（国网浙江杭州市余杭区供电公司 311100）
摘要：模块化、装配式智能变电站是工程设计、建设理念的一次项目管理、技术创新，改变了传统的变电站电气设备选型、布置、土建构及建筑物设计、电气安装和土建施工的模式，其标准化设计、模块化组合、工业化生产、集约化施工，使电网建设步入科技含量高、资源消耗低、环境污染少、过程精细化的时代。
关键词：智能变电站；模块化；装配式
0 引言
根据模块化、装配式智能变电站的建设特点和要求，在国家电网公司输变电工程通用设计方案（220-A2-3）的基础上，着重研究220kV架空双向出线方式、模块化电气设备布置，分析模块化、装配式智能变电站方案总体设计的限制性因素，优化组合各模块单元。变电站实施全过程遵循“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的项目管理理念，实现电气一、二次设备集成，最大程度实现工厂内规模生产、集成调试、模块化配送，减少现场工作；具体方案实施时，应结合装配式钢结构土建方案，充分发挥装配式钢结构变电站施工能大幅缩短变电站的建设周期的特性，提升电网建设能力和效率。
1 220kV架空“南、北双向出线”通用模块设计方案
国网220-A2-3通用设计方案220kV出线方式为架空方案，原通用设计方案架空出线方向仅为一个方向，本文采用变电站模块化拼接设计理念，论证220kV架空“南、北双向出线”共4回架空出线通用设计可行性方案。
1.1 合理拼接变电站模块，实现220kV出线“南、北双向出线”
220kV模块化智能变电站主要模块分为变压器模块、220kV配电装置模块、110kV配电装置模块、10kV配电装置模块及二次设备模块：220kV出线构架模块布置于屋面可实现220kV出线“南、北双向出线”。变电站配电楼横向布置控制模块主要为变压器模块，为便于220kV出线，将220kV配电装置室模块布置于二层，与变压器模块双列并行布置，一层布置10kV配电装置模块。利用220kV配电装置模块、二次设备模块形成的平层屋面实现220kVGIS出线穿屋面一字型“南、北双向出线”。
1.2 220kV“南、北双向出线”具体设计方案
220kVGIS出线方向往南：东侧2回220kV GIS出线间隔分支母线穿220kV配电装置室屋面布置GIS出线套管。220kV出线挂线点设置在屋面框架横梁的外侧，220kV GIS套管直接跳线至220kV架空线路；出线方向往北：西侧2回220kV GIS出线间隔分支母线穿220kV配电装置室屋面后，低位布置，与东侧GIS套管高度保持一致。220kV出线挂线设置与综合配电楼框架横梁的内侧，采用软导线将220kVGIS套管连接至220kV出线。
2 模块化、装配式智能变电站总体电气布置方案
优化220kV、110kV配电装置模块布置方案，集中整体按主变单元布置电容器无功补偿设备，与站外220kV出线走廊规划、110kV以及10kV电缆出线方向有效衔接。
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2.1 合理控制220kV配电装置模块层高，减少建筑体积
将220kV配电装置模块加层叠放于10kV配电装置模块上面，从GIS耐压试验和GIS设备吊装两个方面进行技术分析说明，确定220kV配电装置室净高：220kV 出线采用架空出线方式，GIS配电装置耐压试验可通过GIS外部套管实现，配电装置室层高无需考虑试验套管高度及套管对地安全试验空间。工程后期扩建时，可考虑装配式钢结构建筑物通过可拆卸墙板实现吊装220kV GIS间隔的安装要求。经过技术分析，将220kV GIS 室的净高控制在5m。
2.2 “一”字型110kV配电装置模块设计方案
110kV配电装置模块进、出线均为电缆，在110kV配电装置室下方统一设置电缆隧道。110kVGIS整体考虑通过可拆卸墙板实现吊装和检修，110kVGIS室内层高仅满足设备投运前的耐压试验即可。房间的净高应为110kV GIS设备PT 法兰的室内标高+试验套管的高度+1.3m的绝缘间距，考虑土建结构所占用的空间，110kV配电装置室模块层高控制在6.5m。
2.3 全明、集中式10kV配电装置模块设计
原通用设计方案配电装置楼为纵向三列布置：主变、35kV配电装置及220kV配电装置。本文通过总体优化各生产单元模块，将220kV配电装置模块加层布置于10kV配电装置模块上方，解决10kV配电装置模块的通风、散热及采光等问题。10kV开关柜设备高度一般为2.3米高，10kV封闭母线桥高度为0.7米，故10kV开关柜+母线桥总高度可控制在3.0米，结合结构计算，10kV配电装置室模块层高控制在4米。
2.4散热器模块与电容器组模块竖向布置方案
本文将主变本体与散热器侧上方半层分体的布置方式，散热器室抬高半层，竖直方向与主变错开，空出一层空间，布置电容器组。220kV 户内变电站变压器通常为水平分体布置型式，根据散热、防爆等要求，散热器室上空无法布置房间，常规思路是变压器本体与散热器上下分体布置。将散热器布置在变压器本体上方，虽然减少了建筑面积，但本体和散热器部分建筑物高度明显高于变电站其它生产单元模块高度，不利于压缩建筑物的整体层高；本文采用变压器本体与散热器侧上方半层分体布置方式，散热器抬高半层，竖直方向与变压器错开，空出一层空间，布置电容器模块，利用竖向空间，节约变电站占地面积。
2.5采用“模块集中+下放集成”的方式降低二次现场工作量
本文根据模块化智能变电站的建设思路，将全站二次设备划分成两大类模块：各级电压配电装置及主变本体等就地二次设备以间隔为单位进行模块划分，采用预制式智能控制柜+预制式开关柜形式。预制式智能控制柜是将二次厂家提供的保护、测控等装置由一次厂家在工厂内完成安装调试。预制式智能控制柜现场工作量小，缩短施工周期。公用设备二次模块按功能划分成一体化监控子模块、通信子模块、主变子模块及电源子模块，所有模块均为单列屏柜设置。除电源子模块布置于10kV配电装置室外，其余布置在二次设备室。其中主变子模块布置在二次设备室考虑到变压器室夏季时环境温度过高，不利于相应保护、测控装置安全、可靠运行，且主变不仅面向主变本体单间隔，还面向全站各电压等级系统，主变保护、测控整合成一个模块布置有利于整体布局考虑。模块化二次组合设备由二次设备屏柜及具备承载机柜、行线、收纳线缆、接地等的一体化框架组成，以模块为单位，在工厂内完成集成和调试后，整体运至现场，减少现场工作量，缩短建设周期。
3 电气总平面布置总体方案
全户内变电站所有电气设备集中在一幢综合配电楼内，功能分区明确；配电楼四周设有U型宽4m~4.5m宽的运输道路（兼消防道路），并与站外规划路形成环路；消防水池布置站区东侧道路下；保留消防器材小间、化粪池和事故油池；压缩配电楼内通道面积，各房间均直接对外疏散。
参考文献：
[1]丁广鑫，蔡敬东，张强，等.国家电网公司输变电工程通用设计110（66）~220kV智能变电站施工图设计[S].北京：中国电力出版社，2013.
[2]国家能源局.DL/T 5496 2015 220kV~500kV户内变电站设计规程[S].北京：中国计划出版社，2015.
论文作者:金蔚
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/20
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