常伯涛，朱 萍，杨建华，赵东成，田朝辉

(1.河北省电力勘测设计研究院， 河北 石家庄 050000；2.国网河北省电力公司石家庄供电分公司，河北 石家庄 050051)

1 概述

新一代智能变电站的建设目标是“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”，为智能变电站建设的各个环节提出了新的要求。高压配电装置布置是变电站设计的重要内容之一，是体现变电站“结构布局合理”的重要方面。

高压配电装置布置考虑国家的技术经济政策、节约用地、自然条件、运行和检修等要求，满足“两型一化”要求。气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Metal Enclose Switchgear，GIS)，具有占地省、安装维护工作量少、检修周期长的特点。一般地说，GIS变电站的占地面积约为AIS变电站的1/5～1/3不等，电压等级越高，省地越明显，而且GIS设备电磁辐射小，防污性能好，因此GIS变电站在城市中心区得到越来越广泛的应用。在城市中心区域考虑到占地少、美观、减少噪音和电磁排放等因素，更多的采用户内GIS变电站。

本文结合工程建设实际情况， 梳理了配电装置优化的思路，整理、归纳影响配电装置布置及电气总平面布置的因素，充分借鉴国家电网公司通用设计模块化思路，以“功能集成、配置优化”为设计理念，提出了“大车间”式户内配电装置布置方案，突出变电站工业化设施功能定位。

2 工程概况

某220 kV变电站位于天津市北辰区西堤头镇永定河村，津蓟高速与永定新河交接处。站址北侧为永定新河，南侧紧贴芦新河110 kV变电站，东侧为津蓟高速公路，西侧为江天重工有限公司。

终期规划建设的3×240 MVA主变，每台主变低压侧装设1组20 Mvar和2组10 Mvar电容器。220 kV采用双母线双分段接线，规划出线12回，采用户内GIS设备，架空与电缆混合出线方式；110 kV采用单分段三分段接线，出线15回，采用户内GIS设备，电缆出线方式；35 kV采用单母线三分段接线，出线18回，采用充气式开关柜。

可研设计方案国网通用设计220－A3－3方案，根据本工程特点，进行了模块化拼接。设置220 kV GIS配电装置楼和生产综合楼，两幢楼平行布置，主变压器户外布置。220 kV GIS 配电装置楼布置在站区东侧，一层布置9组35 kV电容器组，二层布置220 kV GIS及3组35 kV电容器组，采用架空与电缆混合出线方式。生产综合楼布置在站区西侧，一层布置35 kV 配电装置、站用变、电压配电盘、蓄电池、#1主变消弧线圈等，二层布置110 kV GIS、#2、#3主变消弧线圈及二次设备等，采用采用架空与电缆混合出线方式。3台主变压器布置在两幢楼之间。进站大门在站区东南侧。围墙内占地面积8865.66 m2，建筑面积5018.48 m2，电气总平面布置见图1。

图1 电气总平面布置图

此方案设备布置分区不明确，功能集成度不够，每种配电装置预留运输通道，无法共用空间，造成空间利用率低。

3 “大车间”式布置方案

3.1 设备同室布置，共用运输通道

传统的变电设计中，各电压等级配电装置设置单独的配电装置室，例如，在通用设计方案中，设置220 kV配电装置室、110 kV配电装置室、35 kV配电装置室等，配电装置纵向尺寸分别为13 m、11 m、12 m。

本工程打破传统的设计思路，提出“大车间”的设计方案。通过整合配电装置共性因素，不同电压等级设备同室布置，共用运输检修通道，提高面积的使用率。220 kV、110 kV、35 kV 配电装置均采用户内GIS设备，因设备质量较大，安装、运输都需要较大的空间，所以布置在配电楼一层的不同区域，共用检修、安装、运输通道，整个配电楼纵向尺寸为23 m，与通用设计相比，纵向尺寸减少3 m，见图2。电容器与消弧线圈等相对容易运输的设备布置在配电楼二层，与通用设计相比，减少纵向尺寸2.5 m，见图3。

图2 配电楼一层布置图

图3 配电楼二层布置图

3.2 设备错层布置，充分利用空间

在变电通用设计方案设计中，由于设备高度、吊装要求、实验要求等条件，对空间高度要求也不相同，配电楼每层高度往往由要求高的设备决定，造成空间高度的浪费。通用设计中，220 kV配电装置室梁底吊装点净高7.5 m，110 kV配电装置室梁底吊装点净高6.5 m，35 kV配电装置室梁底净高为5.5 m。通过优化布置，由于35 kV配电装置室要求高度低，与220 kV、110 kV GIS 设备对层高要求不同的特点，在35 kV配电装置室上方设置综合保护室和蓄电池室。平、断面布置图见图4、图5。

图4 综合保护室平面布置图

图5 综合保护室断面图

3.3 装备先进适用

目前设备正在向智能化、小型化发展，220 kV配电装置采用小型化GIS 设备，间隔宽度为2.2 m，110 kV 配电装置采用小型化GIS设备，间隔宽度1 m。35 kV采用GIS 设备，SF6气体绝缘，柜体宽度尺寸为0.8 m或者0.6 m。通过采用小型化设备，可有效减少占地面积和建筑面积。

3.4 电气总平面布置

以“系统高度集成、结构布局合理”为目标，综合配电楼共分三层，地下一层为电缆夹层，地上一层布置220 kV GIS/110 kV GIS/35 kV充气柜室和辅助房间，局部二层布置综合保护室和蓄电池，地上二次电容器室/消弧线圈室。220 kV采用电缆和架空相结合出线方式，向东出线，110 kV采用全电缆出线，从散热、消防、检修安装方面考虑，主变压器采用户外布置方式，220 kV进线采用电缆与GIS相连，110 kV进线采用架空与GIS相连，35 kV进线采用绝缘管母线与35 kV充气柜相连。电气总平面布置图见图6。

图6 电气总平面布置图

4 技术经济比较

通过优化布置，技术经济指标对比见表1。

表1 技术经济指标对比

从表1可以看出，户内变电站采用“大车间”式布置方案可有效的减少占地面积和建筑面积。充分体现了新一代智能变电站 “系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保”的目标。

5 结论

本文结合某变电站的实际情况，充分借鉴国家电网公司通用设计模块化思路，以“功能集成、配置优化”为设计理念，提出了“大车间”式新型配电装置布置方案，各电压等级设备同室布置，共用运输检修通道，户内设备根据设备高度、吊装要求、实验要求等条件，对室内空间高度不同的要求，合理布局，提高空间的使用率，突出变电站工业化设施功能定位，设计思路和理念值得推广。

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