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摘 要：全户内变电站具有合理的设计、紧凑的结构、美观的外型、节能环保的设备，是用地紧张地区尤其是中心城区变电站的首选模式，具有较高推广价值。本文针对110kV全户内变电站设计中的一些相关问题进行简要探讨，并对平面布置方面的优化设计做了详细介绍。
关键词：110kV；全户内变电站；平面布置；
中图分类号：TM632.1 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-07-00-01
引言
随着城市的发展建设进程加快，大量新建变电站工程列入了当地电网发展规划中，其中以110kV变电站工程数量为最多。在城区新建变电站征地成本极高，并且在落实站址、解决通道和拆迁以及报批等前期工作上都将投入较大的时间。为了控制成本，目前城市新建变电站一般采用全户内变电站型式，来提高变电站的综合利用率。
本文以110kV变电站为例，参考国网典型设计方案，对全户内变电站的设计要点进行探讨，并进行优化设计，使之能够满足城市经济持续快速发展的需求，并结合正在新建的合肥壶天路110kV变电站设计方案进行工程实例介绍。
一、典型方案与设备选型
大部分变电站的实际建设规模与国家电网的典型设计存在出入，加大了全户内变电站的设计难度，在进行全户内变电站的设计时不能生搬硬套，可以根据工程的实际规模为基础，调整和修改典型的设计方案[1]进行优化设计。
以A2-1典型设计方案为例[2]，该方案远期规模为2×50MVA，全部出线采用电缆出线。所有的电气设备布置在一栋二层的生产综合楼内，第一层主要布置警卫室、主变压器室、10kV配电装置及无功补偿装置，第二层主要布置110kV配电装置与二次设备。
为更好的节省占地面积，变电站110kV等级采用户内绝缘全封闭组合电器的电气设备，10kV等级采用户内手车式开关柜，电容器采用户内装配式电容器。在低压侧的设备选型及接线方式中，具体工程可以根据实际规划中当地负荷的要求灵活选用，以满足技术经济的合理性。
二、平面布置优化
（一）总平面布置。总平面布置原则是尽可能减少占地面积，以最少的土地资源达到变电站建设要求，并根据站址实际地理位置对建筑物整体布局进行调整。变电站的大门应该尽可能直对着主变压器运输道路，同时要充分考虑扩建时设备运输通道的畅通，对变电站的寿命周期进行合理考虑，从而更好的降低工程造价，提高建设效益。综合楼电气总平面的布置要根据变电站的面积大小、出线方向、出线的方式和出线的回路数、电压等级等进行统一规划，以出线走廊为方向来布置配电装置，出线方向适应各电压等级线路走廊的要求，尽量减少线路交叉迂回。同时对综合楼的楼高进行优化，提高变电站中各装置布置的合理性。
（二）主变压器室布置。设计全户内型变电站，主变压器室的散热问题是关键，要将安置于户内的主变在满载运行时产生的大量热量排出室外，确保主变在额定情况下正常运行。通过采取水平分体的方式来布置主变压器，可以实现科学隔离散热器和主变压器之间的防火墙，并且保障主变压器室的合理面积，使相关设备能够稳定的运行[3]。每间变压器室外墙上部设两台轴流风机，进行排烟、排风。主变压器室应尽量选择在远离居民住所布置，从而更好的降低电磁噪声对居民的影响；一旦发生事故，也可减少对居民生命安全的威胁。考虑到变压器防爆和减少噪音要求，运用城区变电站噪声控制设计技术，通过优化调整变电站建筑结构设计方案，并选用更低噪声水平的设备和隔声吸声消声设备，投运后室外噪音能够达到环保要求。
（三）二次设备室布置。目前大部分二次设备都安装在屏柜内，嵌入式安装，柜前为装置前板，一般包含液晶屏及控制键，主要是用于人机对话，柜后为装置接线板，主要是装置的动力及信息的输入输出。二次屏柜的单列布置方式为每一列屏柜的前后留出维护通道，增加了二次设备室的面积。若二次屏柜双列布置，屏柜可以靠墙安装或者背靠背安装，可以增大变电站空间利用率。但现有的装置是前后两面都需要维护，故需对屏柜柜体做一些调整，例如通过采用旋转门结构的柜体方案，把装置置于柜门上，装置同柜门一起移动，很方便的实现装置从背面接线。或者对现有二次装置进行前板接线改造，让接线维护可以从装置的前面板进行，可实现前开门布置型式，方便二次设备从前面板进行运行检修，为二次设备室屏柜双列布置创造条件。目前许多厂家也已经投入财力进行这类产品的开发并投入实际应用中，效果良好。
三、防雷接地
全户内型变电站设备全部布置在户内，可不设独立避雷针，采用建筑防雷措施，在综合楼屋面上沿屋顶周围设置避雷带，防直击雷过电压；每段母线均设氧化锌避雷器以防止变电站的雷电侵入波过电压。接地采用敷设水平接地体为主的人工接地网方式，接地网主材采用铜排，使变电所的接地电阻能控制在0.40以内。
四、工程实例
壶天路110kV变电站位于合肥市经济技术开发区，主要为商业负荷和居民生活用电负荷，终期规模2×63MVA，110kV终期2回出线，采用内桥接线，10kV终期28回出线，采用单母线分段接线。全站设1座生产综合楼，不设置电缆半层，电缆敷设采用电缆沟+排管的方式。地上2层，其中110kV配电装置、二次设备室布置在综合楼地上二层， 10kV配电装置及主变室布置在地上一层，由于地块形状的影响，将电容器室、消弧线圈室布置到一楼西侧，方便设备运输安装，且缩小了占地面积。本工程变电站总平面布置紧凑、节约了工程占地，建筑物充分利用阳光，自然通风；建筑物屋面、外墙、门窗合理选用环保型建筑材料，降低层高等措施，加强了建筑物围护结构保温隔热性能，节能环保，环境友好。
五、结语
相对于户外變电站而言，全户内变电站可有效的节约占地面积及建设时的征地费用，且噪音问题易解决，独立的综合楼与城市环境比较协调，是城市变电站的最佳方式，在进行110kV全户内变电站设计时要把握设计要点，为建设提供便利。
参考文献：
[1]甘建忠，范春菊. 基于粒子群算法的变电站室内GIS高压配电装置设计[J]. 电力科学与技术学报. 2010（04）
[2]刘振亚.国家电网公司输变电工程典型设计.中国电力出版社.2011
[3]丁浩寅，邰能灵，崔新奇. 大型超高压变电站运行条件下的电气改造方案[J]. 电力自动化设备. 2010（09）
关键词：110kV；全户内变电站；平面布置；
中图分类号：TM632.1 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-07-00-01
引言
随着城市的发展建设进程加快，大量新建变电站工程列入了当地电网发展规划中，其中以110kV变电站工程数量为最多。在城区新建变电站征地成本极高，并且在落实站址、解决通道和拆迁以及报批等前期工作上都将投入较大的时间。为了控制成本，目前城市新建变电站一般采用全户内变电站型式，来提高变电站的综合利用率。
本文以110kV变电站为例，参考国网典型设计方案，对全户内变电站的设计要点进行探讨，并进行优化设计，使之能够满足城市经济持续快速发展的需求，并结合正在新建的合肥壶天路110kV变电站设计方案进行工程实例介绍。
一、典型方案与设备选型
大部分变电站的实际建设规模与国家电网的典型设计存在出入，加大了全户内变电站的设计难度，在进行全户内变电站的设计时不能生搬硬套，可以根据工程的实际规模为基础，调整和修改典型的设计方案[1]进行优化设计。
以A2-1典型设计方案为例[2]，该方案远期规模为2×50MVA，全部出线采用电缆出线。所有的电气设备布置在一栋二层的生产综合楼内，第一层主要布置警卫室、主变压器室、10kV配电装置及无功补偿装置，第二层主要布置110kV配电装置与二次设备。
为更好的节省占地面积，变电站110kV等级采用户内绝缘全封闭组合电器的电气设备，10kV等级采用户内手车式开关柜，电容器采用户内装配式电容器。在低压侧的设备选型及接线方式中，具体工程可以根据实际规划中当地负荷的要求灵活选用，以满足技术经济的合理性。
二、平面布置优化
（一）总平面布置。总平面布置原则是尽可能减少占地面积，以最少的土地资源达到变电站建设要求，并根据站址实际地理位置对建筑物整体布局进行调整。变电站的大门应该尽可能直对着主变压器运输道路，同时要充分考虑扩建时设备运输通道的畅通，对变电站的寿命周期进行合理考虑，从而更好的降低工程造价，提高建设效益。综合楼电气总平面的布置要根据变电站的面积大小、出线方向、出线的方式和出线的回路数、电压等级等进行统一规划，以出线走廊为方向来布置配电装置，出线方向适应各电压等级线路走廊的要求，尽量减少线路交叉迂回。同时对综合楼的楼高进行优化，提高变电站中各装置布置的合理性。
（二）主变压器室布置。设计全户内型变电站，主变压器室的散热问题是关键，要将安置于户内的主变在满载运行时产生的大量热量排出室外，确保主变在额定情况下正常运行。通过采取水平分体的方式来布置主变压器，可以实现科学隔离散热器和主变压器之间的防火墙，并且保障主变压器室的合理面积，使相关设备能够稳定的运行[3]。每间变压器室外墙上部设两台轴流风机，进行排烟、排风。主变压器室应尽量选择在远离居民住所布置，从而更好的降低电磁噪声对居民的影响；一旦发生事故，也可减少对居民生命安全的威胁。考虑到变压器防爆和减少噪音要求，运用城区变电站噪声控制设计技术，通过优化调整变电站建筑结构设计方案，并选用更低噪声水平的设备和隔声吸声消声设备，投运后室外噪音能够达到环保要求。
（三）二次设备室布置。目前大部分二次设备都安装在屏柜内，嵌入式安装，柜前为装置前板，一般包含液晶屏及控制键，主要是用于人机对话，柜后为装置接线板，主要是装置的动力及信息的输入输出。二次屏柜的单列布置方式为每一列屏柜的前后留出维护通道，增加了二次设备室的面积。若二次屏柜双列布置，屏柜可以靠墙安装或者背靠背安装，可以增大变电站空间利用率。但现有的装置是前后两面都需要维护，故需对屏柜柜体做一些调整，例如通过采用旋转门结构的柜体方案，把装置置于柜门上，装置同柜门一起移动，很方便的实现装置从背面接线。或者对现有二次装置进行前板接线改造，让接线维护可以从装置的前面板进行，可实现前开门布置型式，方便二次设备从前面板进行运行检修，为二次设备室屏柜双列布置创造条件。目前许多厂家也已经投入财力进行这类产品的开发并投入实际应用中，效果良好。
三、防雷接地
全户内型变电站设备全部布置在户内，可不设独立避雷针，采用建筑防雷措施，在综合楼屋面上沿屋顶周围设置避雷带，防直击雷过电压；每段母线均设氧化锌避雷器以防止变电站的雷电侵入波过电压。接地采用敷设水平接地体为主的人工接地网方式，接地网主材采用铜排，使变电所的接地电阻能控制在0.40以内。
四、工程实例
壶天路110kV变电站位于合肥市经济技术开发区，主要为商业负荷和居民生活用电负荷，终期规模2×63MVA，110kV终期2回出线，采用内桥接线，10kV终期28回出线，采用单母线分段接线。全站设1座生产综合楼，不设置电缆半层，电缆敷设采用电缆沟+排管的方式。地上2层，其中110kV配电装置、二次设备室布置在综合楼地上二层， 10kV配电装置及主变室布置在地上一层，由于地块形状的影响，将电容器室、消弧线圈室布置到一楼西侧，方便设备运输安装，且缩小了占地面积。本工程变电站总平面布置紧凑、节约了工程占地，建筑物充分利用阳光，自然通风；建筑物屋面、外墙、门窗合理选用环保型建筑材料，降低层高等措施，加强了建筑物围护结构保温隔热性能，节能环保，环境友好。
五、结语
相对于户外變电站而言，全户内变电站可有效的节约占地面积及建设时的征地费用，且噪音问题易解决，独立的综合楼与城市环境比较协调，是城市变电站的最佳方式，在进行110kV全户内变电站设计时要把握设计要点，为建设提供便利。
参考文献：
[1]甘建忠，范春菊. 基于粒子群算法的变电站室内GIS高压配电装置设计[J]. 电力科学与技术学报. 2010（04）
[2]刘振亚.国家电网公司输变电工程典型设计.中国电力出版社.2011
[3]丁浩寅，邰能灵，崔新奇. 大型超高压变电站运行条件下的电气改造方案[J]. 电力自动化设备. 2010（09）