CN210224761U - 一种紧凑化布置的220kV全户内变电站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，包括建筑物、若干个主变单元、220kV/110kV气体绝缘金属封闭开关设备、10kV开关柜、10kV消弧线圈接地变成套装置、二次设备，建筑物内沿直角坐标系的Y轴方向划分为第一空间、第二空间和第三空间，第二空间又划分为第一子空间和第二子空间，第三空间又划分为第三子空间和第四子空间。主变单元设置于第一空间内，二次设备设置于第一子空间中，10kV开关柜和10kV消弧线圈接地变成套装置设置于第二子空间中，220kV气体绝缘金属封闭开关设备设置于第三子空间中，110kV气体绝缘金属封闭开关设备设置于第四子空间中。本实用新型可以减少变电站占地总面积，设备布置更加紧凑、合理。
Description
技术领域
本实用新型涉及输变电工程设计技术领域，特别是涉及一种紧凑化布置的220kV全户内变电站的紧凑化布置方案。
背景技术
随着我国城市化水平的大力推进，居民用电负荷不断增长，但城区土地资源稀缺，征地困难，因此对变电站设计提出了更高的要求。需要根据电力负荷性质、容量、环境条件、运行维护等要求，合理选用设备和制定布置方案，坚持节约用地的原则，并满足通风散热和降噪等要求。
目前，现有220kV户内变电站一般采用双绕组或三绕组变压器水平分体布置，所用硅钢片和铜线的量较大，铜损和铁损较多，且占地面积较大。配电装置布置在综合变电楼的不同楼层，各电压等级电气设备间的连接普遍采用电缆方式，电缆数目较多，投资高且容易造成交叉跨越。变电站通风空调系统设计通常采用集中通风空调系统的形式，导致各功能房间通风量和温度水平产生不必要的一致，既浪费能源，又不满足环保要求。
因此，随着220kV全户内变电站的普遍应用，电气设备的紧凑化布置逐渐成为减少建筑面积以及变电站总占地面积的关键。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够减少占地面积的紧凑化布置的220kV全户内变电站。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，包括建筑物、若干个主变单元、220kV气体绝缘金属封闭开关设备、110kV气体绝缘金属封闭开关设备、10kV开关柜、10kV消弧线圈接地变成套装置、二次设备，每个所述主变单元包括一台主变压器和与其配套的散热器、10kV动态无功补偿装置，在所述建筑物内的水平方向上建立直角坐标系，沿所述直角坐标系的Y轴方向将所述建筑物内的空间划分为依次设置的第一空间、第二空间和第三空间，所述主变单元设置于所述第一空间内，沿所述直角坐标系的X轴方向将所述第二空间划分为依次设置的第一子空间和第二子空间，所述二次设备设置于所述第一子空间中，所述10kV开关柜和所述10kV消弧线圈接地变成套装置设置于所述第二子空间中，沿所述直角坐标系的X轴方向将所述第三空间划分为依次设置的第三子空间和第四子空间，所述220kV气体绝缘金属封闭开关设备设置于所述第三子空间中，所述110kV气体绝缘金属封闭开关设备设置于所述第四子空间中。
优选的，所述建筑物内通过墙体划分为主变室、二次设备室和综合室，所述主变室位于所述第一空间处，所述主变单元设置于所述主变室中，所述二次设备室设置于所述第一子空间处，所述二次设备设置于所述二次设备室中，所述综合室设置于所述第二子空间、第三子空间和第四子空间处，所述220kV气体绝缘金属封闭开关设备、所述110kV气体绝缘金属封闭开关设备、所述10kV开关柜、所述10kV消弧线圈接地变成套装置均设置于所述综合室内。
优选的，所述主变室内的每个所述主变单元中，所述散热器、所述10kV动态无功补偿装置均设置于所述主变压器的侧部，且所述散热器的最低处位于所述主变压器的高度中点所在平面之上，所述10kV动态无功补偿装置设置于所述散热器下方。
优选的，所述主变室内的每个所述主变单元所在的空间由墙体和楼板分隔为主变本体室、散热器室和补偿装置室，所述主变压器设置于所述主变本体室内，所述散热器设置于所述散热器室内，所述10kV动态无功补偿装置设置于所述补偿装置室内。
优选的，所述散热器室的至少局部为敞开式户外布置。
优选的，所述二次设备室中，所述二次设备呈多行布置。
优选的，所述综合室中，所述10kV开关柜采用单列、双列结合的布置方式，所述10kV消弧线圈接地变成套装置设置于单列布置的10kV开关柜一侧。
优选的，所述220kV气体绝缘金属封闭开关设备、所述110kV气体绝缘金属封闭开关设备分别通过GIL气管与所述主变压器相连接，所述220kV气体绝缘金属封闭开关设备的出线侧、所述110kV气体绝缘金属封闭开关设备的出现侧均连接电缆。
优选的，所述综合室底部设置有用于排布电缆的电缆沟。
优选的，所述建筑物内设置智能环境控制系统。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型可以减少变电站占地总面积，设备布置更加紧凑、合理，便于开展工作。
附图说明
附图1为本实用新型的紧凑化布置的220kV全户内变电站的一层平面布置图。
附图2为本实用新型的紧凑化布置的220kV全户内变电站的二层平面布置图。
附图3为本实用新型的紧凑化布置的220kV全户内变电站中涉及220kV气体绝缘金属封闭开关设备的放大断面图。
附图4为本实用新型的紧凑化布置的220kV全户内变电站中涉及110kV气体绝缘金属封闭开关设备的放大断面图。
以上附图中：1、建筑物；2、220kV气体绝缘金属封闭开关设备；3、110kV气体绝缘金属封闭开关设备；4、10kV开关柜；5、10kV消弧线圈接地变成套装置；6、主变压器；7、散热器；8、10kV动态无功补偿装置；9、二次设备；10、屋顶；11、主变室；12、二次设备室；13、综合室；14、主变本体室；15、散热器室；16、补偿装置室；17、全站主入口；18、GIL气管。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一：如附图1至附图4所示，一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，包括建筑物1，以及设置在建筑物1中的若干个主变单元、若干220kV气体绝缘金属封闭开关设备2（Gas Insulated Substation，GIS）、若干110kV气体绝缘金属封闭开关设备3、若干10kV开关柜4、若干10kV消弧线圈接地变成套装置5、若干二次设备9。每个主变单元包括一台主变压器6和与其配套的散热器7、10kV动态无功补偿装置8。
建筑物1平面呈矩形，其包括竖直的四面外墙以及设置在外墙顶部的屋顶、设置在外墙底部的底面。各设备均位于屋顶10下方。
在建筑物1内的水平方向上建立直角坐标系，沿直角坐标系的Y轴方向将建筑物1内的空间划分为依次设置的第一空间、第二空间和第三空间，沿直角坐标系的X轴方向将第二空间划分为依次设置的第一子空间和第二子空间，沿直角坐标系的X轴方向将第三空间划分为依次设置的第三子空间和第四子空间。本实施例中，所建立的直角坐标系中Y轴的正方向为北方。
建筑物1内通过墙体划分为主变室11、二次设备室12和综合室13。
主变室11位于第一空间处，主变单元设置于主变室11中，即主变单元设置于第一空间内。若包括多个主变单元，则各主变单元沿东西方向成行排布。每个主变单元中，散热器7、10kV动态无功补偿装置8均设置于主变压器6的侧部，且散热器7的最低处位于主变压器6的高度中点所在平面之上，10kV动态无功补偿装置8设置于散热器7下方。即散热器7设置于主变压器6的侧上方，10kV动态无功补偿装置8主变压器6的侧下方。因此，主变室11内的每个主变单元所在的空间由墙体和楼板分隔为主变本体室14、散热器室15和补偿装置室16，主变压器6设置于主变本体室14内，散热器7设置于散热器室15内，10kV动态无功补偿装置8设置于补偿装置室16内。散热器室15的至少局部为敞开式户外布置。由此可见，建筑物1采用局部二层，其余部分一层的结构形式。
主变压器6采用三相自耦、有载调压的油浸变压器，具有消耗材料少、成本低、损耗少、效益高、重量轻、尺寸小、占地面积小等优点。采用的10kV动态无功补偿装置8体积小、损耗少、控制系统灵活、智能。
二次设备室12设置于第一子空间处，二次设备9设置于二次设备室12中，即二次设备9设置于第一子空间中。二次设备9可模块化多行布置。二次设备室12可以位于全站主入口17处，方便操作运行。
综合室13设置于第二子空间、第三子空间和第四子空间处，由于220kV气体绝缘金属封闭开关设备2、110kV气体绝缘金属封闭开关设备3、10kV开关柜4所需的运行特性和维护需求一致，并且220kV气体绝缘金属封闭开关设备2和110kV气体绝缘金属封闭开关设备3布置的保护装置均可下放到设备室内布置，故220kV气体绝缘金属封闭开关设备2、110kV气体绝缘金属封闭开关设备3、10kV开关柜4、10kV消弧线圈接地变成套装置5均设置于综合室13内，即共室布置。具体为：10kV开关柜4和10kV消弧线圈接地变成套装置5设置于第二子空间中，220kV气体绝缘金属封闭开关设备2设置于第三子空间中，位于建筑物1的西南方向，110kV气体绝缘金属封闭开关设备3设置于第四子空间中，位于建筑物1的东南方向。
综合室13中，220kV气体绝缘金属封闭开关设备2、110kV气体绝缘金属封闭开关设备3并列布置。220kV气体绝缘金属封闭开关设备2南侧及110kV气体绝缘金属封闭开关设备3北侧均设置安装检修和巡视通道。10kV开关柜4采用单列、双列结合的布置方式，10kV消弧线圈接地变成套装置5设置于单列布置的10kV开关柜4一侧。10kV开关柜4采用户内充气式开关柜，占地面积小，免维护。10kV接地变兼消弧线圈采用成套装置，由工厂组装，简化安装方式，减少现场工作量，缩短安装工期。由于充气柜为固定柜，维护通道设定为柜前2米、柜后1米，从而实现各电压等级配电设备充分合并共享检修和巡视通道，使得变电站户内空间得到高效利用。
220kV气体绝缘金属封闭开关设备2、110kV气体绝缘金属封闭开关设备3分别通过GIL（Gas Insulated Metal Enclosed Transmission Line， GIL）气管18与主变压器6相连接，大大减少了室内电缆的敷设。连接220kV气体绝缘金属封闭开关设备2和主变压器6的GIL气管18包括依次连接的第一220kV气管段、第二220kV气管段和第三220kV气管段，第一220kV气管段由220kV气体绝缘金属封闭开关设备2的主变进线侧向上延伸至屋顶10上方，第二220kV气管段设置于屋顶10上方并由220kV气体绝缘金属封闭开关设备2对应位置延伸至主变压器6对应位置，第三220kV气管段由屋顶10上方向下延伸至主变压器6的油气套管。连接110kV气体绝缘金属封闭开关设备3和主变压器6的GIL气管18包括依次连接的第一110kV气管段、第二110kV气管段和第三110kV气管段，第一110kV气管段由110kV气体绝缘金属封闭开关设备3的主变进线侧向上延伸至屋顶10下方，第二110kV气管段设置于屋顶10下方并由110kV气体绝缘金属封闭开关设备3对应位置延伸至主变压器6对应位置，第三110kV气管段由屋顶10下方向下延伸至主变压器6的油气套管。
220kV气体绝缘金属封闭开关设备2的出线侧、110kV气体绝缘金属封闭开关设备3的出现侧均连接电缆。根据配电装置布置方案，确定电缆出线方向。220kV电缆隧道向西，220kV单芯电缆直径约为126mm，设计转弯半径约为2.5m，220kV电缆隧道按照深度为3.0m考虑，宽度按2m考虑。110kV电缆隧道向南，110kV单芯电缆直径约为100mm，设计转弯半径约为2.0m，110kV电缆沟按照深度为2.1m考虑，电缆隧道按照深度为1.9m考虑。用于排布电缆的10kV电缆沟布置于综合室13底部，位于10kV开关柜4下方及后部，出线为东侧，与220kV、110kV出线电缆均无交叉。采用成品电缆沟、无机复合盖板和支架，采用工厂化加工，模块化安装方式，缩短施工建设周期。
建筑物1内还可利用剩余空间设置卫生间、辅房（如蓄电池室等）等。
此外，建筑物1内还设置智能环境控制系统，通过智能环境控制系统可以实现通风散热、防凝露、排SF6泄漏、无噪滤尘，以及有线或无线控制、查询和报警等功能，并设有全自动防火防爆隔断设备。对于通风，综合室13、二次设备室12、蓄电池室等设置事故通风装置，综合室13每小时事故排风不少于4次，其他房间每小时事故排风不少于12次，事故通风采用自然进风、机械排风。还可以设置降温通风装置。
智能环境控制系统通过对变电站优选并确定检测点和进出通风口的位置，实现全自动控制进风量对应出风口热流量变化而变化，利用设备所产生热能，通过引风引导变电站内部的热量形成有序、定向排放，以超低耗实现对变电站环境的智能控制。
本发明的优点在于：选用了效率高、能耗小的电气设备，优化了连接方式和电缆敷设路径，提高了变电站的空间利用率，为电气设备的运输、安装、检修和巡视提供了便利，具体说明如下：（1）各电压等级的电气设备均采用户内小型化装置，占地面积小，损耗少，便于运输和安装，且性能更优；（2）尽可能多的将不同电压等级设备同室布置，共用检修、巡视通道，节约土地，减少建筑面积；（3）采用电缆隧道和电缆沟，取消电缆夹层，减少建筑面积。220、110kV单芯电缆与10kV三芯电缆分开敷设，电缆引接清晰便捷，路径通畅，各电压等级电缆出线避免交叉、跨越；（4）通过采用变电站智能环境控制系统对电气设备运行空间内部各个不同点位温、湿度的测量，优选进出通风口的位置，使内部的热量形成有序、定向排放，具有安全运行和冷却节能的优点。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，包括建筑物、若干个主变单元、220kV气体绝缘金属封闭开关设备、110kV气体绝缘金属封闭开关设备、10kV开关柜、10kV消弧线圈接地变成套装置、二次设备，每个所述主变单元包括一台主变压器和与其配套的散热器、10kV动态无功补偿装置，其特征在于：在所述建筑物内的水平方向上建立直角坐标系，沿所述直角坐标系的Y轴方向将所述建筑物内的空间划分为依次设置的第一空间、第二空间和第三空间，所述主变单元设置于所述第一空间内，沿所述直角坐标系的X轴方向将所述第二空间划分为依次设置的第一子空间和第二子空间，所述二次设备设置于所述第一子空间中，所述10kV开关柜和所述10kV消弧线圈接地变成套装置设置于所述第二子空间中，沿所述直角坐标系的X轴方向将所述第三空间划分为依次设置的第三子空间和第四子空间，所述220kV气体绝缘金属封闭开关设备设置于所述第三子空间中，所述110kV气体绝缘金属封闭开关设备设置于所述第四子空间中。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，其特征在于：所述建筑物内通过墙体划分为主变室、二次设备室和综合室，所述主变室位于所述第一空间处，所述主变单元设置于所述主变室中，所述二次设备室设置于所述第一子空间处，所述二次设备设置于所述二次设备室中，所述综合室设置于所述第二子空间、第三子空间和第四子空间处，所述220kV气体绝缘金属封闭开关设备、所述110kV气体绝缘金属封闭开关设备、所述10kV开关柜、所述10kV消弧线圈接地变成套装置均设置于所述综合室内。
3.根据权利要求2所述的一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，其特征在于：所述主变室内的每个所述主变单元中，所述散热器、所述10kV动态无功补偿装置均设置于所述主变压器的侧部，且所述散热器的最低处位于所述主变压器的高度中点所在平面之上，所述10kV动态无功补偿装置设置于所述散热器下方。
4.根据权利要求3所述的一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，其特征在于：所述主变室内的每个所述主变单元所在的空间由墙体和楼板分隔为主变本体室、散热器室和补偿装置室，所述主变压器设置于所述主变本体室内，所述散热器设置于所述散热器室内，所述10kV动态无功补偿装置设置于所述补偿装置室内。
5.根据权利要求4所述的一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，其特征在于：所述散热器室的至少局部为敞开式户外布置。
6.根据权利要求2所述的一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，其特征在于：所述二次设备室中，所述二次设备呈多行布置。
7.根据权利要求2所述的一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，其特征在于：所述综合室中，所述10kV开关柜采用单列、双列结合的布置方式，所述10kV消弧线圈接地变成套装置设置于单列布置的10kV开关柜一侧。
8.根据权利要求2所述的一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，其特征在于：所述220kV气体绝缘金属封闭开关设备、所述110kV气体绝缘金属封闭开关设备分别通过GIL气管与所述主变压器相连接，所述220kV气体绝缘金属封闭开关设备的出线侧、所述110kV气体绝缘金属封闭开关设备的出现侧均连接电缆。
9.根据权利要求8所述的一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，其特征在于：所述综合室底部设置有用于排布电缆的电缆沟。
10.根据权利要求2所述的一种紧凑化布置的220kV全户内变电站，其特征在于：所述建筑物内设置智能环境控制系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20200331 Effective date of abandoning: 20240604 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |
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| AV01 | Patent right actively abandoned | ||
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