浅谈变电站电气设计

毛卓平

（湖南省超高压管理局设计院，湖南 长沙 410004）

浅谈变电站电气设计

毛卓平

（湖南省超高压管理局设计院，湖南 长沙 410004）

随着我国经济的快速发展，城区人口密集度越来越高，城区土地资源的稀缺性不允许变电站占用大量土地，因此建设与高层建筑相结合的变电站或半地下、全地下变电站是今后城区变电站设计的发展趋势。本文以110 kV变电站的工程实例探讨了全地下变电站电气设计中的一些问题。

电气；主接线；变电站

近几年的“两网”改造给电力建设队伍提供了很好的锻炼机会，通过在工作中不断总结经验、汲取教训，笔者在自己的岗位工作中总结出了不少切实可行的工作经验，供大家参考。

1 电气主接线

以往在城郊建设变电站，然后利用10 kV或35 kV输电线路向城区供电的模式在电力负荷大幅增长的今天已不能满足要求。采用110 kV供电已成为大中城市区域性供电优选方案，即在城区负荷中心建设110 kV变电站，取消35 kV电压等级，直接利用110 kV/10 kV降压变向周边用户供电。随着制造厂家电气设备质量的提高以及电网可靠性的要求。变电站的规模及接线应在满足电网需求的情况下尽可能减化。

通常按城市变电站在系统中的地位、规划容量、线路和变压器连接元件总数等条件来确定主接线方案。若建设终端变电站110 kV配电装置可考虑采用线路变压器组接线。按终期3×50 MVA主变考虑。10 kV侧按单母线四分段，每段母线带12~13回出线，若建设枢纽变电站，110 kV出线终期可按4～6回来考虑，单母线分段接线。主变容量按终期4×50 MVA设置。10 kV侧按单母线四分段，每段母线带13～14回出线。或10 kV侧按单母线八分段环形接线考虑，每段母线约带7回馈线。#2、#3主变10 kV侧可交叉供电，以保证供电可靠性。在10 kV分段开关处装设备自投装置，保证在单回110 kV线路或单台变压器运行时的可靠供电。

2 主要设备的选择

随着电气行业的发展，国产设备日渐成熟，经过近几年的运行验证，110 kV变电站站内的电气设备在选型上优先选用国家大型企业产品。

主变压器的选择：从型式上看，城市中心站变压器偏重于噪声水平低的自冷式变压器，其他类型变电站的变压器以风冷式为主。前者是为了尽量减小周边的噪声污染，后者是为了节约投资。主变的调压开关近年来全部国产化，主变储油柜采用内油式金属波纹式储油柜，主变高压侧采用110 kV±8×1.25%调压方式大家都没有异议，对于主变35 kV侧电压基准值为多少以及是否调压、10 kV侧电压基准值为多少存在较大分歧，结合各地区的实际情况，我们认为中、低压侧采用38.5 kV±2×2.5%/10.5 kV比较符合现场运行需求，尤其是对于增容改造变电站更为实用。对一台时价300多万元左右的三卷变压器而言，中压侧的调压开关所占比例仅为1%～2%，但电压质量的提高和运行的灵活性众所周知。

断路器的选择：开关机构的弹簧化不必细说，110 kV断路器选用单断口磁柱式SF6断路器，35 kV开关选择单断口磁柱式开关，10 kV选用真空开关是一种趋势，对于110 kV开关选择密度继电器、气体阀门为较高质量的设备比较可靠。35 kV开关目前有真空开关与SF6开关两种，我们偏重于无介质开关即真空开关，毕竟无介质比有介质更安全可靠，从价格上看两者基本相同，外形上均为单柱式开关，所不同的主要是真空开关附带的独立CT较SF6开关附带的套管式CT准确级高，前者能够达到0.2s级，后者只能达到0.2级。目前更能满足较高的计量标准。

隔离开关的选择：110 kV隔离开关选择真正意义上的完善化GW4型隔离开关，35 kV户外隔离开关选择GW4或GW5型隔离开关。我们的体会是如果资金允许，为了缩短建设周期、变电站的美观，建议采用钢结构支架、预组装式隔离开关。变电站的主进线可以采用电动隔离开关进线方式，可实现远程操作。

电流、电压互感器的选择：目前110 kV互感器大都采用油浸式设备，35 kV、10 kV互感器大都采用浇铸式设备，随着U型、倒置型、气体绝缘型、光电隔离型、电流电压一体化互感器的推广，大家的认可使用，对变电站的整体布置，设备无油化都将起到积极的作用。

3 电气布置

本文以110 kV枢纽变电站为例介绍110 kV变电站的电气布置。其建设规模为：主变4×50 MVA，110 kV进出线4回，单母线分段接线，10 kV单母线分段环形接线。

3.1 变电站总体布置

主体建筑分为一、二、三层，地上局部设有变电所的主进出口、安全疏散口、主变吊装口兼进风口等。第三层为电缆夹层，设有电缆隧道出口。第二层为主设备层，设有主变压器室、10 kV接地变间、110 kVGIS室、10 kV开关室、380配电室、10 kV所用变室等。第一层安装主变冷却器、电容器组、布置主控室、附属用房等。地面层设有变电所人员主进出口、变电所安全疏散口、主变吊装口兼进风口及独立的出风口。

3.2 设备运输、吊装及通风

变电站设计时需统筹设置站外道路、地面通道及垂直通道。变电站大型设备的运输通道在地面可利用已有的道路或规划道路，站内一般只设置一个设备吊装口（可兼进风口），以满足主变及GIS设备的吊装。吊装口设可全部开启的顶盖，用后封闭。

3.2.1 设备运输及吊装

主变、GIS等大型设备运入或吊入站内后，在其各自的运输通道及设备间内设有运输地锚，届时可用牵引机将设备拉入各自的设备间内就位。

主变冷却器由主变吊装口吊入所内后，由排风口屋顶设置的单轨电葫芦吊起放在临时搭起的与地下一层地面等高的货架上。由冷却器间的小门送入各冷却器间，冷却器间屋顶各设有一排吊钩，以便检修、安装冷却器时使用。

3.2.2 通风

变电站通风系统关系到变电站的安全可靠运行，一般采用自然进风，机械排风系统。进风从进风口经运输通道和走廊墙上的进风口进入各设备间，排风由风机经排风管道分别送至地上排风口排出。主变散热器间设轴流风机散热、电容器室，所用变室的散热及排风共用一套风机装置。排风量取二者间较大值。110 kVGIS室、10 kV配电室、主控室、电缆夹层分设事故排烟系统。GIS室及主变室还应设SF6气体排散装置，其出风口分设房间顶部和地面（尽量靠近地面）。

4 结束语

本文以110 kV变电站为例对电气部分的设计结合工程实际进行了一些介绍。但变电站的设计及建造是一项极其复杂的系统工程，尤其是在靠近河流地区，在建设过程中走过的弯路和总结的经验教训都是我们设计师可以利用的宝贵资源，可以在电力系统中得到更加广泛的应用。

1 卢泓冶.浅谈在变电站电气设计中的问题［J］.科学技术，2010（4）：71~73

2 魏 彭.浅谈110KV变电站的电气设计［J］.科学之友，2009（1）：14～15

Discusses the Transformer Substation Electrical Design

Mao Zhuoping

Along with our country economy’s fast development, city population denseness is getting higher and higher, the city land resource’s scarcity does not permit changes the power plant takes the massive lands, therefore the construction and the high－rise construction unify the transformer substation or half underground, the entire underground substation will be the next city changes the power plant design the trend of development. This article discussed in the entire underground substation electrical design some by 110 kV transformer substation’s project example to ask the topic.

electricity; main wiring; transformer substation

TM63

A

1000－8136（2011）03－0022－02