CN108683117B - 一种330kV全户内变电站设备布置结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种330kV全户内变电站设备布置结构，涉及电力供应技术领域。包括：采用两层三列布置方式的配电装置楼，其内设有第一变电站层、第二变电站层、第一控制层、第二控制层，还包括电缆夹层，电缆夹层、第一变电站层、第二变电站层依次从下至上垂直设置。其中，第一变电站层内布置有若干主变压器、并联电抗器、330kV GIS设备以及110kV GIS设备；第二变电站层内布置有并联电容器、站用变；第一控制层布置有35kV配电室、消防控制室、安全工具室等；第二控制层布置有二次设备室、蓄电池室等。本申请提供的330kV全户内变电站设备布置结构充分利用土地及其垂直上方空间，合理布置电气设备，提高了土地的利用效率，具有较强的经济性和适用性。

Description

一种330kV全户内变电站设备布置结构

技术领域

本申请涉及电力供应技术领域，尤其涉及一种330kV全户内变电站设备布置结构。

背景技术

随着工业水平的快速提升，城市规模随之不断进行改造和扩建，居民用电需求量的增长也变成一个不可忽视的问题。电力负荷密度的增大，导致许多变电站必须深入到城市负荷中心才能确保供电的可靠性。传统的敞开式配电装置布置形式已经越来越不能满足城市发展及环境保护的要求，随着GIS制造技术的发展，大量GIS厂家引进外国的先进技术以及采取合资生产的形式，使得GIS的性能和质量明显得到了改善，价格也在逐步下调，具备了广泛应用的条件，也为建设深入城市中心的小型化枢纽变电站，提供了良好的先行条件。

330kV户外变电站一般采用平面式设计结构，占地面积广，噪声大，很多电力研究院转向研究设计330kV全户内变电站，但建设在城市中心户内变电站，需面临着以下几个问题：(1)用地紧张，站址难觅，土地征用不易且站址迁徙费用昂贵，面积易受限。(2)变电站建筑的格调必须充分考虑周围环境，需与周围环境相匹配，不能破坏城市环境整体布局。(3)变电站的建设必须满足城市消防、环保的要求。既要防火防爆，也要降低噪音。(4)无人值守变电站是变电站建设的必然趋势，因而，新建设的变电站需要新技术、新设备的大力支持。

随着330kV全户内变电站的应用越来越广泛，亟需一种可以合理有效的节省占地面积，并能做到可靠性、经济性、先行性、适应性、灵活性和时效性相结合的330kV全户内变电站布置方式。

发明内容

本申请提供了一种330kV全户内变电站设备布置结构，以解决330kV全户内变电站在建设过程中，面临的结构设计不合理、经济性和适用性差、应用受限等问题。

一种330kV全户内变电站设备布置结构，包括：配电装置楼，所述配电装置楼采用两层三列布置方式，内设有第一变电站层、第二变电站层、第一控制层、第二控制层，其中，所述第一控制层与所述第一变电站层位于同一楼层，且位于所述第一变电站层的一侧；所述第二控制层与所述第二变电站层位于同一楼层，且位于所述第二变电站层的一侧；所述第一控制层和所述第二控制层上下垂直布置；

所述第一变电站层内布置有若干主变压器、并联电抗器、330kV GIS设备以及110kV GIS设备；所述第二变电站层内布置有并联电容器、站用变；所述330kV GIS设备、所述110kV GIS设备所在区域地下一层布置有电缆夹层；所述电缆夹层、所述第一变电站层、所述第二变电站层依次从下至上垂直设置；

所述第一控制层布置有35kV配电室、消防控制室、安全工具室、机动用房、资料室；所述第二控制层布置有二次设备室、蓄电池室及办公室。

可选的，所述电缆夹层设置在负4.5m层；所述第一变电站层与所述第一控制层布置在0m层；所述第二变电站层和所述第二控制层布置在6m层。

可选的，所述主变压器采用三相、自耦、油浸式自然有循环风冷变压器；所述并联电容器为户内框架式电容器配干式铁芯电抗器；所述并联电抗器采用油浸铁芯式电抗器。

可选的，所述主变压器的本体设置在室内，所述主变压器的主变散热器设置在室外。

可选的，所述330kV全户内变电站设备布置结构的330kV配电装置采用双母线双分段接线形式，所述330kV配电装置采用单列布置形式。

可选的，所述330kV全户内变电站设备布置结构采用完全自然通风与半自然通风相结合的通风方式。

可选的，所述330kV全户内变电站设备布置结构还设有降噪系统。

可选的，所述配电装置楼采用空调加电暖气的采暖方式。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

与现有技术相比，本申请提供的一种330kV全户内变电站设备布置结构，充分利用土地资源，合理布置配电装置楼。该配电装置楼为综合生产型配电楼，采用两层三列的布置方式，包括位于同一楼层的第一变电站层和第一控制层、位于同一楼层的第一变电站层和第二控制层，第一控制层和第二控制层上下垂直布置，电缆夹层设置在地下一层，与第一变电站层、第二变电站层依次从下至上垂直设置，第一变电站层、第一变电站层内分别设置相关的电气设备，以满足变电站的正常运行。本申请合理利用了土地及其上方空间，提高了土地配置和利用效率，330kV配电装置采用双母线双分段接线形式，可保持其中一条母线故障检修期间，另一条母线保持正常运行；采用自然通风与半自然通风相结合的通风方式即可达到节约能源的效果，又能保证配电装置楼的正常通风需求；采用空调加电暖气的采暖方式，保证电气设备的运行环境；同时该变电站还设有降噪系统，满足城中心噪音条件。本申请提供的330kV全户内变电站设备布置结构，是一种多层式、垂直式分布的变电站结构，改变了传统330kV户外变电站的平面式设计结构，有效解决了在土地资源紧张而供电迫切的城区建设变电站的占地问题，具有较强的经济性和适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的配电装置楼一层平面图。

图2为本申请实施例提供的配电装置楼一层平面设备布置图。

图3为本申请实施例提供的配电装置楼二层平面图。

图4为本申请实施例提供的配电装置楼二层平面设备布置图。

图5为本申请实施例提供的配电装置楼第一剖面图。

图6为本申请实施例提供的配电装置楼第二剖面图。

附图标记说明：1、第一变电站层；101、主变压器室；102、110kV GIS设备室；103、电抗器室；104、电抗器散热器室；105、330kV GIS设备室；2、第二变电站层；201、电容器室；202、主变散热器室；203、330kV GIS设备室上空；204、主变压器室上空；205、站用变室；3、第一控制层；301、安全工具室；302、机动用房；303、电缆竖井；304、消防控制室；305、资料室；306、35kV配电室；4、第二控制层；401、二次设备室；402、办公室、403、蓄电池室；404、监控室；5、电缆夹层。

具体实施方式

请参考附图1～图4，其中，图1和图2为330kV全户内变电站的配电装置楼的一层平面图及平面设备布置图，图3和图4为330kV全户内变电站的配电装置楼的二层平面图及平面设备布置图。

一种330kV全户内变电站设备布置结构，包括：配电装置楼，配电装置楼采用两层三列布置方式，内设有第一变电站层1、第二变电站层2、第一控制层3、第二控制层4，其中，第一控制层3与第一变电站层1位于同一楼层，且位于第一变电站层1的一侧；第二控制层4与第二变电站层2位于同一楼层，且位于第二变电站层2的一侧；第一控制层3和第二控制层4上下垂直布置。

第一变电站层1内布置有主变压器、并联电抗器、330kV GIS设备以及110kV GIS设备；第二变电站层2内布置有并联电容器、站用变；330kV GIS设备、110kV GIS设备所在区域地下一层布置有电缆夹层5；电缆夹层5、第一变电站层1、第二变电站层2依次从下至上垂直设置。

第一控制层3布置有35kV配电室306、消防控制室304、资料室305、安全工具室301、机动用房302、资料室305；第二控制层4布置有二次设备室401、蓄电池室403及办公室402。

图5和图6为配电装置楼对应于图1中第一剖面和第二剖面，即A-A剖面和B-B剖面。从图1至图6可以看出本申请实施例提供的配电装置楼，为综合生产型配电装置楼，该配电装置楼的主要设备房间的内墙板为防火墙，燃烧性能达A级，外墙板根据建筑物的特点选用轻质复合节能墙板或发泡水泥复合板，具有保温功能并易于后期维修拆卸、安装，在外墙板的内侧布设一道纤维增强硅酸盐单板，用于管线的敷设。

采用两层三列布置方式，第一层为第一控制层，和位于任意一侧的第一变电站层；第二层为第二控制层，和位于其任意一侧的第二变电站层。

其中，在第一变电站层1沿宽度方向的一侧，与35kV配电室306交错布置着若干主变压器室101，若干主变压器放置在各主变压器室101内；在第一变电站层1沿宽度方向的另一侧布置着若干电抗器室103、电抗器散热器室104、110kV GIS设备室102，110kV GIS设备、若干电抗器和电抗散热器放置分别在110kV GIS设备室102、电抗器室103、电抗器散热器室104内，各电抗器并联设置；第一变电站层1的中间位置处，布置着330kV GIS设备室105和第一控制层3、330kV GIS设备放置在330kV GIS设备室105内；并且在330kV GIS设备室105和110kV GIS设备室102的地下一层，设置电缆夹层5，以方便电缆线与330kV GIS设备、110kVGIS设备的连接，本申请实施例仅设置一层电缆夹层5，不仅可以方便电器设备的连接，同时，可以规整电缆线路，达到整洁和节约成本的效果。

第二变电站层2沿宽度方向的一侧，为主变压器室101的上层空间、主变散热器室202以及站用变室205，站用变室205内布置着各个站用变电气件设备用于满足变电站的生活、生产用电等；第二变电站层2沿宽度方向的另一侧，布置着若干电容器室201；第二变电站层2的中间位置处，为330kV GIS设备室105的上层空间和第二控制层4。

在竖直方向上，电缆夹层5、第一变电站层1、第二变电站层2依次从下至上垂直设置，有效利用了垂直空间，减少了占地面积。

如图1和图2所示，主变压器室101、35kV配电室306，设置在第一变电站层1的第一列；330kV GIS设备室105以及第一控制层3共同设置在第一变电站层1的第二列；第一变电站层1的第三列主要设置电抗器室103和电抗器散热器室104，以满足电抗器最大运输单元体积、本体重量、抗震、设备运输、后期运维等方面的要求。电抗器散热器室104设置在配电装置楼靠外侧位置，便于散热器进行自然散热。

如图3和图4所示，主变散热器室202、站用变室205设置在第二变电站层2的第一列，其中主变散热器室202取用35kV配电室306与第二变电站层2连通的二层空间；二次设备室401、蓄电池室403设置在第二变电站层2的第二列；电容器室201设置在第二变电站层2的第三列。

需要说明的是，主变电压器室101、330kV GIS设备室105的上空与第二变电站层2的空间连通，分别形成主变压器室上空204、330kV GIS设备室上空203。

第一控制层3设置在第一变电站层1沿长度方向的任意一侧，用于对第一变电站层1内各电气设备的控制，包括：35kV配电室306、消防控制室304、安全工具室301、机动用房302、资料室305，同时，为满足生活需求，还设置了生活区，包括值班室、卫生间等。其中，35kV配电室306内布置有各种配电装置及开关柜，主要用于对各个主变压器的电气控制；消防控制室304用于存放消防器具，在火灾事故发生时，可及时提供灭火材料；安全工具室301用于存放各检修工具，以方便工人随时提取检修工具；机动用房302用于机动设备的存放；资料室305用于存放变电站各设备运行记录、检修记录等资料，方便工人及时记录、查看；生活区主要用于满足工人日常生活需求。

第二控制层4设置在第二变电站层2沿长度方向的任意一侧，一般设置在于第一控制层3同侧位置处，呈上下垂直布置，用于对第二变电站层2内各电气设备的控制，包括：二次设备室401、蓄电池室403、监控室404及办公室402。其中，二次设备室401为低压侧各二次设备的工作区间；蓄电池室403用于为配电装置楼提供应急电源，以满足意外停电时，为工人提供临时电源，方便检修故障设备，同时，蓄电池室403内设有一间独立用于通信的通信蓄电池室；监控室404内安装有监控设备，可随时监控配电装置楼内各处的情况；办公室402用于工人日常办公。

本申请实施例提供的330kV全户内变电站设备布置结构，在配电装置楼内从下至上垂直设置电缆夹层5、第一变电站层1、第二变电站层2，以及与第一变电站层1、第二变电站层2分别关联的第一控制层3和第二控制层4。本申请实施例提供一种多层式、垂直式分布的变电站结构，改变了传统330kV户外变电站的平面式设计结构，有效解决了在土地资源紧张而供电迫切的城区建设变电站的占地问题，具有较强的经济性和适用性。

可选的，电缆夹层5设置在负4.5m层；第一变电站层1与第一控制层3布置在0m层；第二变电站层2和第二控制层4布置在6m层。

第一变电站层1、第一控制层3、第二变电站层2、第二控制层4均布置在地面层以上，电缆夹层5布置在地下一层。配电装置楼仅设置一个电缆夹层5，满足各电气元件的需求。

可选的，主变压器采用三相、自耦、油浸式自然有循环风冷变压器；并联电容器为户内框架式电容器配干式铁芯电抗器；并联电抗器采用油浸铁芯式电抗器。

三相、自耦、油浸式自然有循环风冷变压器，体积小，重量轻，功率损耗低，靠空气自然流动和热辐射带走变压器的热量，无风机，无噪音，不会额外消耗电能，可满足城市中心对噪音的要求。主变压器的数量根据实际用电需求确定。

户内框架式电容器，用于电力系统的无功补偿，可提高功率因数，调整网络电压，降低线路损耗，改善供电质量，提高配电设备的使用效率。其中户内管框架式电容器与串联电抗器、开关、放电线圈等组成成套装置，串联电抗器采用干式铁芯结构。

油浸铁芯式电抗器可靠性高，稳定性好，可保证电网系统安全稳定运行。

可选的，主变压器的本体设置在室内，主变压器的主变散热器设置在室外。

主变压器放置在主变压器室101内，位于室内，方便与其他电气设备连接；主变散热器放置在主变散热器室202内，主变散热器室202为室外预设空间，可充分利用环境条件，辅助散热。

可选的，330kV全户内变电站设备布置结构的330kV配电装置采用双母线双分段接线形式，330kV配电装置采用单列布置形式。

本申请实施例中各GIS设备采用单列式布置的接线方式，即断路器全部布置在主母线的一侧，所有进出线均从该侧接线，这种布置方式横向尺寸小，出线电缆整齐统一，方便布置。

双母线双分段接线在其中一条母线出现故障，无法正常供电时，由另一条母线继续实现供电，可保证供电的持续性。

可选的，330kV全户内变电站设备布置结构采用完全自然通风与半自然通风相结合的通风方式。

本申请实施例提供的配电装置楼，充分利用房间外墙条件，在房间的外墙上直接安装含防雨百叶的百叶窗，利用百叶窗自然进风，并充分考虑环境条件进行防沙、降噪设计。

同时，在梁柱占用的无效空间、房间内拐角、电气设备间隙等闲置区域设置通风竖井或通风夹壁，竖井及夹壁高出屋面，利用热压差确定竖井及夹壁高度，充分利用“烟囱效应”进行自然排风。

对部分顶层房间，根据风量及热压作用可选用通风天窗、屋顶自然通风器、无动力屋顶轴流风机等通风设备，以提高房间有效高度，增大房间自然通风热压差，保证设备余热充分出除室外。

对自然通风与半自然通风方式进行智能控制，自动控制通风设备的开度、通风量，以满足变电站的通风需求和温度需求，保证变电站内各电气设备运行的外部环境达到最佳，延长设备运行寿命。

可选的，330kV全户内变电站设备布置结构还设有降噪系统。

330kV全户内变电站设备布置结构内部设有降噪系统以满足城市噪音条件。本申请实施例提供的变电站，根据电气设备噪音频谱特性，在通风夹壁、通风天窗、屋顶自然通风器喉口、风机进出口、百叶窗窗口等位置，布置消音降噪设施。

可选的，配电装置楼采用空调加电暖气的采暖方式。

采用空调加电暖气的采暖方式，可有效避免热水采暖方式引起的水患，保护电气设备。

本申请实施例提供的330kV全户内变电站设备布置结构对现有的户外变电站结构进行了改进，提供了一种多层次、垂直分布的变电站结构，减少了占地面积，并从设备布置、接线、降噪、通风、采暖等各个方面合理设计，充分满足变电站的正常运行。

本申请实施例提供的330kV全户内变电站设备布置结构上固设在综合楼内，变电站和综合楼均采用钢筋混凝土结构，满足承载要求、耐火性要求。综合楼与变电站相匹配，也采用多层式、垂直分布结构，综合楼在合理位置处设有上下楼梯、升降台、进风井、排风井、走廊等，该综合楼的设计减少了占地面积，提高了土地利用效率。

需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种330kV全户内变电站设备布置结构，其特征在于，包括：配电装置楼，所述配电装置楼采用两层三列布置方式，内设有第一变电站层(1)、第二变电站层(2)、第一控制层(3)、第二控制层(4)，其中，所述第一控制层(3)与所述第一变电站层(1)位于同一楼层，且位于所述第一变电站层(1)的一侧；所述第二控制层(4)与所述第二变电站层(2)位于同一楼层，且位于所述第二变电站层(2)的一侧；所述第一控制层(3)和所述第二控制层(4)上下垂直布置；

所述第一变电站层(1)内布置有若干主变压器、并联电抗器、330kV GIS设备以及110kVGIS设备；所述第二变电站层(2)内布置有并联电容器、站用变；所述330kV GIS设备、所述110kV GIS设备所在区域地下一层布置有电缆夹层(5)；所述电缆夹层(5)、所述第一变电站层(1)、所述第二变电站层(2)依次从下至上垂直设置；

所述第一控制层(3)布置有35kV配电室(306)、消防控制室(304)、安全工具室(301)、机动用房(302)、资料室(305)；所述第二控制层(4)布置有二次设备室(401)、蓄电池室(403)及办公室(402)；

主变压器室(101)和35kV配电室(306)设置在所述第一变电站层(1)的第一列，330kVGIS设备室(105)和所述第一控制层(3)中的所述消防控制室(304)、安全工具室(301)、机动用房(302)、资料室(305)设置在所述第一变电站层(1)的第二列，110kV GIS设备室(102)、电抗器室(103)和电抗器散热器室(104)设置在所述第一变电站层(1)的第三列；

主变散热器室(202)和站用变室(205)设置在所述第二变电站层(2)的第一列，所述二次设备室(401)、所述办公室(402)和所述蓄电池室(403)设置在所述第二变电站层(2)的第二列，电容器室(201)设置在所述第二变电站层(2)的第三列。

2.根据权利要求1所述的330kV全户内变电站设备布置结构，其特征在于，所述电缆夹层(5)设置在负4.5m层；所述第一变电站层(1)与所述第一控制层(3)布置在0m层；所述第二变电站层(2)和所述第二控制层(4)布置在6m层。

3.根据权利要求1所述的330kV全户内变电站设备布置结构，其特征在于，所述主变压器采用三相、自耦、油浸式自然有循环风冷变压器；所述并联电容器为户内框架式电容器配干式铁芯电抗器；所述并联电抗器采用油浸铁芯式电抗器。

4.根据权利要求1所述的330kV全户内变电站设备布置结构，其特征在于，所述主变压器的本体设置在室内，所述主变压器的主变散热器设置在室外。

5.根据权利要求1所述的330kV全户内变电站设备布置结构，其特征在于，所述330kV全户内变电站设备布置结构的330kV配电装置采用双母线双分段接线形式，所述330kV配电装置采用单列布置形式。

6.根据权利要求1所述的330kV全户内变电站设备布置结构，其特征在于，所述330kV全户内变电站设备布置结构采用完全自然通风与半自然通风相结合的通风方式。

7.根据权利要求1所述的330kV全户内变电站设备布置结构，其特征在于，所述330kV全户内变电站设备布置结构还设有降噪系统。

8.根据权利要求1所述的330kV全户内变电站设备布置结构，其特征在于，所述配电装置楼采用空调加电暖气的采暖方式。