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110千伏城市变电站异地新建的设计方法
2021-04-19分类:变电管理 / 智能变电站来源:《电气技术》谢靖

城市高速发展与土地日益紧缺的矛盾,使得城区变电站优化设计成为重要的课题。以徐州市城区某变电站为例,阐述了通过新技术、新设备的采用、调整变电站功能分区等方法优化设计,减少了变电站建筑体积和占地面积,为城市变电站设计提供一定的参考。


随着社会经济的迅速发展,城市中高层建筑及大型用电单位不断投入,用电负荷随即不断攀升,造成经济发达地区供电设施及供电能力不能满足负荷增大的需求,为此,必须在负荷增长地区新增变电站,来缓解地区供电的紧张压力。于是新的矛盾产生了,城市中经济越发达其建设用地越紧张,那么留给变电站建设用地更是少之又少。

于是摆在我们设计人员面前的重要课题出现了,怎样设计、采用何种方法设计,来减少城市变电站占地面积,在规定的有限面积内兴建一座变电站成为重中之重,本文以徐州市110kV堤北变异地新建的特点,来谈谈笔者的想法。

1、堤北变电站的主要特色

异地新建后的110kV堤北变电站,为一座全户内变电站。其主变容量及设计规模较前身变大而用地面积不变,如突破此用地面积,此项目就有可能中止。面对严峻的考验,只能打破常规,突破典型设计方案,采用新技术、新设备优化总平面布置。

1.1 变电站总平优化布置

1)因地制宜,满足消防距离。

堤北变南侧与西侧为小区高层居民建筑,由于110kV高压设备为无油化低噪音GIS设备,将110kV配电装置室布置在配电楼的西侧,且配电装置室南北两侧开门,西侧山墙不开门窗,减少对西侧居民楼的影响,退小区高层建筑20米;南侧为变电站通道有窗有门,退小区高层建筑25米。

2)合理利用,较少变电站内道路。

充分利用变电站北侧及东侧市政道路作为变电站消防通道,以减少变电站环形道路用地。

3)精确计算,合理分区,减少各配电装置室尺寸。

经过优化调整组合,最终确定110kV配电装置按单列横向设计,南北侧开门,布置在配电楼的西侧,大大缩短了110kV高压进线电缆;35kV配电装置根据设备小出线回路少的特点采用单列竖向设计,布置在配电楼的东侧。

而10kV仅出线有32回,再加上其它功能柜共50面开关柜,常规横向排列将使得10kV配电装置室狭长,故将10kV开关柜排列按主接线形式(二台主变四段母线)由常规双列横向布置改为四列竖向设计,夹在110kV及35kV配电装置室中间,大大减少了10kV配电装置室占地面积。

4)合理布置,减少配电装置楼层高度。

充分利用电缆夹层,10kV配电装置采用四列布置,母线连接取消柜上母线桥,采用电缆连接,因而降低了配电装置室至少1米的高度。35kV配电装置采用单列布置,无母线桥连接。通过高度的减少,35kV和10kV配电装置室上二层可利用的空间加大,二层的10kV电容器、35kV和10kV消弧线圈安装高度得到满足。

1.2 紧凑型小型化设备的采用

如按常规设备设计,本变电站占地面积将不满足用地需求。在经过反复斟酌比较后,除110kV选用可靠性高占地面积小的GIS设备外,35kV和10kV选用占地面积小的SF6充气式开关柜。

10kV电容器、35kV和10kV消弧线圈选用柜式成套装置。除减少维修工作量、提高安全可靠性外,更加减少了配电装置的占地,如35kV由普通中置式开关柜每面1.3~1.4米减少至0.6米,35kV共14个开关柜减少11.2米;10kV由普通中置式出线柜0.8米减少至0.6米,主变进线柜由1.0米减少至0.9米,10kV共50面开关柜由常规41.6米减少至32.4米,110kV变电站由典型设计占地178米减少至132米。

1.3 外立面优化

严格执行国网公司“两型一化”要求,“两型”即资源节约型、环境友好型;“一化”即工业化的要求。虽然本变电站为一幢综合性工业建筑物,但其位于市中心重要位置,在确保变电站内使用功能的前提下,变电站围墙取消常规实体围墙并利用小区两侧围墙,新建另两侧围墙与小区围墙一致采用镂空栅栏围墙,突出简洁、稳重、实用且与周边人文地理环境协调统一。

1.4 优化各配电装置组合,减少一、二次电缆

不同于各典型设计,110kV堤北变电站在充分考虑安全运行,检修维护方便以及节省高压电缆的前提下,尽量减少高低压电缆,将高压电缆多的110kV、35kV、10kV配电装置布置在一层,高低压电缆由电缆夹层引接,减少各电压等级的主变进线电缆及出线电缆;将高低压电缆量少的35kV及10kV消弧线圈室及10kV电容量室布置在二层,与一层的35kV、10kV消弧线圈、电容器出线柜相对应,减少其高压电缆连接长度。

2、几点体会

⑴城市变电站是城市电网中重要的一环,其设计必须不断优化才能适应城市发展。

⑵简化110kV电气主接线、采用新技术新设备、优化总平面布置以及采用大容量变压器是控制城市变电站占地面积的重要措施之一,但必须与城市规划、电网规划相协调。

⑶在人口密集经济发达地区,探索变电站与其他建筑联合建设的方式、在资金容许的情况下特发达地区利用城市内广场﹑花园兴建半地下变电站的方式,将有利于变电站定点选址;还便于与城市规划协调,且节约工程征地拆迁补偿费用,但必须考虑变电站与其它建筑功能区域分开、管理方便、综合造价分析等问题。

3、结束语

城市变电站设计是个系统工程。新设备新技术的采用、方案的优化,占地面积的减少,可靠性的增强,将使得变电站配置达到最佳,其经济效益和社会效益是不可估计的。只有创新设计理念和方法,积极选用节能环保设备及能源,才能朝着“安全可靠、技术发展、经济适用”的目标前进,为地方经济发展提供可靠的电力保障。

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