110 kV户外GIS变电站设计方案的优化探讨

'第16卷(2014年第l2期)电力安全技术A110kV户外GI=S变电站设计方案的优化探讨贲树俊，葛乃成，周建华，袁俊，张晓龙。(1．华北电力大学，北京102206；2．国家电网公司华东分部，上海200002；3．南通电力设计院有限公司，江苏南通226004)[摘要]介绍了国家电网公司1lO／lOkV双绕组变压器方案，指出其主变中间构架、主变场地构架、GIS场地布局、无功补偿装置布置、避雷针设置等方面的不足，并提出相应的优化措施，为后续变电站的优化设计提供有益借鉴，可产生较大的经济效益和社会效应。[关键词]GIS变电站；优化；设计0引言60．8m×63．9m，围墙内占地面积为3885m。设置A字杆出线门型构架4榀，A字杆主变中间构为提高电网工程建设质量和管理效率，大力提架3榀，A字杆主变构架3榀；设置主变间防火墙升集成创新能力，促进资源节约型、环境友好型社2堵；设置2座25m高构架避雷针及2座25m高会建设，近年来国家电网公司大力推广输变电工程独立避雷针对全站进行直击雷防护。通用设计、通用造价、通用设备和标准工艺。随着1．3江苏公司细化方案GIS设备制造工艺的成熟及造价成本的降低，越来考虑到江苏地区负荷密度高，经济发展潜力大，越多的ll0kV户外变电站采用GIS设备。因此，江苏地区110kV变电站远景单台主变容量一般按应用通用设计并优化，具有非常重要的意义。80MVA考虑。对此，江苏省电力公司根据国家电网公司l10／10kV双绕组变压器方案提出了细化1通用设计方案介绍实施方案。主变压器本期1台50MVA，远景3台80MVA；1．1国家电网公司通用设计方案110kV进(出)线本期2回，远景4回，架空出线，国家电网公司输变电工程通用设计单母线分段接线；10kV出线本期12回，远景36110(66)～220kV智能变电站施工图设计(2013回，电缆出线，单母线分段接线；远景每台主变配年版)中提出了1lO—A卜1(110／10kV双绕组变压置3组无功补偿成套装置；主变采用一体式户外布器)和110-A1-2(110／35／10kV三绕组变压器)2置，l10kV采用GIS设备户外布置，10kV采用种户外GIS方案。江苏地区主要采用l10／10kV中置式成套开关柜户内双列布置，无功补偿成套装双绕组变压器，下文对此方案进行探讨。置毗邻开关室户外布置。变电站围墙尺寸、构架、1．2110／10kV双绕组变压器方案避雷针、防火墙等设置同国家电网公司通用设计。主变压器本期2台50MVA，远景3台50MVA；ll0kV进(出)线本期2回，远景4回，架空出2设计方案的优化线，单母线分段接线；10kV出线本期24回，远景36回，电缆出线，单母线分段接线；每台主变除主变、无功补偿规模不同外，江苏省电配置2组无功补偿成套装置；主变采用一体式户外力公司细化方案与国家电网公司通用设计方案大布置，110kV采用GIS设备户外布置，10kV采致相同，现以江苏省电力公司细化方案为模板进用中置式成套开关柜户内双列布置，无功补偿成行优化比较。优化后，变电站围墙尺寸可调整为套装置毗邻开关室户外布置。变电站围墙尺寸为59m×60m，围墙内占地面积为3540m。一9一 A电力安全技术第l6卷(2014年第l2期)此整体优化方案在南通1lOkV郭园、石北等10m防火距离的要求。考虑到主变容量、台数的变电站得到了充分应用，并取得了良好效果。投运顺序，将远景投产的无功装置尽量规划于较远2．1主变中间构架优化处，将近期投产的无功装置尽量靠近开关室布置，虽然主变引线为孤立档，但是引线档距仅为以缩短电缆长度，做到全寿命周期投资最优。同时13．25m，且引线及引下线一般采用单根LGJ-通过优化布置，使得每组无功装置之间均能满足防300，施工及检修时一般采用升降斗车作业，即便考火规程要求，从而可减少2堵3．0m×6．0mN0．3m虑上人作业，构架的受力也非常有限。南通地区众的防火墙。多工程案例表明：主变中间构架完全可以优化为单优化后的开关室、二次室，靠近无功补偿装置杆门型构架。某些变电站已经运行十多年，历经数侧的墙体上可设置巡视门、通风百页窗、采光窗、次台风暴雨考验，安全可靠，运行单位反映良好。空调、事故轴流风机等设施，避免出现“黑房子”，2．2主变场地构架优化大大改善了开关室、二次室的通风采光安全性能，主变场地原设置3榀A字杆门型构架，另加给变电站的运行、检修、安装施工带来了极大方便。防火墙2堵。由于其基础较大，往往造成基础磕碰，此优化方案已在南通110kV郭园变、石北变施工不便；且由于构架受力非常有限，完全可以采等工程中得到了有效实践，业主反映良好。用单杆门型构架，l，2号主变之间以及2，3号主2．5避雷针设置优化变之间的单杆可结合防火墙一并设置。因此，可将原方案共设置4根避雷针对全站进行直击雷防原先6根A字杆优化为2根长单杆+2根短单杆(设护，其中2根为25m高构架避雷针，分别置于出置在防火墙上)，既节约了钢材和砼，又避免了基线构架两端；另2根为25m高独立避雷针，分别础磕碰。置于变电站另外两角。此优化方案已在南通220kV邹庄变、园林变由于无功补偿装置布置优化调整，可在全站等工程中得到了充分验证，获得业主、施工等相关中轴线附近设置1根35m高独立避雷针取代2根方的一致好评。25m高独立避雷针，与构架针对全站进行联合保2．3GIS场地布置优化护。经校验发现，该避雷针设置满足要求。原方案GIS场地纵向深度为13m，进出线间2．6围墙道路等优化隔及主变间隔分支母线筒长度普遍偏长。由于GIS原方案围墙内占地面积3885m，围墙长度场地有足够的宽度，等同于4个出线构架的宽度，245．4m，800mm宽电缆沟长度74m，1100mm约为30m，因而母设、分段等间隔完全可以调整宽电缆沟长度78．8m，道路面积947m。到合适的位置，确保相邻间隔设备吊装、检修的安优化后，围墙内占地面积3540m，围墙长度全距离。经过工程实践且与主流厂家沟通后，GIS234m，800mm宽电缆沟长度81m，l000mm宽场地纵向深度可缩减为10m，其中出线侧缩减电缆沟长度40m，道路面积775m。1m，主变侧缩减2m，可减少额定电流为1250A围墙内占地面积减少345m，减少相应土方平的三相共箱式分支母线10m，以及接头数量，从衡量，围墙长度减少11．4m，800mm宽电缆沟长而降低母线筒漏气的风险。度增加7m，1000mm宽电缆沟长度减少38．8m，此优化方案已在南通ll0kV郭园变、石北变道路面积减少172m。等工程中得到有效实践，业主反映良好。2．4无功补偿装置布置优化3结束语原方案无功补偿装置毗邻开关室、二次室布置，为满足防火要求，开关室、二次室两侧墙无法开巡对3台80MVA主变及9组无功补偿装置视门、采光窗、通风百页窗及事故轴流风机，空调规模的GIS变电站进行优化，1座l10kV户外外机设置也较为困难。变电站可减少钢材5004kg，减少C25基础砼57．36m。通过平面优化，将无功补偿装置主要布置于，减少C15垫层砼6．28m，减少围墙内环形道路外侧及GIS场地外侧空地，可有效满足占地面积345m，减少相应的土方平衡量，减少围一— 第16卷(2014年第12期)电力安全技术A墙长度11．4m，减少电缆沟长度31．8m，减少道220kV智能变电站施工图设计【M】．北京：中国电力出路面积172n22，减少3．0m×6．0m×0．3m防火版社，2013．墙2堵，减少额定电流1250A的三相共箱式分支7刘振亚．国家电网公司输变电工程通用设备110(66)～母线10m。750kV智能变电站一次设备【M]．北京：中国电力出版社，若对3台50MVA主变及6组无功补偿装置2012．规模的GIS变电站进行优化，围墙内占地面积还可进一步减少。由此可见，通用设计的应用不应生搬硬套，而要多动脑筋，不断进行优化、总结、提炼收稿日期：2014—0731；修回日期：2014—0820。和推广，以期达到节约电网建设费用的目的。作者简介：责树俊(1980一)，男，高级工程师，主要从事变电站设计及质参考文献：量技术管理工作，email：cancerchen2008@126．COII1。1DL／T5056-2007变电站总布置设计技术规程[S】．葛乃成(1980一)，男，高级工程师，主要从事电网安全监督管2GB50016-2006建筑设计防火规范[s]．理工作。3GB50059-199235kV～l10kV变电所设计规范[S】．周建华(1977)，男，工程师，主要从事设计院全面管理工作。4GB50060-20083～110kV高压配电装置设计规范[S】．袁俊(1970)，男，高级工程师，主要从事变电站土建设计5刘振亚．国家电网公司输变电工程通用设计ll0(66)～及技术管理工作。500kV变电站分册【M】．北京：中国电力出版社，20I1．张晓龙(1981)，男，高级工程师，主要从事电气设计及技术6刘振亚．国家电网公司输变电工程通用设计ll0(66)～管理工作。国务院发布能源发展战略计划能源自给能力保持85％2014-11-19，国务院办公厅发布能源发展战略行动计划(2014～2020年)(以下简称行动计划)，明确今后一段时期我国能源发展的总体方略和行动纲领，以推动能源创新发展、安全发展、科学发展。行动计划指出，我国能源发展坚持“节约、清洁、安全”的战略方针，加快构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系，重点实施节约优先、立足国内、绿色低碳、创新驱动四大战略。目标到2020年，煤炭消费总量控制在42亿t左右，能源自给能力保持在85％左右，非化石能源占一次能源消费比重达到l5％，建设能源科技强国。行动计划明确了我国能源发展的5个主要任务。(1)增强能源自主保障能力。推进煤炭清洁高效开发利用，稳步提高国内石油产量，大力发展天然气，积极发展能源替代，加强储备应急能力建设。(2)推进能源消费革命。严格控制能源消费过快增长，着力实施能效提升计划，推动城乡用能方式变革。(3)优化能源结构。降低煤炭消费比重，提高天然气消费比重，安全发展核电，大力发展可再生能源。(4)拓展能源国际合作。深化国际能源双边多边合作，建立区域性能源交易市场，积极参与全球能源治理。(5)推进能源科技创新。明确能源科技创新战略方向和重点，抓好重大科技专项，依托重大工程带动自主创新，加快能源科技创新体系建设。行动计划还提出了实现能源发展战略的3方面保障措施：(1)深化能源体制改革，包括完善现代能源市场体系，推进能源价格改革，深化重点领域和关键环节改革，健全能源法律法规，健全能源监管体系；(2)健全和完善能源政策，包括完善能源税费政策，完善能源投资和产业政策，完善能源消费政策；(3)做好组织实施，包括加强组织领导，细化任务落实，加强督促检查。(来源：中国电力新闻网2014-l1-20)一9一'