110kV变电站典型设计

2007年9月江苏机电工程第26卷第5期1110kV变电站典型设计钱银其（常州电力设计研究院,江苏常州213000）摘要:讨论了110kV变电站典型设计的分类方法、每个方案的设计特点、应该注意的一些问题、在工程设计中的具体运用,以对110kV变电站设计工作作一总结分析。关键词:110kV变电站;典型设计;分类方法;实际应用中图分类号:TM63文献标识码:B文章编号:1009-0665(2007)05-0059–04TypicalDesignof110kVSubstationQIANYin-qi(ChangzhouElectricPowerDesignInstitute,Changzhou213000,China)Abstract:Someissuesabout110kVsubstationtypicaldesignarediscussed,includingsortedmethods,designcharacteristicsofeveryscheme,noticeableproblemsandpracticalapplicationinprojectdesign.Summarizationandanalysisabout110kVsubstationdesignaredulydraw.Keywords:typicaldesignof110kVsubstation;sortedmethods;practicalapplication1110kV变电站设计目的及分类1.1目的贯彻实施集约化管理,统一建设标准,统一设备规范;方便设备招标,方便运行维护;加快设计、评审进度,提高工作效率;降低变电站建设和运行成本。1.2分类(1)A类变电站主变压器2或3台,主变容量50MV·A(或31.5、40MVA),电压等级110/10kV、110/35/10kV,110kV配电装置及主变压器布置在户外,35kV及10kV配电装置布置在户内,主要适用于农村或小城市城郊。(2)B类变电站主变压器2或3台,主变容量50MVA,电压等级110/10kV,主变压器布置在户外或户内,110kV及10kV配电装置布置在户内,主要适用于小城市城区或大、中城市城郊。(3)C类变电站为半地下变电站,主变压器2、3或4台,主变容量50MVA,电压等级110/10kV,主变压器地上、其余地下。主要适用于大中城市城区。2典型设计在实际应用时需要注意和完善的地方2.1结合地区特点不断优化设计《江苏110kV变电站典型设计深化实施方案》是在国家电网公司110kV变电站典型设计的基础上,按照“勤俭搞建设,集约搞经营”的思路大力推行“两型一化”建设,实施标准化设计、模块化组合、工厂化生产、集约化施工。其进一步分类如下:A-1-1主要参考国网A-1方案,将A-1方案和A-4方案户内配电装置模块进行拼接,并进行总平面调整优化;A-2-1方案主要套用国网A-2方案,并进行总平面调整优化;A-2-2方案改国网A-2方案的内桥接线为扩大内桥接线,并对总平面进行调整;A-3-1方案主要套用国网A-3方案,110kV配电装置采用GIS,并对总平面进行调整优化;B-2-1主要套用国网B-2方案,为了满足城市变电站的要求,采用全户内布置形式;B-2-2主要套用国网B-2方案,在市郊对变2007年9月江苏机电工程第26卷第5期2电站噪声、外观允许的情况下采用GIS屋顶布置、主变户外布置;B-5-1主要套用国网B-5方案,并对电气主接线、总平面面进行调整优化。2.2其他一些设计方案对110kV典型设计方案,在实际使用过程中可根据基本模块,排列组合出新的方案。例如:对于A方案,如布置于较偏远的农村,35kV和10kV开关室可考虑采用L型布置,一层建筑。这种布置方式施工周期短,出线方向、走廊明确,有利于架空出线。2.3110kV电压互感器典型设计方案中110kV电压互感器设置在电源侧,而110kV变电站多为终端变,110kV接线以内桥为多,习惯在桥两侧经隔离开关装设电压互感器,这样对于保护、计量、测量、电源自投等都带来好处。对于A-2-2方案(扩大内桥接线),建议在双桥中间加一组电压互感器,以利自投电源检测。2.410kV无功补偿容量典型设计方案中配置为主变容量的10%～15%,每台主变2组,并采用2台开关柜分别控制。而根据国家电网生[2004]435号通知《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》中第二十一条:35kV～110kV变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主,并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10%～30%配置,并满足35kV～110kV主变压器最大负荷时,其高压侧功率因数不低于0.95。再根据目前电力系统中无功缺额较大,江苏常州供电公司下达的设计任务书上,无功补偿容量已要求达到主变容量的20%。即50MVA的主变要配置10Mvar的补偿容量。由于补偿容量的变化,单台电容器的容量选择也发生了变化,即单台电容器的容量从选择200kvar一只改选为334kvar一只。电容器室的尺寸也发生了较大的变化。考虑电容器采用真空接触器分组投切,变电站如布置2台50MVA主变,则电容器室尺寸长宽宜为10m×8m。其接线如图1。典型设计方案中,每组电容器分别装设6%及12%限制涌流和谐波分量的串联电抗器。如仅考虑限制涌流,则用不着这么高的电抗率,有1%的电抗率限制涌流足够。如在每个变电站考虑消谐,则考虑6%或者说12%电抗率技术上还是不够的,是否能达到真正的滤波效果还有待于进一步研究。2.5所用变压器容量典型设计方案中所用变压器容量为两台80kVA配变,按工程设计实际情况,大多数变电站只需考虑接地变兼所用变(容量为50kVA)即可。而对于B-2-1方案,变电站为全户内布置时,当两台所用变供电还满足不了市区变电站内供电可靠性要求时(如变电站内有集控中心时),还需考虑外来10kV电源接所用变的情况(如常州供电公司110kV城北变电站,第三台所用变采用了施工时10kV外接电源转带负荷开关和干式变的供电方式)。2.6变压器室散热通风典型设计B-2-1方案,当变压器户内布置时,应考虑变压器室散热通风的计算及设计方法。对变压器室自然通风应进行传热与流动的机理分析,仔细研究变压器室散热、变压器本身结构、变压器室进排风口面积与位置以及变压器室高度等之间的相互关系。2007年9月江苏机电工程第26卷第5期32.7GIS室内是否设置行车典型设计B-2-1方案,110kVGIS室内不设置行车。但依据以往的设计经验和施工安装反馈的意见,GIS室内最好设置行车,这对于施工、安装、维护、检修都有好处,可以提高GIS安装质量。2.8变电站接地典型设计方案中,变电站接地都采用钢接地(包括接地引下线、接地网和接地极),特殊情况如高腐蚀土壤地区或化工区宜推荐采用铜或铜包钢接地体。3其他一些设计模式3.1模式1(主要适用于农村)(1)工程规模工程远景规模2×40MVA变压器,电压等级为110/35/10kV,本期上一台40MVA主变,110kV二回进线一次建成。35kV出线远景8回,本期6回;10kV出线远景16回,本期上8回。土建一次建成。(2)主接线①110kV为内桥接线,户外布置。②35kV系统采用单母线分段接线,架空出线。③10kV系统采用单母线分段带旁路接线,电缆出线。(3)设备选型①主变压器:SSZ9-40000/110;②110kV开关选用SF6开关,户外布置。③35kV设备选用固定式开关柜,断路器选用FP4025型SF6开关。④10kV设备选用GG-1A(F)开关柜,断路器选用真空开关。⑤无功补偿采用的成套装置,容量配置为(2400+1800)kvar,分组投切。(4)布置变电站110kV配电装置为户外中型布置,35kV开关室和10kV开关室为二幢独立的一层建筑,施工周期短,出线方向、走廊明确,二台主变按一字型排列,其中心间距为19.7m,净距13.45m,大于规程要求的8m,故两台主变间不需设防火墙,主变外壳与35kV和10kV开关室的外墙间净距均大于10m,故35kV和10kV开关室均可按需要开设门窗。变电站内有一条环形运输通道,运输主变的15m超长大平板车可直接驶入变电站,卸下主变后经环形通道驶出变电站,也可根据需要将检修的主变从运行的主变旁沿运输道牵引出去,满足其间电气安全净距要求。电容器采用密集型电容器,布置在户外。3.2模式2(主要适用于农村或小城市城郊)(1)工程规模远景2×40MVA变压器,电压等级为110/10kV,本期上一台40MVA主变,110kV二回进线一次建成。10kV出线远景16回,本期上8回。土建一次建成。(2)主接线110kV为内桥接线,户外布置。10kV系统采用单母线分段接线,电缆出线。(3)设备选型①主变压器选用40000/110,110/10.5kV,有载调变压器。②110kV开关选用SF6开关,户外布置。③10kV设备选用中置式开关柜,断路器选用真空开关。④无功补偿采用成套装置,容量配置为本(3600+1200)kvar,分组投切。(4)布置变电站围墙东西长51m,南北宽66m,面积3804m2(包括进所道路50m)。110kV配电装置为户外中型布置,控制室和10kV配电装置等布置在户内。110kV内桥接线采用户外普通中型布置,两内桥进线中心距为16m。二台主变中心间距为16m,净距大于规程要求的8m,故两台主变间不需设防火墙。变电站内有一条环形运输通道,方便运输主变和维护设备。10kV开关柜双列布置,主变中心到10kV开关室的外墙间净距为12.5m,大于10m,故10kV开关室均可按需要开设门窗。10kV及控制电缆进出线考虑电缆沟布置方式。2007年9月江苏机电工程第26卷第5期43.3模式3(主要适用于城郊)(1)工程规模变电站内最终装设50MVA主变2台,110/10kV二级电压,110kV二回进线,110kV配电装置采用GIS组合电器,户内布置,内桥接线。10kV出线:单母线分段接线,最终24回出线。(2)电气主接线变电站110kV采用内桥接线方式,10kV采用单母线分段接线方式。(3)设备选型①主变压器选用50000/110自冷型,110/10.5kV,有载调变压器。②110kV选用GIS,户内布置。③10kV设备选用中置式开关柜,断路器选用真空开关。④10kV无功补偿采用成套装置,容量配置为(3600+2400)kvar,分组投切。(4)布置变电站占地面积3450m2,约5.2亩,建筑面积约1228m2。110kV采用GIS,布置方式为除变压器在户外外,其余均布置在户内。变电站内有一条宽为4m的环形运输通道。主体建筑物东西长40.32m,南北宽11.0m,配电装置楼总高度15.0m,控制楼总高度10.0m。在变电站建筑物的东、北面另有宽为1.5m高为1.4m的运输平台;10kV开关室布置在一层,层高为5.0m。室内开关柜双列布置;110kVGIS室布置在主建筑二层,层高为10.0m,消弧线圈室和检修间上方的屋顶作为GIS的吊装平台,吊装平台通向室外楼梯。为满足电缆进、出线和内部电缆联系的要求,在10kV开关室的下面设置了一层电缆夹层,层高为2.6m,因考虑通风、采光、出线方便以及变压器室抬高高度,夹层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(主要适用于大、中城市城区)(1)工程规模变电站内最终装设50MVA主变2台,110/10kV二级电压,110kV二回进线,110kV配电装置采用GIS,户内布置,内桥接线。10kV出线:单母线分段接线,最终24回出线。(2)电气主接线变电站110kV采用内桥接线方式,10kV采用单母线分段接线方式。两路110kV进线与两台主变之间采用内桥接线方式。正常情况可按一路电源供两台主变,另一路进线电源断路器待备投,或两路电源各供一台主变,由桥断路器实现互备投等方式运行。(3)设备选型①主变压器选用50000/110自冷型,110/10.5kV,有载