CN107317226A - 一种变电站电气总平面布置结构 - Google Patents

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葛云威
范岩
唐华
李�远
吴蕾
赵澄宇
刘明欣
莫孟斌
王亚琼
赵亚飞
董若溪
邓大磊
张林涛
蔡玲玲
商刚
姜光侠
黄珊
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Abstract

本发明公开了一种变电站电气总平面布置结构,其特征在于：包括500KV配电装置区域、220KV配电装置区域、主变及低压侧区域，主变及低压侧区域的东西两侧为220KV配电装置区域、北侧为500KV配电装置区域，三者之间的布置结构为矩形框架结构；且所述东西两侧的220kV配电装置分别向东、向西出线8回；500KV配电装置分别向东、向西出线2回，向北出线6回；全站配电装置布置分区明确、布线合理紧凑、接线顺畅，设备投资低，钢材量减少，占地节省，整体布局协调统一，经济和社会效益得到提高。

Description

一种变电站电气总平面布置结构
技术领域
本发明属于超高压输变电设计领域，涉及一种变电站电气总平面布置结构。
背景技术
随着我国电网建设规模的不断扩大，以及土地使用资源的紧张，变电站的站址选择难度也在不断增大。主要体现在：对于边远地区尤其在我国西南地区，其地质条件复杂，山地较多，限制了变电站站址的选择；此外，对于发达地区其输电走廊日益狭窄，土地使用紧张且价格昂贵，对变电站的选址造成约束。变电站的占地面积愈小，越利于变电站的选址，且节约了宝贵的土地资源。
优化变电站的总平面布置格局，使布置更为紧凑，能够有效减少变电站占地面积。户外变电站总平面布置格局及尺寸与设备型式密切相关，配电装置采用GIS设备能够有效节省占地空间，使总平面布置尺寸大为减少。对于全GIS变电站，低压无功配电装置占地面积比例较大，对无功配电装置设备的适当选型，可以满足紧凑型布置要求，减少变电站的占地面积。
发明内容
针对目前变电站总平面布置存在的问题和不足，提供一种变电站电气总平面布置结构。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种变电站电气总平面布置结构,包括500KV配电装置区域、220KV配电装置区域、主变及低压侧区域，主变及低压侧区域的东西两侧为220KV配电装置区域、北侧为500KV配电装置区域，三者之间的布置结构为矩形框架结构；且所述东西两侧的220kV配电装置分别向东、向西出线8回；500KV配电装置分别向东、向西出线2回，向北出线6回；
所述的500KV配电装置包括两组母线、母线横梁、进出线构架、HGIS设备，所述的HGIS设备沿母线横向设置一个C型完整串，C型完整串按照A、B、C三项分别对应：
C型完整串的两个边断路器的外端侧各设有一个HGIS出线套管、内端侧各设有一个连接母线的母线套管，中间断路器的两端分别通过分支母线并接在两个边断路器的外端侧；所述的母线横梁下方安装有Ⅰ号V型绝缘子串、Ⅱ号V型绝缘子串，Ⅰ母线安装在Ⅰ号V型绝缘子串上且Ⅰ母线引至一号母线套管，Ⅱ母线安装在Ⅱ号V型绝缘子串上且Ⅱ母线引至二号母线套管，所述的母线横梁为两组母线共用的横梁，取消母线间的支撑立柱，HGIS出线套管就近与主变引出线或线路引出线连接，所述的主变引出线和线路引出线位于配电装置的外侧，分别通过进出线构架上的出线挂点引出；所述两个间隔的HGIS母线共用一榀母线，采用大跨距悬吊式管母，两个间隔共用一跨管母支架，取消两间隔中间的管母构架，及两侧的V型悬吊瓷瓶，布置两个间隔共用的运输道路， 500KV配电装置区为“E”形道路。
在220KV变电站中设置三相垂直出线构架，上述构架内的220kV配电装置采用户外GIS断路器单列式布置，敞开式线路避雷器11与GIS出线套管12相邻布置；三相垂直出线构架8的三相垂直出线挂点9高度分别为9m、14m、19m；4回出线共用1榀出线构架，两榀构架间设置一个宽格构柱12。
所述的主变及低压侧区域，变压器低压侧与35KV母线采用GIB母线连接，GIB母线与罐式断路器进线端，罐式断路器的出线端与并联电抗器连接；所述的GIB母线内置有隔离开关；其中所述的主变及低压侧配电设备中包括干式空芯并联电抗器和紧凑型框架式并联电容器，所述的干式空芯并联电抗器包括A、B、C三相单相电抗器13以及各相的支柱绝缘子14，三相电抗器按照C、A、B顺序呈“一”字型排列，布置在中间位置的单相电抗器设置两个中性点端子，分别与布置在两边的单相电抗器连接。
采用上述技术方案的本发明，具有以下优点：全站配电装置布置分区明确、布线合理紧凑、接线顺畅，设备投资低，钢材量减少，占地节省，整体布局协调统一，经济和社会效益得到提高。
附图说明
图1为本发明的整体布置原理图。
图2为本发明变电站实际出线图。
图3为本发明500kV配电装置间隔横向尺寸断面布置图。
图4为220K GIS三相垂直出线断面示意图。
图5为220kV GIS三相垂直出线断面剖面图。
图6为紧凑型35KV框架式并联电容器平面图。
图7为“一字型”并联电抗器平面图。
其中，1是220KV配电装置，2是主变及低压侧配电设备，3是综合设备室，4是500KV配电装置，5是道路，6是事故油坑，7为悬吊管母，8是三相垂直出线构架，9是三相垂直出线的挂点，10是GIS出线套管，11是敞开式线路避雷器，12是两榀构架间的宽格构柱，13为单相电抗器，14为相间引线支柱绝缘子。
具体实施方式
如图1所示，一种变电站电气总平面布置结构，包括500KV配电装置区域、220KV配电装置区域、主变及低压侧区域，主变及低压侧区域的东西两侧为220KV配电装置区域、北侧为500KV配电装置区域，三者之间的布置结构为矩形框架结构；且所述东西两侧的220kV配电装置分别向东、向西出线8回；500KV配电装置分别向东、向西出线2回，向北出线6回。
500KV配电装置分别向东、西、北三个方向出线，如ABC出线，向北出线6回，向西出线2回，向东出现2回，共有10线4变，形成7个完整串，第一串的北侧向北出线、南侧向西出线，第二串的北侧向西出线、南侧接1号主变，第三串的北侧向北出线、南侧接2号主变，第四串的北侧向北出线、南侧向东出线，第五串的北侧向北出线、南侧接3号主变，第六串的北侧向北出线、南侧接4号主变，第七串的北侧向北出线、南侧向东出线，第七串的南侧向东出线路径被东起第四串南侧的向东侧出现占用，故第七串采用半C型布置，采用GIL母线将第七串的的南侧出线套管引至北侧出线套管实现向东侧出线，其余6串均采用C型布置。
C型完整串按照A、B、C三项分别对应：
C型完整串的两个边断路器的外端侧各设有一个HGIS出线套管、内端侧各设有一个连接母线的母线套管，中间断路器1的两端分别通过分支母线并接在两个边断路器的外端侧；所述的母线横梁下方安装有Ⅰ号V型绝缘子串、Ⅱ号V型绝缘子串，Ⅰ母线安装在Ⅰ号V型绝缘子串上且Ⅰ母线引至一号母线套管，Ⅱ母线安装在Ⅱ号V型绝缘子串上且Ⅱ母线引至二号母线套管，所述的母线横梁为两组母线共用的横梁，取消母线间的支撑立柱，HGIS出线套管就近与主变引出线或线路引出线连接，所述的主变引出线和线路引出线位于配电装置的外侧，分别通过进出线构架上的出线挂点引出。所述两个间隔的HGIS母线共用一榀母线，采用大跨距悬吊式管母，两个间隔共用一跨管母支架，取消两间隔中间的管母构架，及两侧的V型悬吊瓷瓶。
本发明的目的是在不降低设计的可靠性，并充分考虑经济性的前提下，通过合理布置配电装置使变电站的占地面积减少，实现一种紧凑型的变电站总平面布置结构，达到节约土地资源的需要。
本发明是通过采用以下措施来达到减少变电站占地面积，实现变电站总平面布置结构布置的：
（1）500KV HGIS配电装置采用基于新国际改进型C型3+0布置方案，改变了HGIS设备布置结构，通过采用分支母线转接的方式将母线套管布置于中间位置，进、出线套管布置于两端，取消了中间架构、横梁及进出线上层跨线，压缩了配电装置进出线构架尺寸；500KV出线两回合合用1榀构架，取消两间隔间悬吊管母架构，两组跨线间距由平行不停电检修带电部分距离控制；
经上述优化措施，配电装置区域纵向尺寸由可研的77.5m优化为52m，横向尺寸由可研的212m优化为161m
（2）两个220KV配电装置与主变及低压侧配电设备三者之间呈“H”型布置，东西两侧的220kV配电装置均为户外GIS设备，在东西两侧220kV配电装置之间还设有综合设备室3，综合设备室3与主变及低压侧配电装置2呈“一”字型布置。
另外，常规 220kV GIS 配电装置间隔出线宽度为7.5m，出线挂点采用三相水平布置，这样会增大占地面积，不符合节约用地的国策。在本申请中在220KV变电站中设置三相垂直出线构架，上述构架内的220kV配电装置采用户外GIS断路器单列式布置，敞开式线路避雷器11与GIS出线套管12相邻布置；三相垂直出线构架8的三相垂直出线挂点9高度分别为9m、14m、19m；4回出线共用1榀23.9m的出线构架，两榀构架间设置一个宽格构柱12，每个间隔宽度约6m，两榀构架间宽格构柱为2.2m,优化后本区域占地面积0.34hm2，较可研方案占地面积0.53hm2，节省占地0.19hm2，节省35.85%。
（3）所述的主变及低压侧区域，变压器低压侧与35KV母线采用GIB母线连接，GIB母线与罐式断路器进线端，罐式断路器的出线端与并联电抗器连接；所述的GIB母线内置有隔离开关；其中所述的主变及低压侧配电设备中包括干式空芯并联电抗器和紧凑型框架式并联电容器，所述的干式空芯并联电抗器包括A、B、C三相单相电抗器（13）以及各相的支柱绝缘子（14），三相电抗器按照C、A、B顺序呈“一”字型排列，布置在中间位置的单相电抗器设置两个中性点端子，分别与布置在两边的单相电抗器连接。
主变低压侧与35KV母线采用GIB母线连接，代替敞开式裸母线，GIB母线内置隔离开关，同时采用罐式断路器，既提高电气设备可靠性，又降低主变停电的概率，整体布局更为灵活性，节约占地面积。
具体实施方式如下：（1）变电站最终规模：
主变压器：4组三相一体变压器；
500KV出线：共出线10回；
220KV出线：共出线16回；
35KV无功补偿：远期每台主变配置为2组60Mvar并联电容器和1组90Mvar并联电抗器。
（2）电气主接线
500KV接线：采用创新性一个半断路器接线；
220KV接线：采用双母线接线；
35KV接线：采用单母线接线，每组母线分列运行，不设置总断路器。
（3）主要设备选型
500KV设备：采用HGIS设备；
220KV设备：采用GIS设备；
35KV设备：采用罐式断路器，低压并联电容器采用紧凑型框架式，低压并联电抗器采用干式空芯并联电抗器。
（4）电气总平面布置
本工程站址南侧的工字渠以南为该镇新农村建设的规划用地，电气总平面布置时考虑了地形、地质及出线等条件，可研方案500KV向东、西、北三个方向出线；220KV向南出线后，需要绕过规划的新镇区再向东、西折返，出线迂回，根据现场勘测，将站区220KV出线间隔调整为东、西方向布置，使站区220KV出线走廊顺捷，优化后较可研远期减少16基双回转角塔，使电气总平面布置较为合理。
如图所示，主变及低压侧区域的东西两侧为220KV配电装置区域、北侧为500KV配电装置区域，三者之间的布置结构为矩形框架结构，且东西两侧的220KV配电装置的边界与500KV配电装置东西方向的边界保持齐平，500KV配电装置向东、西、北三个方向出线，如ABC出线，220V配电装置分别向东、向西出线8回，所述的500KV配电装置区域与220KV配电装置区域和主变及低压侧区域中间以道路分隔。在东西两侧220kV配电装置之间还设有综合设备室，综合设备室与主变及低压侧配电装置呈“一”字型布置。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种变电站电气总平面布置结构,其特征在于：包括500KV配电装置区域、220KV配电装置区域、主变及低压侧区域，主变及低压侧区域的东西两侧为220KV配电装置区域、北侧为500KV配电装置区域，三者之间的布置结构为矩形框架结构；且所述东西两侧的220kV配电装置分别向东、向西出线8回；500KV配电装置分别向东、向西出线2回，向北出线6回；
所述的500KV配电装置包括两组母线、母线横梁、进出线构架、HGIS设备，所述的HGIS设备沿母线横向设置一个C型完整串，C型完整串按照A、B、C三项分别对应：
C型完整串的两个边断路器的外端侧各设有一个HGIS出线套管、内端侧各设有一个连接母线的母线套管，中间断路器的两端分别通过分支母线并接在两个边断路器的外端侧；所述的母线横梁下方安装有Ⅰ号V型绝缘子串、Ⅱ号V型绝缘子串，Ⅰ母线安装在Ⅰ号V型绝缘子串上且Ⅰ母线引至一号母线套管，Ⅱ母线安装在Ⅱ号V型绝缘子串上且Ⅱ母线引至二号母线套管，所述的母线横梁为两组母线共用的横梁，取消母线间的支撑立柱，HGIS出线套管就近与主变引出线或线路引出线连接，所述的主变引出线和线路引出线位于配电装置的外侧，分别通过进出线构架上的出线挂点引出；所述两个间隔的HGIS母线共用一榀母线，采用大跨距悬吊式管母，两个间隔共用一跨管母支架，取消两间隔中间的管母构架，及两侧的V型悬吊瓷瓶，布置两个间隔共用的运输道路， 500KV配电装置区为“E”形道路。
2.权利要求1所述的一种变电站电气总平面布置结构，其特征在于：在220KV变电站中设置三相垂直出线构架，上述构架内的220kV配电装置采用户外GIS断路器单列式布置，敞开式线路避雷器（11）与GIS出线套管（12）相邻布置；三相垂直出线构架（8）的三相垂直出线挂点（9）高度分别为9m、14m、19m；4回出线共用1榀出线构架，两榀构架间设置一个宽格构柱（12）。
3.权利要求1所述的一种变电站电气总平面布置结构，其特征在于：所述的主变及低压侧区域，变压器低压侧与35KV母线采用GIB母线连接，GIB母线与罐式断路器进线端，罐式断路器的出线端与并联电抗器连接；所述的GIB母线内置有隔离开关；其中所述的主变及低压侧配电设备中包括干式空芯并联电抗器和紧凑型框架式并联电容器，所述的干式空芯并联电抗器包括A、B、C三相单相电抗器（13）以及各相的支柱绝缘子（14），三相电抗器按照C、A、B顺序呈“一”字型排列，布置在中间位置的单相电抗器设置两个中性点端子，分别与布置在两边的单相电抗器连接。
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