面向增量配电网的110 kV简约化变电站方案探讨

面向增量配电网的110 kV简约化变电站方案探讨

严振鸿

东莞电力设计院有限公司 广东东莞 523000

摘要：随着经济的发展和社会的进步，电力需求日益增长，配电网建设和发展成为当前电力行业的重要任务。增量配电网作为配电网的重要组成部分，对于提高电力供应的可靠性和效率具有重要意义。本文旨在探讨面向增量配电网的110kV简约化变电站方案，以提高配电网的运营效率和供电质量。

关键词：增量配电网；110kV简约化变电站方案；设计原则

前言

110kV变电站作为配电网的核心环节，其设计方案的优劣直接关系到电网的安全、稳定和经济运行。面向增量配电网的110kV简约化变电站方案，旨在通过优化变电站的结构和功能，提高电网的运行效率和服务水平。增量配电网是指在原有配电网基础上新增的配电网部分，主要服务于新兴的工业园区、经济技术开发区、地方电网等地区。由于这些地区的电力需求增长迅速，传统的配电网建设方式已无法满足需求。因此，研究面向增量配电网的110kV简约化变电站方案具有重要的现实意义和应用价值。

1.增量配电网110kV简约化变电站设计需遵从的原则

从增量配电网的特点和需求的角度来分析，110kV简约化变电站方案的设计应遵循以下几方面原则：①简约化设计原则。所谓的简约化原则指的是在设计中应尽量减少不必要的设备和环节，由此降低工程建设成本和变电站运营成本；②模块化设计原则。这一原则可为后续设备的更换与升级提供方便，使设备更换和升级更加高效、操作便利，由此充分提高设备的可维护性和可扩展性；③智能化设计原则。积极应用先进的技术和设备，促使变电站实现自动化和智能化管理目标，通过这样来提高变电站整体运营效率和管理水平；④可靠性。在110kV配电网工程完成建设工作以后，可为本地区的生产及生活输送所需电能，因此说110kV配电网建设作用是非常大的[1]。所以，在配网设计中应保证其具备良好的运行可靠性，特别是对于变电站来说，其担负着电能转化的重要任务，必须一直保持运行安全性和高效性。

2.面向增量配电网的110kV简约化设计变电站简介

以某电网的110kV变电站简化为例，其原本的设计方案存在与增量配电网发展需求不相符的地方有以下几方面。①建设规模偏大。本案例电网110kV变电站原设计方案主变使用量为最少两台，即使新建站因其电力负荷并不大，对主变需求量也不大，然而依旧需以2台或是大于2台的配置来规划土地使用量和建设。新建工程占地和资金投入都较大，因此造成很多用地和房间都没能得到合理利用，导致形成资源浪费问题；②场地平整耗费大量的时间、人力和物力。本案例电网110kV变电站原设计方案对场地平整性有严格要求，但实际场地平整施工时间较长，而且在土石方工程方面的投入也非常大；③配套设施多且复杂。因为变电站建设规模过大，所以配置的配套设施也非常多。如除需设置水消防系统，还要设置气消防系统。这样就会无形中增大设施建设及维护费用。本案例电网是一线城市电网，因一线城市土地资源有限，电力负荷又大，所以该变电站采用110B-G2a方案来设计[2]。

3.面向增量配电网的110kV简约变电站具体设计分析

3.1主变基础箱体设计

对于主变基础可采用装配式箱替代。主变压器因其重量较大，对放置基础的刚度有较高的要求，所以，主变压器基础需设计成钢筋混凝土结构比较适合。本案例的装配式箱体结构如图1所示。

图1 主变基础箱体示意图

本基础箱体的底板采用的是现浇钢筋混凝土材料，其他部分如顶板、侧壁和顶板都使用的是预制钢筋混凝土结构，预制结构是在工厂完成加工之后运到施工现场来拼装。这样会让主变基础的大体积混凝土结构施工更加顺利、高效，而且主变压器安装位置高度也可达到标准，防止主变压器在遇到洪灾时被水淹没。除此之外，箱体空间也会变大，空间位置可以安放成品油罐，这样就可取代以往的事故油池，可在事故后排油时用于储存油料[3]。

由于各设备厂商所生产的主变压器规格不同，在应用时需结合模块化和标准化的主变基础箱体规格来确定设备尺寸，通过这样确保基础和设备的相适性。

3.2成品油罐设计

本文案例电网原设计方案通常应用油水分离埋地事故油池来当作事故储油设施。规范要求规定，事故油池与各建筑物、主变压器设备间距离应控制在5米以上。事故油池基坑较深，这样就会增大挖掘施工难度，再加上防火间距因素使得变电站的用地面积增大。

而经过简约化设计以后，变电站替除以往事故油池设施，选择使用不锈钢成品油罐，因本站主变压器的容量为40MVA，依据规范要求并不需要设计使用喷雾消防系统，并且还可将主变压器安装于预制舱当中，这样主变压器便不会接触到雨水，也就不会有水进到主变压器事故的排油系统当中，因此可以完全替除油水分离这种复杂性的结构，同时节约大量的土地使用面积。该体积规格的油罐能够放在主变压器基础箱体内，因箱体具有防火隔墙功能，所以不需要有意控制油罐和主变压器之间防火间距。通过这样节约土地使用量和降低施工难度等级。

3.3预制舱加钢平台设计

原本的配电装置建筑结构通常都是现浇钢筋混凝土结构，具有永久性特点，前期工程建设施工必须经过建筑报建和验收流程。整个施工过程中涉及的工序比较多，通常都是湿工作业，施工时间长、消防配套也较复杂，在此情况下，较易形成施工质量问题，而且建成后不可随意迁移。

通过简约化设计后的变电站整体结构主要采用的是预制舱加钢结构。除了主变压器以外，其他的设备和舱体都设计安装于钢平台之上。在考虑不同生产厂生产的设备规格和重量不一致的前提下，应预留充足的空间，利用标准模数来设计、生产，结构柱、主次梁预制构件截面需保持一致性，各构件间应使用高强螺栓来连接固定。这种预制结构施工模式具有安装方便高效、工序简单、避免湿工作业、保证质量、可复制、可迁移、能够循环利用等特点。

3.5地面铺装设计

通常变电站的地面都采用的是普通的混凝土铺装、石子铺装、植草铺装等方式。如采用普通混凝土铺装，会导致场地积水无法排出，铺装石子或是植草尽管雨水会及时渗出，然而却会增大维护成本，而且对于人员、车辆通行也是不利的。但是近些年透水性的混凝土在很多市政工程中都得到广泛应用，现已成为常规性建筑材料，将此材料用于地面铺装，其雨水渗出效果非常明显，而且也不需要设计集中排水设施及系统，同时地面坚固性也得到保障，避免杂草丛生，为人员及车辆巡查维护通行提供方便。

3.6消防系统设计

因简化设计后的变电站没有建筑，而且主变压器的容量也未超过125MVA，通过与标准比较分析可以发现，并不需要在变电站内设置水灭火系统，所以，简约化设计后的变电站取消使用消防泵和消防水池。除此之外，简约化设计后的变电站没有设置低压电容器，所以气体灭火系统也被取消。只需在各舱体中放置干粉灭火设施便可。

4.结语

总体来说，面向增量配电网的110kV简约化变电站方案是当前电力行业的重要研究方向。通过合理的设计和技术的运用，可以实现快速响应、灵活配置、供电可靠、环保高效等目标，为增量配电网的建设和发展提供有力支持。未来，我们将继续深入研究和实践，不断完善和优化110kV简约化变电站方案，为电力行业的发展和社会的进步作出更大的贡献。

参考文献

[1]柳毅.110kV传统变电站智能化改造施工方案研究[J].经济技术协作信息,2020(19):109-109.

[2]黄有红.110kV及以下配电网建设规划设计要点研究[J].科技经济导刊,2020,728(30):68-69.

[3]李敏.110kV变电站二次系统接地网优化方案[J].现代信息科技,2020,4(2):2-2