 35kV 110kV變電站的容性無功補(bǔ)償裝置以補(bǔ)償變壓器無功損耗為主, 并適當(dāng)兼顧負(fù)荷側(cè)的無功補(bǔ)償。容性無功補(bǔ)償裝置的容量按主變壓器容量的10%30%配置, 并滿足35kV110kV主變壓器最大負(fù)荷時,其高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95。再根據(jù)目前電力系統(tǒng)中無功缺額較大, 江蘇常州供電公司下

8、達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書上, 無功補(bǔ)償容量已要求達(dá)到主變?nèi)萘康?0%。即50 MVA的主變要配置10Mvar的補(bǔ)償容量。由于補(bǔ)償容量的變化, 單臺電容器的容量選擇也發(fā)生了變化, 即單臺電容器的容量從選擇200kvar一只改選為334 kvar一只。電容器室的尺寸也發(fā)生了較大的變化?？紤]電容器采用真空接觸器分組投切, 變電站如布置2臺50MVA主變, 則電容器室尺寸長寬宜為10m8 m。其接線如圖1。典型設(shè)計(jì)方案中, 每組電容器分別裝設(shè)6% 及12%限制涌流和諧波分量的串聯(lián)電抗器。如僅考慮限制涌流, 則用不著這么高的電抗率, 有1%的電抗率限制涌流足夠。如在每個變電站考慮消諧, 則考慮6%或者說12%電抗

9、率技術(shù)上還是不夠的, 是否能達(dá)到真正的濾波效果還有待于進(jìn)一步研究。2.5 所用變壓器容量典型設(shè)計(jì)方案中所用變壓器容量為兩臺80 kVA配變,按工程設(shè)計(jì)實(shí)際情況,大多數(shù)變電站只需考慮接地變兼所用變(容量為50kVA)即可。而對于B-2-1方案, 變電站為全戶內(nèi)布置時, 當(dāng)兩臺所用變供電還滿足不了市區(qū)變電站內(nèi)供電可靠性要求時(如變電站內(nèi)有集控中心時) , 還需考慮外來10kV電源接所用變的情況(如常州供電公司110kV城北變電站, 第三臺所用變采用了施工時10kV外接電源轉(zhuǎn)帶負(fù)荷開關(guān)和干式變的供電方式)。2.6 變壓器室散熱通風(fēng)典型設(shè)計(jì)B-2-1方案, 當(dāng)變壓器戶內(nèi)布置時, 應(yīng)考慮變壓器室散熱通風(fēng)

10、的計(jì)算及設(shè)計(jì)方法。對變壓器室自然通風(fēng)應(yīng)進(jìn)行傳熱與流動的機(jī)理分析, 仔細(xì)研究變壓器室散熱、變壓器本身結(jié)構(gòu)、變壓器室進(jìn)排風(fēng)口面積與位置以及變壓器室高度等之間的相互關(guān)系。2.7 GIS 室內(nèi)是否設(shè)置行車典型設(shè)計(jì)B-2-1方案,110kVGIS室內(nèi)不設(shè)置行車。但依據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和施工安裝反饋的意見,GIS室內(nèi)最好設(shè)置行車,這對于施工、安裝、維護(hù)、檢修都有好處,可以提高GIS 安裝質(zhì)量。2.8 變電站接地典型設(shè)計(jì)方案中, 變電站接地都采用鋼接地(包括接地引下線、接地網(wǎng)和接地極) , 特殊情況如高腐蝕土壤地區(qū)或化工區(qū)宜推薦采用銅或銅包鋼接地體。3 其他一些設(shè)計(jì)模式3.1 模式1(主要適用于農(nóng)村)(1)

11、工程規(guī)模工程遠(yuǎn)景規(guī)模240MVA變壓器, 電壓等級為110/35/10 kV, 本期上一臺40MVA 主變, 110 kV二回進(jìn)線一次建成。35 kV 出線遠(yuǎn)景8 回, 本期6回;10 kV 出線遠(yuǎn)景16 回, 本期上8 回。土建一次建成。(2) 主接線 110kV為內(nèi)橋接線,戶外布置。 35kV系統(tǒng)采用單母線分段接線, 架空出線。 10kV系統(tǒng)采用單母線分段帶旁路接線, 電纜出線。(3) 設(shè)備選型 主變壓器:SSZ9-40000/110; 110kV開關(guān)選用SF6開關(guān), 戶外布置。 35kV設(shè)備選用固定式開關(guān)柜, 斷路器選用FP4025型SF6開關(guān)。 10kV設(shè)備選用GG-1A( F)開關(guān)柜

12、, 斷路器選用真空開關(guān)。 無功補(bǔ)償采用的成套裝置, 容量配置為(2 400+1800) kvar, 分組投切。(4) 布置變電站110kV配電裝置為戶外中型布置, 35kV開關(guān)室和10kV開關(guān)室為二幢獨(dú)立的一層建筑,施工周期短, 出線方向、走廊明確, 二臺主變按一字型排列,其中心間距為19.7m, 凈距13.45m,大于規(guī)程要求的8m, 故兩臺主變間不需設(shè)防火墻, 主變外殼與35 kV和10kV開關(guān)室的外墻間凈距均大于10m, 故35kV和10kV開關(guān)室均可按需要開設(shè)門窗。變電站內(nèi)有一條環(huán)形運(yùn)輸通道, 運(yùn)輸主變的15m超長大平板車可直接駛?cè)胱冸娬? 卸下主變后經(jīng)環(huán)形通道駛出變電站, 也可根據(jù)需

13、要將檢修的主變從運(yùn)行的主變旁沿運(yùn)輸?shù)罓恳鋈? 滿足其間電氣安全凈距要求。電容器采用密集型電容器,布置在戶外。3.2 模式2(主要適用于農(nóng)村或小城市城郊)(1) 工程規(guī)模遠(yuǎn)景240MVA變壓器, 電壓等級為110/10kV, 本期上一臺40 MVA主變,110kV二回進(jìn)線一次建成。10 kV出線遠(yuǎn)景16回, 本期上8 回。土建一次建成。(2) 主接線110kV為內(nèi)橋接線,戶外布置。10kV系統(tǒng)采用單母線分段接線,電纜出線。(3) 設(shè)備選型 主變壓器選用40000/110, 110/10.5kV,有載調(diào)變壓器。 110kV開關(guān)選用SF6開關(guān), 戶外布置。 10kV設(shè)備選用中置式開關(guān)柜, 斷路器選

14、用真空開關(guān)。 無功補(bǔ)償采用成套裝置,容量配置為本(3 600+1200)kvar, 分組投切。(4) 布置變電站圍墻東西長51m, 南北寬66m, 面積3 804m2( 包括進(jìn)所道路50m) 。110kV配電裝置為戶外中型布置,控制室和10kV配電裝置等布置在戶內(nèi)。110 kV內(nèi)橋接線采用戶外普通中型布置, 兩內(nèi)橋進(jìn)線中心距為16m。二臺主變中心間距為16m,凈距大于規(guī)程要求的8m, 故兩臺主變間不需設(shè)防火墻。變電站內(nèi)有一條環(huán)形運(yùn)輸通道,方便運(yùn)輸主變和維護(hù)設(shè)備。10kV開關(guān)柜雙列布置, 主變中心到10kV開關(guān)室的外墻間凈距為12.5m, 大于10m,故10kV開關(guān)室均可按需要開設(shè)門窗。10 k

15、V及控制電纜進(jìn)出線考慮電纜溝布置方式。3.3 模式3(主要適用于城郊)(1)工程規(guī)模變電站內(nèi)最終裝設(shè)50MVA主變2臺, 110/10kV二級電壓,110kV二回進(jìn)線,110kV配電裝置采用GIS組合電器,戶內(nèi)布置,內(nèi)橋接線。10kV出線:單母線分段接線,最終24 回出線。(2) 電氣主接線變電站110kV采用內(nèi)橋接線方式,10kV采用單母線分段接線方式。(3) 設(shè)備選型 主變壓器選用50000/110自冷型, 110/10.5kV, 有載調(diào)變壓器。 110kV選用GIS, 戶內(nèi)布置。 10kV設(shè)備選用中置式開關(guān)柜, 斷路器選用真空開關(guān)。 10kV無功補(bǔ)償采用成套裝置, 容量配置為(3 600

16、+2400)kvar, 分組投切。(4) 布置變電站占地面積3450m2, 約5.2畝, 建筑面積約1228m2。110kV采用GIS,布置方式為除變壓器在戶外外,其余均布置在戶內(nèi)。變電站內(nèi)有一條寬為4m的環(huán)形運(yùn)輸通道。主體建筑物東西長40.32m,南北寬11.0m, 配電裝置樓總高度15.0 m, 控制樓總高度10.0m。在變電站建筑物的東、北面另有寬為1.5m 高為1.4m 的運(yùn)輸平臺; 10 kV開關(guān)室布置在一層, 層高為5.0m。室內(nèi)開關(guān)柜雙列布置; 110 kVGIS室布置在主建筑二層, 層高為10.0m, 消弧線圈室和檢修間上方的屋頂作為GIS的吊裝平臺, 吊裝平臺通向室外樓梯。為

17、滿足電纜進(jìn)、出線和內(nèi)部電纜聯(lián)系的要求, 在10kV開關(guān)室的下面設(shè)置了一層電纜夾層,層高為2.6m,因考慮通風(fēng)、采光、出線方便以及變壓器室抬高高度,夾層采用局部下沉的方式,其中有1.4m在室外地坪以上,1.2m在地坪以下。3.4 模式4( 主要適用于大、中城市城區(qū))(1) 工程規(guī)模變電站內(nèi)最終裝設(shè)50MVA主變2臺, 110/10kV二級電壓, 110kV二回進(jìn)線, 110kV配電裝置采用GIS,戶內(nèi)布置,內(nèi)橋接線。10kV出線: 單母線分段接線, 最終24回出線。(2) 電氣主接線變電站110kV采用內(nèi)橋接線方式, 10kV采用單母線分段接線方式。兩路110kV進(jìn)線與兩臺主變之間采用內(nèi)橋接線方

18、式。正常情況可按一路電源供兩臺主變,另一路進(jìn)線電源斷路器待備投, 或兩路電源各供一臺主變,由橋斷路器實(shí)現(xiàn)互備投等方式運(yùn)行。(3) 設(shè)備選型 主變壓器選用50000/110自冷型, 110/10.5kV,有載調(diào)變壓器。 110kV選用GIS,戶內(nèi)布置。 10kV設(shè)備選用中置式開關(guān)柜, 斷路器選用真空開關(guān)。 10kV無功補(bǔ)償采用成套裝置, 容量配置(4 008+22004)kvar,分組投切。(4) 布置變電站內(nèi)有一條寬為4m的環(huán)形運(yùn)輸通道。道路轉(zhuǎn)彎半徑大于12.0m, 便于主變運(yùn)輸。110kV 采用GIS,布置方式( 包括變壓器) 全部戶內(nèi)布置。主體建筑物東西長52.60m, 南北寬23.00m

19、,配電裝置樓總高度14.50m。變電站建筑物占地約3 327.2 m2。在變電站建筑物的東、南、北面另有寬為1.50m高為1.40m 的運(yùn)輸平臺。10 kV開關(guān)室都布置在一層, 層高為5.0m。室內(nèi)開關(guān)柜雙列布置,東西兩門為工作人員通道, 運(yùn)輸大門布置在北面通向室外。電容器室和消弧線圈室布置在主建筑一層10kV開關(guān)室的東側(cè), 二次設(shè)備室布置在10kV開關(guān)室東面。所有有電氣設(shè)備的房間(除10kV開關(guān)室) 都盡量布置在建筑物的外緣, 以便通風(fēng)、采光。此外在東北面還有門衛(wèi)區(qū)、門廳和室內(nèi)樓梯間, 門衛(wèi)區(qū)只設(shè)值守間。變電站為全戶內(nèi)兩層布置, 110 kV 全電纜進(jìn)線, 10 kV 全電纜出線。為滿足電纜進(jìn)、出線和內(nèi)部電纜聯(lián)系的要求,在10kV開關(guān)室的下面設(shè)置了一層電纜夾層,層高為2.6 m, 因考慮通風(fēng)、采光、出線方便及變壓器室抬高高度,夾層采用局部下沉的方式, 其中有1.4m在室外地坪以上,1.2m在地坪以下。夾層有兩處通道,一處是門廳內(nèi)的室內(nèi)樓梯間,另一處在檢修間內(nèi)。防直擊雷保護(hù)考慮在主建筑