摘要：为适应经济发展的需求，近年来，各地都在加快变电站建设。220kV变电站具有占地面积小、建设速度快、环境适应能力强、电压等级高、可长期安全运行等优点。但在220kV变电站实际的建设过程中，往往面临着选址不佳、现场环境复杂等各种困难；因此，必须立足于现场的具体情况，对220kV变电站的工艺布置与配电装置进行合理优化。本文将结合实例，就这一方面的问题展开论述。
关键词：220kV变电站；工艺布置；配电装置；优化
为适应经济的发展，全国各地近年来都在加快220kV变电站建设。但当前城市土地资源稀缺，农村人均耕地面积小，在220kV变电站实际建设过程中，往往面临着选址不佳、现场环境复杂等问题。因此，必须根据现场的具体情况，对变电站的工艺布置、配电装置进行合理优化，从而减少征地费用，节约工程造价。
本文将结合实际案例，就这一方面的问题展开论述。
一、现场的基本情况与220kV变电站原平面布置计划
（一）现场的基本情况
某经济开发区，位于××市近郊。该开发区预计将有大量外资企业进驻，因此，需要为该开发区修建一座220kV变电站。经实际勘察发现，虽然现场地势平坦，地面高程达到39米；气温适宜（年均30℃）、但现场附近分布着大量密集的输水管道与排水管道，现场北侧50米外的地下，还有密集的燃气管网；现场西侧属于农户耕作的农田，征地工作较为困难[1]。
（二）变电站原平面布置计划
技术人员严格按照相关规定，设计了220kV变电站总平面布置计划。变电站设计总宽度达83.5米，设计总长度达107米，设计总面积为8934.5平方米；变电站整体布局为标准的长方形。原计划在现场布置25个电容器组，3个主变压器；其中，13个电容器组从左至右，平行布置在变电站的南侧；其它12个电容器组从左至右，平行布置在变电站的北侧（各个电容器组之间的间距为3500mm，各个电容器组自身的宽度均为8000mm）。在两排电容器组之间平行布置3个变压器（3个变压器的宽度分别为16000mm、15000mm、15000mm[2]）。变压器的左侧布置10kV开关室，10kV开关室内有二次设备室、蓄电池室、值班室、休息室、资料室等，10kV开关室设计宽度为9.5m，设计宽度为36m，设计面积为342m2。
二、220kV变电站工艺布置与配电装置优化
技术人员经过实地勘察后，考虑到现场的实际情况，决定对220kV变电站工艺布置与配置装置实施优化。
（一）优化220kV配电装置间隔宽度
在原设计中，220kV配电装置出线采用双层出线间隔。技术人员认为双层出线间隔宽度过大，可以进行压缩。
技术人员通过计算发现：在风速为10m/s的情况下，出线所承受风力为0.32kgf/m，220kV配电装置间最小电气距离要达到1.8米；在风速为15/s的情况下，出线所承受风力为0.72kgf/m，220kV配电装置间最小电气距离仍要达到1.8米；在风速为30m/s的情况下，出线所承受风力为2.8kgf/m，220kV配电装置间最小电气距离就达0.9米[3]。——根据上述计算结果，技术人员认为可以将220kV配电装置双层出线改为单层出线，间隔为24m。
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（二）优化10kV开关室
技术人员反思了10kV开关室的设计方案，认为原设计方案过于简单，因此决定对10kV开关室设计进行优化：在10kV开关室内取消蓄电池室、值班室、休息室、资料室，转而布置出线、接地变、主变、1M设备、2M设备等电气设备，以及封闭母桥、电缆沟[4]。具体优化方案为：在10kV开关室南侧布置3个母线筒，各个母线筒之间间距为6.4米。在3个母线筒所在的位置，布置一条1000mm×1400mm的电缆沟。在这条电缆沟的北侧，平行布置27个电气设备，包括5组出线（分别为出线1-10、出线2-1、出线2-2、出线2-2、出线3-1）、3组电容器（每组电容器均有3台，共计12台），1M设备、2M设备，2个接地变、3台主变压器（3台主变压器分别与3个母线筒相连）、1个分段。在这27个电气设备的北侧，布置第2道电缆沟（800mm×800mm），3个封闭母线桥。在第2道电缆沟北侧，平行布置28个电气设备，包括3个分段，以及3组出线（出线1有9组出线，出线2有7组出线，出线3有8组出线）。在28个电气设备的北侧，布置第3道电缆沟（1000mm×1400mm）。
优化后，开关室设计宽度从9.5m压缩为8.5m，设计宽度从36m压缩为27.8m，设计面积从342m2压缩为263.3m2。
（三）优化总平面布置
技术人员仔细研究了原设计方案，发现总平面布置中各排电气设备之间的间距过大，存在着压缩空间。因此，决定对总平面布置进行优化。具体优化为：将电气设备之间的间距从4500mm压缩为3500mm。此外，原设计方案中包括GIS设备在内的全部电气设备均布置在平面上，现在优化为将GIS设备布置在10kV开关室的房顶上，变平面布置为立体配置[5]。
对总平面布置进行优化后，变电站总面积压缩了3834.5m2。
三、总结
经过优化后，该变电站总面积压缩至5100平方米，相较于原设计面积（8934.5平方米），降幅超过42.92%。从而有效减少征地费用，并降低了工程造价。
变电站布置，必须确保电气设备的运行安全，同时，又要尽可能压缩占地面积，减少建筑费用。另一方面，当前变电站选址较为困难，大面积、空旷的场地越来越少，周边条件越来越复杂，因此，必须根据现场的实际情况，合理设计，尽可能优化220kV变电站的工艺布置与配电装置。通过合理压缩出线间隔、合理增加电气设备密度，便可以达到优化目的。此外，目前各地都在大力兴建智能变电站，因此，在优化变电站布置时，还可以适当压缩传统的人工工作环境。
结束语
随着我国经济发展的加速，各地用电量、用电负荷仍将在相当长一段时间内继续保持高速增长。因此，完全可以预见220kV配电站建设还将继续提速；另一方面，可供220kV配电站建设的合适场地却越来越少，征地费用与建设费用也保持着逐年上升的势头。所以，必须根据现场的地形条件，合理布置220kV变电站，力求布置紧凑、节省用地，并确保电气设备运行安全可靠。
参考文献：
[1]李灿飞,徐彬焜,贾万水.新疆大河沿子220kV变电站电气总平面布置优化设计[J].大众用电,http://kns.cnki.net/kcms 2019,34(09):27-28.
[2]张红,王雷,岳峦嵩,刘洋,Han Houbin,Jiang Jianhui.某220kV变电站智能化改造施工过渡方案[J].农村电气化,2019(02):16-18.
[3]倪达.220kV变电站工程设计中几个问题的探讨[J].科技经济导刊,http://kns.cnki.net/kcms 2019,27(02):69+71.
[4]羌丁建,李海烽,熊静,陈斌.基于大开间理念的220kV全户内变电站布置方案优化[J].电气技术,http://kns.cnki.net/kcms 2018,19(04):77-82.
[5]沈晔华,王红,孙怀宇,王宇飞,高峻.基于郧县220kV变电站的配电装置布置优化设计[J].东北电力技术,2015,36(11):52-55.
论文作者:郭磊
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
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