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【摘 要】按照“两型一化”变电站、标准配送式变电站和新一代智能变电站（紧凑型智能变电站）的设计要求，某110kV变电站配电装置和电气总平面布置力求紧凑合理，出线方便，减少占地面积，节省投资。同时在“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”方面进行探索。
通过各级配电装置及总平面位置的优化，极大地减少了占地面积，节约了土建工程量，节约了工程投资，取得了良好的经济和社会效益。
【关键词】 变电站；配电装置；平面布置；电气距离；优化
1概述
电力工程的建设必须全面贯彻国家的基本建设方针，体现国家的经济政策和技术政策。随着社会经济的快速持续发展，变电站的选址与城乡规划、国土资源部门的矛盾日益突出。电气总平面和配电装置的选型及优化可以有效节约土地资源、减少投资、提高变电站的全寿命周期，取得良好的经济效益和社会效益。
本工程为智能化变电站，采用隔离断路器、电子式互感器等新设备、新技术，满足一、二次设备融合和二次系统整合的要求，且对主接线方案进行了优化，这些为配电装置和电气总平面布置优化创造了很好的条件。
2变电站概况
2.1变电站建设规模
该110kV变电站建设规模如下：
主变容量远期规划为3×50MVA，本期为1×50MVA；110kV远期规划为4回出线，本期为1回；35kV远期规划为6回出线，本期为3回；10kV远期规划为26回出线，本期为8回；无功补偿容量为（3.6+4.8）Mvar/每台主变，本期1#主变低压侧装设（3.6+4.8）Mvar并联电容器。
2.2电气主接线
110kV接线远期采用单母线分段接线，本期线路变压器组接线；35kV接线远期采用单母线分断接线，本期单母线接线；10kV远期采用单母线三分段接线，本期单母线接线。
3设备形式选择及优化
本站户外电气设备采用AIS的基本形式，主要电气一次设备均是按照《国家电网公司110～500kV变电站通用设备典型规范》和《关于开展标准配送式智能变电站建设工作的通知》（基建技术（2013）11号）及110kV新一代智能变电站示范工程技术成果进行选择。
3.1 110kV配电装置优化
3.1.1配电装置布置型式选择
110kV电气主接线型式优化后，配电装置随着也进行相应优化，即由可研阶段的断路器单列分相中型布置优化为断路器单列分相中型背靠背布置；母线采用支持管母式布置方式。
3.1.2配电装置布置尺寸优化
对配电装置尺寸进行设计及优化，一方面应保证设备及导线相间及相对地距离满足绝缘配合要求的最小电气距离，避免造成威胁系统安全运行的隐患；另一方面要考虑为安装和检修提供方便，注意满足相邻间隔电气设备检修时安全距离要求。
3.1.3配电装置横向尺寸优化
配电装置的横向尺寸主要是由架构宽度来确定，而架构宽度由导线相间距离和跳线或引下线对地距离决定。
根据跨距内绝缘子串和导线在风力和短路电动力作用下摇摆时，导线相间和导线与接地部分间可以满足绝缘配合规定的最小电气距离来考虑导线相对相之间和相对地之间的距离。导线的摇摆校验中（包括绝缘子串的摇摆）应考虑三相不同步。
3.1.4配电装置纵向尺寸优化
配电装置的纵向尺寸是指每个间隔内的设备、道路、沟道、架构等相互间的距离，该距离除需保证安全运行外，还应满足巡视、操作、维护、测试、运输等方面的要求，此外，还要考虑到配电装置扩建的方便。
根据上述原则，优化方案如下：
（1）断路器采用可靠性能更高的隔离断路器取代常规的SF6瓷柱式断路器，此断路器将原来的断路器两端设置隔离开关改为将隔离功能集成到断路器中，可以取消常规配电装置中母线下方的隔离开关，大大减少设备投资，节约占地面积。
（2）本次優化取消110kV出线侧隔离开关。
（3）110kV配电装置中采用电子式互感器取代可研阶段的常规电磁式电流互感器和电容式电压互感器。
同时将电子式互感器与隔离断路器或隔离开关同台组合，即将互感器与隔离断路器或隔离开关的一端支柱并列放置在一个台位上。具体优化方案为：将主变进线和分段电子式电流互感器、出线间隔内的电子式电流互感器和电压互感器组合在隔离断路器上；将PT间隔内电子式电压互感器组合在隔离开关上。
3.1.5配电装置优化效果
优化后110kV配电装置采用管型母线断路器双列布置，纵向尺寸由可研的34.4米，减少为15.6米；横向尺寸由可研的62.2米（西侧110kV设备区道路中心至东围墙，不包含电容器部分），减少为53米；节省占地1312.88平方米，节省占地61.4%。
3.2 35kV配电装置优化
3.2.135kV开关柜选型
35kV配电装置采用小型化的节能环保型的C-GIS，采用装配式箱变E-HOUSE户内单列布置，主变进线和出线均采用电缆出线方式。
3.2.235kV开关柜尺寸优化
本站可研方案35kV开关柜中站用变尺寸大小为2800×1400×2600（长×宽×高），35kV采用小型化的节能环保型的C-GIS，采用装配式箱变E-HOUSE，C-GIS开关柜尺寸优化为1820×740×2350（长×宽×高）。
3.2.335kV配电室布置优化
经过优化后，35kV配电装置采用集装箱E-HOUSE后，35kV配电装置纵向尺寸由可研的7.8米，减少为3.36米，；横向尺寸由可研的22米，减少为11米；节省建筑面积135.82平方米，节省建筑面积约78.5%。35kV配电装置采用集装箱E-HOUSE后极大方便了运行、检修人员的生产、生活需求。同时又减少了电缆、光缆的长度，节省了投资。
3.3 10kV配电装置优化
3.3.110kV开关柜选型
10kV配电装置采用金属铠装中置式开关柜，进线采用全绝缘管型母线，出线采用电缆出线。对消弧线圈接地方式进行了优化，采用智能型10kV电抗器接地保护装置。由可研方案的47面开关柜减少为44面开关柜（减少了3面接地变柜）。同时减少了3组接地消弧线圈成套装置。
3.3.2 10kV配电室布置优化
10kV采用采用装配式箱变E-HOUSE；具有占地面积小，安装、维护工作量小、设备检修间隔周期长等优点。
10kV配电装置采用集装箱E-HOUSE后，10kV配电装置纵向尺寸由可研的8.8米，减少为6米，；横向尺寸由可研的25米，减少为21.7米；本期节省建筑面积89.8平方米，节省建筑面积约40.8%。
4 10kV电容器无功补偿装置优化
根据无功补偿及调相调压计算结果，本期工程本期主变容量为50MVA，10kV侧拟配置（3600+4800）kvar并联电容器组。
10kV无功补偿装置采用框架式并联电容器组，电抗器采用三角形排列，满足十八项反措及相关规程要求。
5结论
本次设计在可研的总平面布置基础上，进行了综合优化。优化后总平面布置为：110kV配电装置采用支持式管母、隔离断路器单列分相中型背靠背布置；主变场区布置站区中部，35kV、10kV配电装置采用装配式箱变E-HOUSE布置在站区中部主变区南侧；本期电容器组布置在站区的南侧。此次优化后的方案，具有经济性好，安全可靠，功能分区明确，布置清晰、整齐、紧凑，维护方便，占地面积小，且总体布局比较协调等优点，达到很好的效果。
参考文献：
【1】国家电网公司.Q/GDW383-2009智能变电站技术导则.北京：中国电力出版社，2009
【2】杨继勋.变电站工程三维设计系统.山东工业大学.2000
【3】郝阿楠.110kV变电所设计技术探讨.科技与生活，2011
通过各级配电装置及总平面位置的优化，极大地减少了占地面积，节约了土建工程量，节约了工程投资，取得了良好的经济和社会效益。
【关键词】 变电站；配电装置；平面布置；电气距离；优化
1概述
电力工程的建设必须全面贯彻国家的基本建设方针，体现国家的经济政策和技术政策。随着社会经济的快速持续发展，变电站的选址与城乡规划、国土资源部门的矛盾日益突出。电气总平面和配电装置的选型及优化可以有效节约土地资源、减少投资、提高变电站的全寿命周期，取得良好的经济效益和社会效益。
本工程为智能化变电站，采用隔离断路器、电子式互感器等新设备、新技术，满足一、二次设备融合和二次系统整合的要求，且对主接线方案进行了优化，这些为配电装置和电气总平面布置优化创造了很好的条件。
2变电站概况
2.1变电站建设规模
该110kV变电站建设规模如下：
主变容量远期规划为3×50MVA，本期为1×50MVA；110kV远期规划为4回出线，本期为1回；35kV远期规划为6回出线，本期为3回；10kV远期规划为26回出线，本期为8回；无功补偿容量为（3.6+4.8）Mvar/每台主变，本期1#主变低压侧装设（3.6+4.8）Mvar并联电容器。
2.2电气主接线
110kV接线远期采用单母线分段接线，本期线路变压器组接线；35kV接线远期采用单母线分断接线，本期单母线接线；10kV远期采用单母线三分段接线，本期单母线接线。
3设备形式选择及优化
本站户外电气设备采用AIS的基本形式，主要电气一次设备均是按照《国家电网公司110～500kV变电站通用设备典型规范》和《关于开展标准配送式智能变电站建设工作的通知》（基建技术（2013）11号）及110kV新一代智能变电站示范工程技术成果进行选择。
3.1 110kV配电装置优化
3.1.1配电装置布置型式选择
110kV电气主接线型式优化后，配电装置随着也进行相应优化，即由可研阶段的断路器单列分相中型布置优化为断路器单列分相中型背靠背布置；母线采用支持管母式布置方式。
3.1.2配电装置布置尺寸优化
对配电装置尺寸进行设计及优化，一方面应保证设备及导线相间及相对地距离满足绝缘配合要求的最小电气距离，避免造成威胁系统安全运行的隐患；另一方面要考虑为安装和检修提供方便，注意满足相邻间隔电气设备检修时安全距离要求。
3.1.3配电装置横向尺寸优化
配电装置的横向尺寸主要是由架构宽度来确定，而架构宽度由导线相间距离和跳线或引下线对地距离决定。
根据跨距内绝缘子串和导线在风力和短路电动力作用下摇摆时，导线相间和导线与接地部分间可以满足绝缘配合规定的最小电气距离来考虑导线相对相之间和相对地之间的距离。导线的摇摆校验中（包括绝缘子串的摇摆）应考虑三相不同步。
3.1.4配电装置纵向尺寸优化
配电装置的纵向尺寸是指每个间隔内的设备、道路、沟道、架构等相互间的距离，该距离除需保证安全运行外，还应满足巡视、操作、维护、测试、运输等方面的要求，此外，还要考虑到配电装置扩建的方便。
根据上述原则，优化方案如下：
（1）断路器采用可靠性能更高的隔离断路器取代常规的SF6瓷柱式断路器，此断路器将原来的断路器两端设置隔离开关改为将隔离功能集成到断路器中，可以取消常规配电装置中母线下方的隔离开关，大大减少设备投资，节约占地面积。
（2）本次優化取消110kV出线侧隔离开关。
（3）110kV配电装置中采用电子式互感器取代可研阶段的常规电磁式电流互感器和电容式电压互感器。
同时将电子式互感器与隔离断路器或隔离开关同台组合，即将互感器与隔离断路器或隔离开关的一端支柱并列放置在一个台位上。具体优化方案为：将主变进线和分段电子式电流互感器、出线间隔内的电子式电流互感器和电压互感器组合在隔离断路器上；将PT间隔内电子式电压互感器组合在隔离开关上。
3.1.5配电装置优化效果
优化后110kV配电装置采用管型母线断路器双列布置，纵向尺寸由可研的34.4米，减少为15.6米；横向尺寸由可研的62.2米（西侧110kV设备区道路中心至东围墙，不包含电容器部分），减少为53米；节省占地1312.88平方米，节省占地61.4%。
3.2 35kV配电装置优化
3.2.135kV开关柜选型
35kV配电装置采用小型化的节能环保型的C-GIS，采用装配式箱变E-HOUSE户内单列布置，主变进线和出线均采用电缆出线方式。
3.2.235kV开关柜尺寸优化
本站可研方案35kV开关柜中站用变尺寸大小为2800×1400×2600（长×宽×高），35kV采用小型化的节能环保型的C-GIS，采用装配式箱变E-HOUSE，C-GIS开关柜尺寸优化为1820×740×2350（长×宽×高）。
3.2.335kV配电室布置优化
经过优化后，35kV配电装置采用集装箱E-HOUSE后，35kV配电装置纵向尺寸由可研的7.8米，减少为3.36米，；横向尺寸由可研的22米，减少为11米；节省建筑面积135.82平方米，节省建筑面积约78.5%。35kV配电装置采用集装箱E-HOUSE后极大方便了运行、检修人员的生产、生活需求。同时又减少了电缆、光缆的长度，节省了投资。
3.3 10kV配电装置优化
3.3.110kV开关柜选型
10kV配电装置采用金属铠装中置式开关柜，进线采用全绝缘管型母线，出线采用电缆出线。对消弧线圈接地方式进行了优化，采用智能型10kV电抗器接地保护装置。由可研方案的47面开关柜减少为44面开关柜（减少了3面接地变柜）。同时减少了3组接地消弧线圈成套装置。
3.3.2 10kV配电室布置优化
10kV采用采用装配式箱变E-HOUSE；具有占地面积小，安装、维护工作量小、设备检修间隔周期长等优点。
10kV配电装置采用集装箱E-HOUSE后，10kV配电装置纵向尺寸由可研的8.8米，减少为6米，；横向尺寸由可研的25米，减少为21.7米；本期节省建筑面积89.8平方米，节省建筑面积约40.8%。
4 10kV电容器无功补偿装置优化
根据无功补偿及调相调压计算结果，本期工程本期主变容量为50MVA，10kV侧拟配置（3600+4800）kvar并联电容器组。
10kV无功补偿装置采用框架式并联电容器组，电抗器采用三角形排列，满足十八项反措及相关规程要求。
5结论
本次设计在可研的总平面布置基础上，进行了综合优化。优化后总平面布置为：110kV配电装置采用支持式管母、隔离断路器单列分相中型背靠背布置；主变场区布置站区中部，35kV、10kV配电装置采用装配式箱变E-HOUSE布置在站区中部主变区南侧；本期电容器组布置在站区的南侧。此次优化后的方案，具有经济性好，安全可靠，功能分区明确，布置清晰、整齐、紧凑，维护方便，占地面积小，且总体布局比较协调等优点，达到很好的效果。
参考文献：
【1】国家电网公司.Q/GDW383-2009智能变电站技术导则.北京：中国电力出版社，2009
【2】杨继勋.变电站工程三维设计系统.山东工业大学.2000
【3】郝阿楠.110kV变电所设计技术探讨.科技与生活，2011