工程優(yōu)化創(chuàng)新簡介

1、南梨園 110kV 變電站工程設計及創(chuàng)優(yōu)簡介郭鋒1站址概況及建設必要性南梨園 110kV變電站擬建于北京市房山區(qū)閻村鎮(zhèn)，現(xiàn)狀為規(guī)劃市政設施用地。 站區(qū)南北長 49m，東西長 90m，含站外道路總用地面積 4684m2，其中包括圍墻四周 1 米保護用地范圍。南梨園 110kV變電站于 2008年 11月開工建設， 2009年6月建成投產(chǎn)，擔負閻 村鎮(zhèn)中心重要負荷供電。閻村鎮(zhèn)處于房山東部城鎮(zhèn)群的中心，處于房山區(qū)總體規(guī)劃 中的“兩城”、“兩廊”的重要部位，是連接良鄉(xiāng)、燕房衛(wèi)星城的橋梁，是北京通 向西南部的交通樞紐，是全區(qū)規(guī)劃良、房路珠鏈式城市帶布局的重要組成部分，在 房山區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略

2、地位。良鄉(xiāng)與紫草塢變電站距離項目供電距離約 6 公里，供電質量相對較低。同時由 于采用 10kV 電壓等級供電，供電線路輸送容量有限，很難滿足閻村鎮(zhèn)中心鎮(zhèn)區(qū)負 荷的快速增長。在閻村鎮(zhèn)內建設 110kV 變電站十分必要。2. 變電站概況2.1 建設規(guī)模2.1.1 終期規(guī)模安裝 110/36.6/10.5kV 50MVA 油浸式有載調壓自冷變壓器 2臺（ 1、3變）， 110/10.5kV 50MVA油浸式有載調壓自冷變壓器 1臺（ 2變）；110kV進線 3回，擴 大內橋接線； 35kV出線 6回，單母線分段接線； 10kV出線 34 回，單母線四分段接 線；10kV電力電容器 6組， 3000

3、kvar和6000kvar各3組，均串 12電抗器。2.1.2 本期規(guī)模安裝 110/36.6/10.5kV 50MVA 油浸式有載調壓自冷變壓器 2臺（ 1、3變）； 110kV進線2回，內橋接線； 35kV無出線； 10kV出線20回，單母線接線； 10kV電 力電容器 4 組， 3000kvar 和 6000kvar 各 2 組，均串 12電抗器。2.2 接入電源一期 110kV電源自榆管營福莊 110kV雙回架空線路 T接；終期電源暫考慮由閻 村北焦莊 110kV雙回架空線路 T接，第三電源 T接自榆管營福莊 110kV架空線路， 經(jīng)電纜線路引入本站。2.3 設備選型2.3.1 主變壓

4、器選用分體式低損耗有載調壓油浸自冷變壓器，為保定保菱變壓器有 限公司產(chǎn)品。主變容量為 50MVA，電壓變比為 1108x1.25 /36.6/10.5kV ，阻抗 為 U12 10.5 ，U1317.5 ，U236.5 ；接線組別為 YN,yn0,d11 。2.3.2 主變中性點設備 2套，放電間隙距離 105110mm，中性點接地開關選用新東北 電氣（沈陽）高壓開關有限公司產(chǎn)品，接地開關型號為 GW13-63W，額定電流為 630A。 主變35kV側及 35kV中性點均安裝北京電力設備總廠電器廠生產(chǎn)的 35kV避雷器保護， 避雷器型號為 HY5WZ-51/122。2.3.3 110kV 配電

5、裝置采用 SF6氣體絕緣全封閉組合電器（ GIS），為山東魯能恩翼 帕瓦電機有限公司產(chǎn)品。組合電氣采用內橋接線，共 3 個斷路器間隔， 2個主變刀 閘間隔， 2 個 PT間隔， 1 個分段刀閘間隔。母線額定電流為 1250A，斷路器額定電 流為 1250A，隔離開關額定電流為 1250A，額定短路耐受電流為 31.5kA 。線路側避雷器布置在戶外，隔離開關選用新東北電氣（沈陽）高壓開關有限公司 生產(chǎn)的 GW5-110DW型，額定電流為 1250A；避雷器選用北京電力設備總廠電器廠生 產(chǎn)的 HY10WZ-100/248型產(chǎn)品。2.3.4 10k 配電裝置采用北京潞電電氣有限公司生產(chǎn)的金屬鎧裝全封

6、閉中置式手 車開關柜，內裝 VD4-12 型真空開關。 主進及母聯(lián)柜開關額定電流為 3150A，額定短 路開斷電流為 31.5kA ；饋電柜開關額定電流為 1250A，額定短路開斷電流為 25kA。10kV 接地變和消弧線圈選用廣州智光電氣股份有限公司生產(chǎn)的自動調諧接地 補償成套裝置。其中接地變兼站用變型號為 DKSC-800/10.5-200/0.4kV ，消弧線圈 型號為 XHDCZ-600/10.5，調流范圍 20 100A。本站一期 10kV側安裝 3006kvar和6012kvar并聯(lián)補償電容器各 2組，均串 12% 電抗器。 10kV 電容器組采用成套裝置，選用西安西電電力電容器有

7、限公司產(chǎn)品，每套裝置均由 BAM12/ 3-334-1W 的單臺電容器組裝， 其中 2、6電容器組容量 為 3006kvar ，串 12電抗器，采用順特電氣有限公司生產(chǎn)的 CKSC-360/10-12 型 干式鐵芯串聯(lián)電抗器，放電線圈型號為 FDR3-12/ 3-4.0-1W ；1、 5電容器組 容量為 6012kvar ，串 12電抗器，采用順特電氣有限公司生產(chǎn)的 CKSC-720/10-12 型干式鐵芯串聯(lián)電抗器，放電線圈型號為 FDR3-12/3-4.0-1W 。2.4 電氣布置南梨園 110kV變電站擬建于北京市房山區(qū)閻村鎮(zhèn)，為地區(qū)負荷變電站，參考國 網(wǎng)典設北京電力公司實施方案 B-1

8、-3 模式調整，本站除主變壓器散熱器和 110kV架 空進線終端設備外，其余均布置在主廠房中。主廠房地上局部二層，地下一層。地下一層為電纜夾層，夾層高 3.0m，在北墻設有 2 處電纜隧道出口，供 10kV 電纜引出，南墻設 1 處電纜隧道出口，用于終期 35kV電纜引出。 110kV GIS 產(chǎn)房夾 層南、北墻各設 1 處電纜隧道出口，用于終期 110kV 電纜引入。地上一層設有 GIS室、主變壓器室、 10kV開關室、 10kV電容器室、 35kV消弧 線圈室和 10kV消弧線圈室。其中 110kV GIS 是和主變壓器室為單層獨立結構，與 主廠房貼建。地上二層設有通訊室、主控室、 35k

9、V 開關室和值班附屬房間。站區(qū)東側靠北位置設警衛(wèi)附房，靠南位置設水池和水泵房，事故油池設在站區(qū) 西側偏北位置。2.5 主要設備運輸在主變間、 GIS 廠房外墻預留設備運輸孔洞，待設備運入就位后再行封堵，其 余所有設備間均設有設備運輸門，供設備運輸安裝使用。在二層設備間的南墻外設 有吊裝平臺， 35kV 開關柜、二次和通信屏可通過此平臺運進屋內。2.6 道路站內北側靠東位置設大門 1 處。進站道路與站外公路連接，轉彎半徑不小于11m；站內環(huán)形運輸?shù)缆穼挾葹?4 米，轉彎半徑 9m。2.7 過電壓和防雷保護 本站為郊區(qū)戶內變電站，主配電裝置樓、水泵房和警衛(wèi)室設置建筑避雷線做為 防直擊雷設施， 11

10、0kV 線路架空避雷線引至終端架構，利用架空避雷線可以保護線 路側隔離開關、避雷器和 GIS 戶外終端部分，滿足防雷要求。在主變壓器 10kV 側引線上、35kV 出口和 10kV電壓母線上均設有避雷器以防止 雷電侵入波引起的感應過電壓。本期在 110kV 側架空進線與 GIS空氣套管連接處設 避雷器以防止雷電侵入波引起的過電壓，終期第三電源按照電纜進線考慮，電源側 設置防雷電侵入波過電壓保護裝置。2.8 接地裝置 本站站區(qū)內采用由水平接地體和垂直接地體構成的復合接地網(wǎng)，接地網(wǎng)以水平 接地體（銅帶）為主， 加部分垂直地極 （鍍銅鋼釬）組成的復合環(huán)形封閉式地線網(wǎng)。 建筑物內部接地體選用熱鍍鋅鋼材

11、。2.9 站用電系統(tǒng)380V站用電系統(tǒng)由兩臺 DKSC-800/200 、ZN,yn11 型變壓器供給，采用單母線 分段接線型式。正常情況下，兩臺站用變分列運行，當一臺故障時，手動操作雙投 刀閘，將負荷倒入另一臺站用變。2.10 土建工程主要經(jīng)濟指標序號項目單位數(shù)值1總用地面積2 m4617其中：建筑物占地面積2 m1453道路及廣場面積2 m23512總建筑面積2 m3367其中：地上二層2 m1847地下一層2 m13703建筑高度m地上 11.54容積率0.746建筑密度337總投資萬元45393主要設計優(yōu)化創(chuàng)新3.1 減少變電站占地面積 本工程嚴格執(zhí)行國網(wǎng)公司“兩型一化”條款要求，簡約

12、設計。站區(qū)布置參考 國網(wǎng)公司典型設計方案北京電力公司實施方案中 B-1-3 戶內 110 千伏負荷變電站 設計思路，同時根據(jù)規(guī)劃意見書要求 （退規(guī)劃紅線 5 米），優(yōu)化主廠房內部設備布 置。與典設相比，調整后的主廠房建筑面積減少 290 平方米。優(yōu)化站區(qū)平面布置， 在增加水泵房及消防水池后，整個站區(qū)占地面積是相同規(guī)模全戶外 110 千伏典設 變電站（ A-1）占地面積的 84.34%，節(jié)省占地面積 819 平方米，比典設（ B1-3 ） 節(jié)省占地 270 平方米。首層電氣平面優(yōu)化思路：將 1和 2 10kV 消弧線圈移入 10kV 開關室內，同時將 10kV 電容器組整 體左移；35kV 消弧

13、線圈和 2主變所帶的 10kV 消弧線圈布置于同一房間內， 緊貼 電容器布置；考慮到上樓需求，將右側樓梯旋轉方向布置于10kV 開關室右下角。優(yōu)化前優(yōu)化后二層電氣平面優(yōu)化思路： 將左側生產(chǎn)附房進行整合，去除多余房間，將主控室左移， 35kV 開關室同樣 左移；參照首層布置調整右側樓梯間布置。優(yōu)化前優(yōu)化后電氣總平面優(yōu)化思路：警衛(wèi)室調至進站大門附近，方便觀察大門情況；增加消防泵房和消防水池，與警衛(wèi)室排成一列，便于設施維護優(yōu)化前3.2 節(jié)能設計優(yōu)化后8北京地區(qū)氣候分區(qū)屬于寒冷地區(qū)，但夏季炎熱，建筑物平面布置宜采用規(guī)整形 態(tài)，外圍護結構采用 250mm厚加氣混凝土砌塊，外門窗采用雙層中空玻璃保溫、隔

14、熱結構，屋面為保溫隔熱屋面，可以有效減少建筑物能耗。變電站的變壓器、電抗器、電容器、通風機等設備均布置在戶內，可以充分利 用廠房墻體的隔音和吸音功能，減少設備運行噪聲的對外傳遞。為減少對周圍環(huán)境 的影響，降低通風系統(tǒng)噪音， 本站風機均采用低噪聲風機， 進出風口安裝消聲百葉， 以滿足環(huán)保要求。變電站的主變壓器、電容器、電抗器、站用變壓器、照明燈具等均采用低損耗 節(jié)能設備和產(chǎn)品。南梨園 110kV變電站建成后主要為閻村鎮(zhèn)供電，站址選擇靠近負荷中心，優(yōu)化 地區(qū)供電網(wǎng)絡，大大減少的輸電線路的電能損耗。3.3 環(huán)保設計南梨園 110kV變電站的變壓器、 電抗器、電容器、通風機等設備均布置在戶內， 可以充

15、分利用廠房墻體的隔音和吸音功能，減少設備運行噪聲的對外傳遞，對降低 變電站廠界噪聲起到良好作用。為減少對周圍環(huán)境的影響，降低通風系統(tǒng)噪音，本 站風機均采用低噪聲風機箱，進出風口安裝消聲百葉，以滿足環(huán)保要求。通過一系 列降低噪聲措施，保證變電站廠界噪聲水平控制在國家環(huán)保一級標準允許的 45dB 范圍內。3.4 設計創(chuàng)新本站優(yōu)先采用了較為先進的小型 10kV 開關柜，在保證不增加用地前提下，很 好的解決了規(guī)劃部門要求建筑物退紅線 5 米的要求，優(yōu)化了主廠房布置，達到了預 期目的。另外，主變 10kV 出口母線采用封閉母線型式，大大降低了相間短路、人 員觸電等安全事故概率。4. 全壽命周期管理理念

16、本工程在設計階段貫徹全壽命周期管理理念，以全壽命周期成本管理思想為指 導，綜合考慮工程的經(jīng)濟性、安全性及可靠性、 可維護性、可施工性、節(jié)約環(huán)保性、 防災和突發(fā)事件處理性等主要指標。在工程經(jīng)濟性方面，設計除考慮建設成本等一次性投資外，還考慮遠期改擴建 的方便利用，以及變電站后期運行、維護成本。設備選型結合工程所在地區(qū)地理位 置特點、城市規(guī)劃、電力系統(tǒng)需求合理選取；站區(qū)布置結合區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、用電負 荷需求確定，且需避免大量占地及拆遷；站址選擇及規(guī)模結合系統(tǒng)規(guī)劃、負荷預測 及地理位置特點，避免盲目建設、重復建設，達到充分利用、合理利用的目標。在工程安全性及可靠性方面，主廠房結構型式和施工工藝要結合站區(qū)的地勘報 告合理選取，降低施工危險；電氣設備選型要在結合環(huán)境特點、滿足系統(tǒng)需求的同 時，盡量選取運行業(yè)績豐富、安全可靠的產(chǎn)品。在工程的可維護性方面，廠房內設備布置應盡量簡潔、流暢，減少事故發(fā)生概 率，各種設備的安裝應充分考慮人的因素，方便人員巡視、維修、更換；增加必要 的監(jiān)測設備及附屬設施，更好對設備進行監(jiān)控。在工程的環(huán)保方面，設備類型和廠房外裝和周圍環(huán)境相適合，減少對周邊環(huán)境 的影響；施工工藝盡量減少工程對土層結構的污染及破壞；設備選型應避免環(huán)境污 染，其安