摘要：坚强智能电网是一个坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。智能变电站在智能电网建设中是衔接发、输、变、配、用和调度六大环节的重要环节。智能变电站对比常规变电站具有很多无法比拟的优点，智能变电站的发展必将代替常规变电站。文章对220kV变电站总平面布置优化方案进行了研究。
关键词：220kV变电站；总平面布置；方案优化
1前言
智能变电站是采用先进、可靠、集成、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。
2智能变电站对比常规变电站的优点
2.1电缆通信被光纤通信取代
智能变电站中为节约二次电缆，同时使二次系统的布线更加的清晰和简洁，采用光纤通信取代电缆通信的方式。因为光纤通信有很多明显的优势，可以减少因通信过程中的电磁干扰而导致继电保护装置的误动作，提高其通信的可靠性。而且对于采集到的信号以数字信号的形式传输到后台主机，更加确保了其通信的可靠性。
2.2电子式互感器的应用
传统的互感器具有磁饱和、二次线圈不能开路以及不能短路等问题。电子式互感器具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳、无油化结构、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等诸多优点。在智能变电站中，对于一个电压等级，电子式互感器使用一台就可以同时实现在线监测、保护以及计量等功能。可以最大程度地减少一次设备的投入，减少变电站的占地面积和设备的维护工作量。
2.3智能终端的应用
在智能变电站中智能终端与一次设备采用电缆连接，与保护、测控等二次设备采用光纤连接。智能终端能够接收保护跳合闸、测控的手合/手分断路器及隔离刀闸、地刀等GOOSE命令，还具备跳/合闸命令输出的监测功能。当智能终端接收到跳闸命令后，可以通过GOOSE网发出收到跳令的报文，智能终端的告警信息通过GOOSE上送。智能终端的应用可以减少二次电缆的敷设，简化主控室的控制设备。
2.4合并单元的应用
智能变电站中应用了合并单元，可以使系统设备得到简化以及提高信息传输的可靠性。合并单元MU（Merging Unit）是智能变电站特有的功能单元，其主要作用是接收并处理电流、电压信号以及实现独立采样的电压、电流信号的同步。合并单元对整个通信系统具有十分重要的作用。
2.5高级应用
智能变电站对比常规变电站的核心区别就是高级应用功能。智能变电站除有信息采集、测量和保护控制等基本功能外，还有顺序控制、远程浏览与智能告警、数据辨识等高级应用功能。
3基于国家电网通用设计方案的220kV户内变电站总平面布置的优化
3.1工程概况
该变电站建设规模为：电压等级220kV/110kV/10kV，远期3×240MVA三相三卷有载调压变压器，本期主变容量2×240MVA；220kV本期及远期均为双母线接线，出线最终8回，本期3回；110kV本期及远期均为双母线接线，出线最终12回，本期10回；10kV远期为单母线三分段接线，本期单母线分段接线，出线最终36回，本期24回；无功补偿最终按照每台主变10kV侧装设（2×10+2×8）Mvar共4组并联电容器、1组10Mvar并联电抗器，预留1组10Mvar并联电抗器位置。本期每台主变10kV侧装设（2×10+1×8）Mvar共3组并联电容器、1组10Mvar并联电抗器。
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3.2电气总平布置方案
本工程采用国网公司通用设计220-A2-4方案，电气总平布置的主要特点如下：
整个变电站采用1幢综合楼建筑，地下层设置电缆层及主变油坑，地上一层设置主变、接地变、电抗器及10kV配电装置，二层设置220kV、110kV配电装置、二次设备室及功能房间，三层设置电容器，综合楼四周设环形道路。220kV、110kV采用户内气体绝缘开关设备GIS（Gas Insulated Switchgear），10kV采用户内开关柜，双列布置在一层。主变220kV侧利用GIS套筒与GIS设备连接，110kV侧采用电缆连接，10kV侧采用矩形铜母线进线。1）220kV户内GIS采用电缆出线，配电装置室横向为54m，纵向为12m。2）110kV户内GIS采用全电缆进出线，间隔宽度1.5m，配电装置室布置横向为36.2m，纵向为11m。3）10kV配电装置采用中置式开关柜户内双列布置，主变进线及母线跨线采用架空封闭母线桥，出线均采用电缆。
3.3配电装置布置优化
（1）220kV及110kV配电装置优化
配电装置室高度受两个条件限制：试验套管安装及设备吊装高度。通用设计220-A2-4中220kV、110kV配电装置室吊装净高分别为7m、6.5m，220kV、110kV配电装置室高为10m。本方案将220kV、110kV由架空进出线优化为电缆进出线，合理设置吊钩位置及吊装高度。考虑一定的操作裕度，设备吊装高度按7.5m设计。
（2）10kV电容器组布置优化
通用设计将电容器布置在主变本体上方。每台主变的电容器采用纵向布置，电容器室横向为11m，纵向为13.5m。每组电容器预留一个横向为7m，纵向为3m的走廊，建筑面积为4×11×13.5＋2×7×3＝636m2。
本方案电容器由主变本体上方优化布置为10kV配电室及二次设备室上方，电容器组横向分别为2.45m和2m，设置1.5m巡视检查通道。每4组电容器间设置一面防火隔墙，厚度为0.2m。考虑裕度及结构柱的影响，横向为40m，设备纵向为6m。考虑设备一侧距隔墙2.6m，另一侧距隔墙1.4m布置，纵向为10m，电容器室建筑面积为400m2。相比通用设计，建筑面积在同等规模下（12组电容器组）节约了236m2，层高由4.5m优化为4m。
（3）配电装置层高优化
通用设计220-A2-4方案为错层布置，建筑物总高为16.5m。通过优化，10kV配电室、二次设备室层高为5m，电容器层高为4m，220kV、110kVGIS层高为9m，建筑物总高度由16.5m优化为14m。
（4）10kV站用变的优化
采用接地变压器兼作站用变压器，减少2面10kV站用变柜、2台站用变压器及电力电缆，节约投资约32万元；同时利用限流电抗器室空隙布置接地变消弧线圈，节约建筑面积29.4m2。
（5）电缆敷设方式优化
电容器室10kV高压电缆支架吸顶安装，10kV电缆敷设在电容器室上部的电缆支架上，充分利用了电容器室的上部空间，节省占地，方便电容器组进线，易于电缆的检修和维护，并实现了动控缆的分隔敷设。
4结束语
按照模块化设计，对220kV配电装置、110kV配电装置、10kV配电装置、主变压器、10kV无功补偿等几个基本模块进行组合拼接，以达到配电装置及生产综合楼最优的布置方案。
参考文献：
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[2]王世举.考虑供电能力提升和分布式电源接入的变电站优化规划[D].天津大学，2015.
[3]李慧.基于加权Voronoi图的变电站优化规划[D].天津大学，2007.
[4]《国家电网合司输变电工程通用设计110（66）～500kV 变电站分册（2011年版）》
论文作者:喻勤富
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/6
标签：变电站论文; 电容器论文; 智能论文; 电缆论文; 户内论文; 配电装置论文; 设备论文; 《基层建设》2017年第25期论文;