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摘 要：110kV金厂河变电站为云南保山珑阳天宝矿业的中央变电站，该变电站原初步设计方案为常规式变电站，难以满足矿区规划建设要求，据此，结合矿区现场实际，在建站模式上对变电站方案进行优化，有效解决存在问题，得到业主方认可并中标该工程。
关键词：变电站；设计；优化方案
110kV中央变电站位于矿山西南侧，距矿山直线距离约1.5km。由于原设计为常规式变电站，占地面积广、建筑工程量大、建设工期长，难以满足珑阳天宝矿业地处山区、矿区面积有限的现状，在项目投标阶段根据上述情况，结合矿区现场实际，在建站模式上选择模块化预装式变电站方案进行优化。
1 优化方案
（1）110kV金厂河变电站建设规模。
a.主变压器容量：2×25MVA，电压等级110/10kV，有载调压风冷变压器。
b.110kV配电装置：GIS组合开关，2回进线共7个间隔。
c.10kV配电装置：36回出线。
d.无功补偿：2套，每套容量6Mvar。
（2）110kV金厂河变电站功能模块划分。
变电站布置按照设备功能分为110kV GIS预制舱、10kV设备预制舱、二次设备预制舱、10kV无功补偿预制舱、生活辅助预制舱共5大模块。按照建站规模配置的设备数量，综合考量公路运输设备尺寸限制，上述5大功能模块共分解为17个小舱组成，分别为：110kV GIS舱2个，10kV开关舱9个，二次设备舱4个，无功补偿舱1个，生活辅助舱1个。各预制舱在工厂内完成生产后，在工厂内对预制舱设备进行组装，分别进行单体调试、系统调试、整体验证试验、机械拼接结构等无问题后，按运输要求再进行拆分，打包装车，因运输原因需拆除的连接母线等按顺序做好标记，列现场重组清单，方便现场点验拼接，最终实现整个变电站的建设。
（3）110kV金厂河变电站布置优化。
根据厂区总体规划，结合站区站址地形、各进出线方向及线路走廊情况，依据电气主接线方案及有关规程、规范要求，本着经济合理、进出线方便、节约占地面积、节省投资和便于后期运行维护的原则进行电气总平面优化布置。站区由南至北依次布置有110kV GIS预制舱、主变压器、立体组合舱（10kV预制舱+二次设备预制舱）、西侧布置有10kV无功補偿预制舱。
110kV配电装置采用GIS预制舱体；10kV配电装置采用10kV预制舱体，开关柜双列布置。10kV预制仓和二次设备预制舱组成立体组合仓，布置在站区北部。主变压器布置在GIS预制舱与立体组合仓之间，从左到右依次为#1主变、#2主变，主变高压侧采用架空进线、低压侧采用全绝缘管型母线进线。
2 模块化预制舱体
（1）舱体主要结构要求。
预制舱体骨架、底架主要选用优质碳素结构钢型焊接的一体式结构，有足够的机械强度和刚度。门板安装铰链和门轴等活动部件采用不锈钢材料制作，保证在舱体的使用年限内，活动处不生锈。舱体顶盖有明显散水坡度，顶盖边设有滴水沿，防止雨水回流进入舱体。
舱体整体防护等级不低于IP43，舱体内部采用钢板及阻燃绝缘隔板严格分成各个隔室， 各个隔室之间的防护等级为IP40。
每台舱体内部都安装自动烟感系统，烟感信号同变电站自动化系统相连，并通过保护装置将舱体内的烟感信号传入主站，可有效预防发现火情。
（2）舱体防腐要求。
舱体外壳采用冷轧钢板经热喷锌防腐或采用不锈钢板制作，金属材料喷涂前先经过喷砂处理，以增强防腐层的附着力，以保证舱体40年不锈蚀。
舱体底架槽钢经喷砂、喷锌处理后，采用沥青漆重度防腐处理，保证底架40年不锈蚀。
舱体的面漆采用抗紫外线、抗老化、长寿命的聚胺脂类高档面漆，保证20年内不退色、不氧化、不粉化。
（3）舱体保温与耐寒要求。
预制舱体采用先进的保温措施与工艺，采用双层优质钢板。
舱体门板采用保温措施，门板厚度不低于50mm，确保达到“24墙”保温功效。
舱体内设有自动温控系统，并加装工业型加热装置，具备长时间加热功能。
空调：为保证设备可靠运行环境，舱体内装有工业空调系统。
舱体内设驱潮装置，保证内部元件不发生凝露。
（4）舱体的密封与通风处理。
为确保舱体的高低压、自动化、变压器等设备的可靠运行，并实现、防尘、防潮、防凝露，舱体密封均需采用硅橡胶或三元乙丙材料制作的密封条，高压和低压的进出线电缆孔采用方便于密封的敲落孔，并在舱体内随机配置敲落孔用密封胶圈。
舱体内设有SF6气体监测以及自动排风系统，控制舱体上设置的电动进风风阀和强制排风轴流风机的启停，进风风阀和轴流风机设有良好的除尘过滤装置，确保舱体防尘。风机的数量满足排风和除湿的要求。
（5）预制舱紧急逃生措施。
预制舱通道门板上设有“推杠式”紧急逃生门锁，满足人员紧急逃生要求。紧急逃生通道设有醒目的安全出口指示，相关通道指示设备均有应急电源，以保证其可靠指示。
（6）舱体照明。
分通道照明和事故照明：检修走廊内设置通道照明灯，照明灯采用防爆LED灯，并保证足够的照度，方便舱体内部的检修和试验。检修走廊两端分别设置事故照明，并在全站停电的情况下能够自动启动。单元柜内设检修照明灯，并在操作面板上设置开关，以供检修时使用。
（7）[JP2]舱体接地。
舱体底架上设专用接地导体，设有与接地网相连接的固定接地端子，与预制舱内各设备接地和保护接地相连，并有明显的接地标志。预制舱的金属骨架，高低压配电装置和变压器室的金属支架均有符合技术条件的接地端子，并与专用接地导体可靠地连接在一起。每台舱体的底架外部设有至少4个明显的接地点，便于现场进行舱体与基础接地网的连接。[JP]
3 变电站电气系统设计
该变电站按无人值班变电站设计，一、二次系统和计算机监控系统的设备配置和功能要求均按无人值班、有人值守设计。同时严格按照《南方电网公司110kV及以下配电网装备技术导则》，国家和电力行业现行的强制性条文、《基建工程强制性条文实施办法》、业主方招标文件中的技术要求等相关要求和规范进行设计和设备选型。
4 结语
模块化预装式变电站是一种全新建站模式，可以根据用户需求量体裁衣，按照变电站不同功能划分为不同预装式模块，模块组合灵活易扩容，设备及技术高度集成，节约建设材料，缩小占地面积，模块制造工厂化，现场施工简洁、快速、高效，缩短施工周期，减少现场工程量，降低后期维护工作。
关键词：变电站；设计；优化方案
110kV中央变电站位于矿山西南侧，距矿山直线距离约1.5km。由于原设计为常规式变电站，占地面积广、建筑工程量大、建设工期长，难以满足珑阳天宝矿业地处山区、矿区面积有限的现状，在项目投标阶段根据上述情况，结合矿区现场实际，在建站模式上选择模块化预装式变电站方案进行优化。
1 优化方案
（1）110kV金厂河变电站建设规模。
a.主变压器容量：2×25MVA，电压等级110/10kV，有载调压风冷变压器。
b.110kV配电装置：GIS组合开关，2回进线共7个间隔。
c.10kV配电装置：36回出线。
d.无功补偿：2套，每套容量6Mvar。
（2）110kV金厂河变电站功能模块划分。
变电站布置按照设备功能分为110kV GIS预制舱、10kV设备预制舱、二次设备预制舱、10kV无功补偿预制舱、生活辅助预制舱共5大模块。按照建站规模配置的设备数量，综合考量公路运输设备尺寸限制，上述5大功能模块共分解为17个小舱组成，分别为：110kV GIS舱2个，10kV开关舱9个，二次设备舱4个，无功补偿舱1个，生活辅助舱1个。各预制舱在工厂内完成生产后，在工厂内对预制舱设备进行组装，分别进行单体调试、系统调试、整体验证试验、机械拼接结构等无问题后，按运输要求再进行拆分，打包装车，因运输原因需拆除的连接母线等按顺序做好标记，列现场重组清单，方便现场点验拼接，最终实现整个变电站的建设。
（3）110kV金厂河变电站布置优化。
根据厂区总体规划，结合站区站址地形、各进出线方向及线路走廊情况，依据电气主接线方案及有关规程、规范要求，本着经济合理、进出线方便、节约占地面积、节省投资和便于后期运行维护的原则进行电气总平面优化布置。站区由南至北依次布置有110kV GIS预制舱、主变压器、立体组合舱（10kV预制舱+二次设备预制舱）、西侧布置有10kV无功補偿预制舱。
110kV配电装置采用GIS预制舱体；10kV配电装置采用10kV预制舱体，开关柜双列布置。10kV预制仓和二次设备预制舱组成立体组合仓，布置在站区北部。主变压器布置在GIS预制舱与立体组合仓之间，从左到右依次为#1主变、#2主变，主变高压侧采用架空进线、低压侧采用全绝缘管型母线进线。
2 模块化预制舱体
（1）舱体主要结构要求。
预制舱体骨架、底架主要选用优质碳素结构钢型焊接的一体式结构，有足够的机械强度和刚度。门板安装铰链和门轴等活动部件采用不锈钢材料制作，保证在舱体的使用年限内，活动处不生锈。舱体顶盖有明显散水坡度，顶盖边设有滴水沿，防止雨水回流进入舱体。
舱体整体防护等级不低于IP43，舱体内部采用钢板及阻燃绝缘隔板严格分成各个隔室， 各个隔室之间的防护等级为IP40。
每台舱体内部都安装自动烟感系统，烟感信号同变电站自动化系统相连，并通过保护装置将舱体内的烟感信号传入主站，可有效预防发现火情。
（2）舱体防腐要求。
舱体外壳采用冷轧钢板经热喷锌防腐或采用不锈钢板制作，金属材料喷涂前先经过喷砂处理，以增强防腐层的附着力，以保证舱体40年不锈蚀。
舱体底架槽钢经喷砂、喷锌处理后，采用沥青漆重度防腐处理，保证底架40年不锈蚀。
舱体的面漆采用抗紫外线、抗老化、长寿命的聚胺脂类高档面漆，保证20年内不退色、不氧化、不粉化。
（3）舱体保温与耐寒要求。
预制舱体采用先进的保温措施与工艺，采用双层优质钢板。
舱体门板采用保温措施，门板厚度不低于50mm，确保达到“24墙”保温功效。
舱体内设有自动温控系统，并加装工业型加热装置，具备长时间加热功能。
空调：为保证设备可靠运行环境，舱体内装有工业空调系统。
舱体内设驱潮装置，保证内部元件不发生凝露。
（4）舱体的密封与通风处理。
为确保舱体的高低压、自动化、变压器等设备的可靠运行，并实现、防尘、防潮、防凝露，舱体密封均需采用硅橡胶或三元乙丙材料制作的密封条，高压和低压的进出线电缆孔采用方便于密封的敲落孔，并在舱体内随机配置敲落孔用密封胶圈。
舱体内设有SF6气体监测以及自动排风系统，控制舱体上设置的电动进风风阀和强制排风轴流风机的启停，进风风阀和轴流风机设有良好的除尘过滤装置，确保舱体防尘。风机的数量满足排风和除湿的要求。
（5）预制舱紧急逃生措施。
预制舱通道门板上设有“推杠式”紧急逃生门锁，满足人员紧急逃生要求。紧急逃生通道设有醒目的安全出口指示，相关通道指示设备均有应急电源，以保证其可靠指示。
（6）舱体照明。
分通道照明和事故照明：检修走廊内设置通道照明灯，照明灯采用防爆LED灯，并保证足够的照度，方便舱体内部的检修和试验。检修走廊两端分别设置事故照明，并在全站停电的情况下能够自动启动。单元柜内设检修照明灯，并在操作面板上设置开关，以供检修时使用。
（7）[JP2]舱体接地。
舱体底架上设专用接地导体，设有与接地网相连接的固定接地端子，与预制舱内各设备接地和保护接地相连，并有明显的接地标志。预制舱的金属骨架，高低压配电装置和变压器室的金属支架均有符合技术条件的接地端子，并与专用接地导体可靠地连接在一起。每台舱体的底架外部设有至少4个明显的接地点，便于现场进行舱体与基础接地网的连接。[JP]
3 变电站电气系统设计
该变电站按无人值班变电站设计，一、二次系统和计算机监控系统的设备配置和功能要求均按无人值班、有人值守设计。同时严格按照《南方电网公司110kV及以下配电网装备技术导则》，国家和电力行业现行的强制性条文、《基建工程强制性条文实施办法》、业主方招标文件中的技术要求等相关要求和规范进行设计和设备选型。
4 结语
模块化预装式变电站是一种全新建站模式，可以根据用户需求量体裁衣，按照变电站不同功能划分为不同预装式模块，模块组合灵活易扩容，设备及技术高度集成，节约建设材料，缩小占地面积，模块制造工厂化，现场施工简洁、快速、高效，缩短施工周期，减少现场工程量，降低后期维护工作。