220kV和110kV变电站典型设计研究与应用

第31卷第6期电网技术Vol.31No.62007年3月PowerSystemTechnologyMar.2007文章编号：1000-3673（2007）06-0023-08中图分类号：TM633文献表示码：A学科代码：470·4051220kV和110kV变电站典型设计研究与应用郭日彩1，许子智1，徐鑫乾2（1．国家电网公司基建部，北京市西城区100031；2．江苏省电力设计院，江苏省南京市210036）ResearchandApplicationofTypicalDesignfor220kVand110kVSubstationsGUORi-cai1，XUZi-zhi1，XUXin-qian2（1．DepartmentofConstruction，StateGridCorporationofChina，XichengDistrict，Beijing100031，China；2．JiangsuElectricPowerDesignInstitute，Nanjing210036，JiangsuProvince，China）ABSTRACT:Thepurpose,inputconditionsandmaintechnicalandeconomicalindicesoftypicaldesignfor220kVand110kVsubstationsarepresented,accordingtotheformofthepowerdistributionunitthetypicaldesignisdividedintothreebasicschemesforoutdoor,indoorandsemi-subterraneansubstationrespectively.Themaintechnicalschemesoftypicaldesignfor220kVand110kVsubstationsandtechnicalfeaturesofthesemodulesareemphaticallyanalyzed;themainwiringformsforvariousvoltagegrades,shortcircuitcurrentlevelandsoonareillustratedindetails.Thecostestimateandpracticalapplicationshowthattypicaldesignpossessessuchfeaturesassavinginvestment,reducingthelandoccupation,improvingpowersupplyreliabilityandenhancingtheflexibilityofplanning.KEYWORDS:220(110)kVsubstations；typicaldesign；modules；outdoorsubstation；indoorsubstation；semi-subterraneansubstation；markerwall摘要：文章介绍了220kV和110kV变电站典型设计的目的、输入条件和主要技术经济指标，并按照配电装置的形式确定了户外变电站、户内变电站和半地下变电站3类典型设计基本方案；重点分析了220kV和110kV变电站典型设计的主要技术方案和各个模块的技术特点，对各级电压的电气主接线形式、短路电流水平等进行了详细的说明；通过费用概算及实际应用表明，典型设计具有节省投资、节约占地、提高供电可靠性、增加规划的灵活性等特点。关键词：220(110)kV变电站；典型设计；模块；户外变电站；户内变电站；半地下变电站；标识墙0引言我国传统的电网工程设计是一种“量体裁衣”式的设计，即根据具体工程环境、建设要求和运行习惯进行针对性的设计，存在明显的不足之处：建设标准、设计风格不统一；设备型式多，备品备件通用性差；存在大量重复性设计工作；设计评审、批复争议多、耗时长；建设和运行成本高。输变电工程典型设计是一种先进的设计理念和方法，它采用集约化管理的思想，统一建设标准，发挥规模效益，提高工作效率，降低建设和运营成本。这种全新的设计方法和理念，使电网工程的设计方式从“量体裁衣”式改变为“成衣定制”式的标准化设计方式，从而突出了设计重点，加快了设计进度，满足了大规模电网建设的需要。推行输变电工程典型设计，是国家电网公司立足公司改革发展全局提出的加强电网建设的重要举措；是对电网建设与发展深层次的探索和实践；是服务“资源节约型、环境友好型”社会建设，提高集成创新能力的重要体现；是实施集约化管理、标准化建设、多快好省地建设电网的有效途径[1-2]。通过推广应用输变电工程典型设计，既有利于提高工作质量和工作效率，又可为电网规划、成本控制、资金管理、集中规模招标等工作的开展提供基础平台。本文介绍了220kV和110kV变电站典型设计的目的、输入条件和主要技术经济指标，并按照配电装置的形式确定了户外变电站、户内变电站和半地下变电站3类典型设计基本方案；分析了220kV和110kV变电站典型设计的主要技术方案和各个模块的技术特点。1目的和原则1.1变电站典型设计的目的目前，国内220kV和110kV变电站的设计技术和设备已十分成熟和常规化，且建设规模也随着近年来经济高速发展而增长迅速。这就要求采用新的PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建郭日彩等：220kV和110kV变电站典型设计研究与应用Vol.31No.6设计方法和设计理念，从“量体裁衣”式的设计方式改变为“成衣定制”式的标准化设计方式，实施集约化管理，发挥规模优势，提高电网工程的建设和管理效率，使其能够满足大规模电网建设的需要。开展220kV和110kV变电站典型设计的目的是：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变电站典型设计的主要原则变电站典型设计工作坚持“以人为本”和“可持续发展”的理念，各个方案、各个模块的设计综合考虑每个设备选择的合理性、每个布置尺寸的合理性、每项革新和改进的合理性、每个问题解决方案的合理性。开展220kV和110kV变电站典型设计的原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效，努力做到统一性与可靠性、先进性、经济性、适应性、灵活性、时效性和和谐性的协调统一：①统一性，建设标准统一，基建和生产标准统一，外部形象体现国家电网公司企业文化特征；②可靠性，主接线方案安全可靠，典型设计模块重新组合后的方案仍能保证安全可靠；③经济性，按照企业利益最大化原则，综合考虑工程初期投资与长期运行费用，追求设备寿命期内最佳的企业经济效益；④先进性，设备选型先进合理，占地面积小，注重环保，各项技术经济可比指标先进；⑤适应性，综合考虑不同地区的实际情况，要在公司系统中具有广泛的适用性，并能在一定时间内对不同规模、不同形式、不同外部条件均能适用；⑥灵活性，模块划分合理，接口灵活，组合方案多样，规模增减方便；编制基本模块和子模块的概算，便于在实际工程中根据需要调整概算；⑦时效性，建立典型设计滚动修订机制，随着电网发展和技术进步，不断更新、补充和完善典型设计；⑧和谐性，变电站整体状况与变电站周边人文地理环境协调统一。2分类、技术方案组合和主要技术经济指标2.1变电站典型设计的分类原则220kV和110kV变电站典型设计方案的分类按照变电站布置方式、配电装置型式和变电站规模3个层次进行划分。（1）按照变电站布置方式分类。220kV变电站分为户外变电站和户内变电站2大类。110kV变电站分为户外变电站、户内变电站和半地下变电站3类。在变电站典型设计中，户外变电站是指最高电压等级的配电装置、主变布置在户外的变电站；户内变电站是指配电装置布置在户内，主变布置在户内、户外或半户内的变电站；半地下变电站是指主变布置在地上，其它主要电气设备布置在地下建筑内的变电站；地下变电站是指主变及其它主要电气设备布置在地下建筑内的变电站。（2）按配电装置型式分类。220kV和110kV配电装置可再分为常规敞开式开关设备(airinsulatedswitchgear，AIS)和全封闭式组合电器(gasinsulatedswitchgear，GIS)2类进行设计。（3）按变电站规模分类。例如户外AIS变电站，可按最高电压等级的出线回路数和主变台数、容量等不同规模分为终端变电站、中间变电站和枢纽变电站。2.2变电站典型设计的分类说明（1）由于220kV全地下、半地下变电站及110kV全地下变电站投资较大，各地应用较少，因此暂不包括在变电站典型设计之内。（2）变电站典型设计暂不包括220kV出线10回及以上的220kV变电站。（3）鉴于220、110kV复合组合电器(hybridgasinsulatedswitchgear，HGIS)等紧凑型组合设备型式多样，种类繁多，外型各异，业绩较少，无法进行统一的配电装置设计，典型设计暂不包括220、110kV的HGIS等紧凑型组合设备方案。（4）由于220、110kV户内装配式(户内AIS)变电站近年来应用较少，且运行维护不便，变电站典型设计不考虑户内装配式方案。（5）通过调研，110kV变电站在大部分地区是终端或中间变电站，变电站典型设计暂不包括110kV枢纽变电站。2.3变电站典型设计的技术方案组合（1）220kV变电站典型设计技术方案按主变台数及容量、出线回路数、电气主接线型式、配电装置型式等进行组合，共13个方案。在这13个方案中：A类为户外变电站，编号为A-1~A-8，共8个方案；B类为户内变电站，编号为B-1~B-5，共5个方案。220kV变电站典型设计各种技术方案组合如表1所示。（2）110kV变电站典型设计技术方案按主变台数及容量、出线回路数、电气主接线型式、配电PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建装置型式等进行组合，共10个方案。在这10个方案中：A类为户外变电站，编号为A-1~A-3，共3个方案；B类为户内变电站，编号为B-1~B-5，共5个方案；C类为半地下变电站，编号为C-1~C-2，共2个方案。110kV变电站典型设计各种技术方案组合如表2所示。表1220kV变电站典型设计的技术方案组合Tab.1Combinationoftechnicalschemesfortypicaldesignof220kVsubstation方案编号主变台数及容量出线回路数电气主接线型式配电装置型式A-11/2台，120MVA2/4(220kV)，4/8(110kV)，5/10(35kV)220、110kV双母线，35kV单母线分段220、110kV软母线改进半高型，35kV户内开关柜A-21/3台，150MVA4/6(220kV)，4/8(110kV)，6/10(35kV)220、110kV双母线，35kV单母线分段220、110kV支持管母线中型，35kV户内开关柜A-31/3台，180MVA4/6(220kV)，5/10(110kV)，8/24(10kV)220、110kV双母线，10kV单母线分段220、110kV支持管母线中型，10kV户内开关柜A-41/3台，180MVA4/6(220kV)，5/10(110kV)，0(10kV)220、110kV双母线，10kV单母线220kV悬吊管母线中型，110kV支持管母线中型，10kV户内开关柜A-52/4台，180MVA4/8(220kV)，8/16(110kV)，6/12(35kV)220、110kV双母线单分段，35kV单母线分段220、110kV支持管母线中型，35kV户内开关柜A-61/3台，180MVA4/4(220kV)，4/8(110kV)，5/10(35kV)220、110kV双母线，35kV单母线分段220kV户外GIS，110kV户外GIS，全架空