淺析全戶內變電站的設計及其創新應用

摘 要：隨著城市建設的發展與居民生活水平的提高，對于電力的應用更加廣泛，用電負荷的增長對電能的質量與可靠性都提出了更高的要求。城市戶內變電站為城市電網的發展起著重要的作用。文章對某城區全戶內變電站的設計方案進行闡述，通過設計創新與技術創新，解決目前在變電站應用中存在的環保節能問題，更好地實現社會效益與經濟效益，為社會的發展提供更多思路。

關鍵詞：變電站；全戶內；設計；應用；環保

1 引言

城市電網中用戶相對集中，使用電能也會相對較大。目前在城市中，電網存在著一些問題，供電可靠性難以保證。戶內變電站的設計是根據國家需要進行的電網建設改造的一個重要環節。一般來講，變電站位于城市的核心區，通過戶內變電站的應用，可以大大提高電力企業的形象，提高競爭力。但由于城區的土地寶貴，變電站的選址相對困難，甚至有可能會在報批的過程中受到經濟因素影響。未來城市的變電站設計將會以提高土地利用率、提高變電站的綜合利用率為目標。

2 全戶內變電站的設計思路

某城市的110KV變電站采用110KV配電裝置與主變壓器放在戶外，其他的配電裝置布置于戶內，這種半戶內型的模式運行的時間已經很長，會產生非常強的噪音，而且從形象上講與現代城區的建設不符，造成景觀不協調。需要對半戶內的變電站進行改造，改造前要與全戶內的變電站模式進行對比分析，進行充分論證。[1]

一般來講，半戶內變電站的占地面積大一些，需要的綠化面積也會隨之增大，室外的變電裝置在維護上需要耗費的成本與時間要多一些。而全戶內變電站的綠化面積小一些，技術相對先進，避免了維護帶來的成本增加，對于周圍環境的影響降低，與城市其他的景觀更加和諧。國家電網公司在對110KV變電站設計中均有一定的模板，全戶內變電站設計需要進行參考與改造。通過對三個模板進行對比，這三個模板均有自己的優勢所在，要根據變電站所在地區的特點進行適當選擇。

3 變電站設計方案

3.1 建設方案

在對全戶內變電站進行設計時，首先要明確變電站建設需要遵循的原則。首先要執行國家相關的經濟政策，保障人身安全，電能質量合格；變電站的建設要與城市的建設協調發展，并為未來的負荷增長留有余地；建議采用雙回路、雙電源供應。在設計時要遵守國家相關的設計規范。[2]

在本次全戶內變電站設計中，110KV電氣主接線采用內橋接線，35KV出線6回，10KV出線14回，采用音母分段接線。經過計算，對于短路電流的設計值如下：

此全戶內變電站的主體是綜合建筑樓宇，采用雙層設計，第一層為10KV、35KV配電裝置，二層為110KV配電室、電容器室。變壓器設計在室內，散熱器在室外。在此設計方案中，圍墻占地面積約為1358平米，站區建筑面積1200平米，建筑覆蓋率88%。另外需要對絕緣、防雷與接地進行設計，對繼電保護以及控制方式進行選定。[3]

3.2 流程設計方案

全戶內變電站初步設計流程有多個節點需要在設計時進行注意。節點1是發展策劃部編制全戶內變電站可行性研究報告；節點2是可行性報告提高技術創新小組進行審批；節點3是提交主管部門批復，通過對設計方案的調研、技術經濟比較，在節點9中，由生產部對變電站進行一次系統圖與電氣平面圖進行設計；節點10，生產部根據電網運行參數、負荷情況編制設備明細；隨后經過審核后歸檔處理。[4]

全戶內變電站施工圖設計流程中，首先是由生產技術部門提交初步設計說明書，設計單位進行土建部分的設計，生產部門對施工圖進行審核，監理在審核過程中同樣也會提出一定的問題，施工方、運行方對圖紙提出一定的建議與意見，設計單位進行修改，電氣一次部分圖紙在經過多個部門審核后，進行修訂成為電氣二次部分圖紙設計。

完成初步設計之后，要對其他的環節進行提前設計，這會涉及到多個流程圖，如全戶內變電站施工圖的設計流程圖、全戶內變電站開工（竣工）驗收流程圖、全戶內變電站運行設計流程圖、全戶內變電站主變壓器散熱、降噪設計流程圖等。

3.3 節能設計方案

隨著我國對于節能降耗的不斷關注，節能理念深入人心。在經濟結構調整與產業改革中更是如此，對于全戶內變電站的設計同樣需要關注節能設計。首先可以從建筑節能方面進行規劃設計，建筑節能是一種最有成效的節能措施，目前已經采用的綠色建筑與節能建筑標準，實現城鎮的節能目標50%。在變電站的規劃設計中，要簡化總體布局，盡量減少挖土方，減少設備布置層數，方便運輸與安裝，消防與通風，減少安全隱患風險。節約土地，改善景觀，優化環境；對于單體的建筑設計，要采用合理的平面形式，使用節能材料，屋面采用節能技術措施。[5]

由于在全戶內變電站的設計中，變壓器的數量最為多，容量也大，在設計時，要盡可能地選一些低損耗變壓器，減少在變電過程中產生的電量損耗。通過選擇最好的運行方式與負載調整，變壓器在傳輸同樣的電量條件下，電能損失最少。變壓器的經濟運行只需要進行供、用電合理即可，不需要進行額外的經濟投資。變壓器的容量、電壓等級與鐵芯材質都會對額定負載消耗與無功率的空載消耗產生影響，因為需要采用參數好的變壓器，采用最有效的組合參數進行合理運行。通過不斷進行采樣、數據分析，結果論證，可以發現，在系統運行以來，運行狀態平穩，反應靈敏，能夠及時辨別出機械運行狀態，形成故障診斷的專家系統。為提高電力系統的安全穩定運行，起到強大的推動作用。

4 創新應用

由于城市對于所建的全戶內變電站的供電質量與可靠性的要求非常高，所以需要對其進行必要的在線監測。在本項目中，采用變壓器有載高壓開關在線監測技術能夠有效避免問題更為嚴重地發生。有載分接開關準確及時的運作，可以強制分配負荷潮流，保證電力系統可靠運行，提高電網的靈活性。電力變壓器有載分接開關的主要故障為機械故障，有可能會損壞到電力變壓器，影響正常運行。系統采用信號傳感、數據采集、網絡監控以及圖形化編程技術，對監測數據進行有效分析，確定運行狀態，及時判斷故障類型，有針對性進行提前維護保養，避免造成更大的損失。[6]

5 結束語

通過對某城市的具體變電站的提前預算分析與設計，對全戶內變電站的優勢與存在的問題進行闡述。總體來講，此模式對于傳統的變電站運行提出了較徹底的改革，更能適應現代城市的發展與城市建設的需求。通過對新式的全戶內變電站的設計分析與驗證，變電站能夠取得不錯的社會效益與經濟效益，得到了廣泛的認可，與周圍的環境更加調協。未來這種模式將會應用更加廣泛，它的設計也會根據當地實際出現更為切實的方案，促進著電網事業的不斷前進。

參考文獻

[1]鄭杰.全戶內變電站的設計與創新應用[D].山東大學，2012（050.

[2]王紅，賈麗敏.110kV全戶內城市變電站通風設計的改進[J].供用電，2009（06）.

[3]金淋芳.城市全戶內變電站主變壓器室通風降噪研究[J].供用電，2010（02）.

[4]劉耀鋒，吳寧，印吉景.220kV全戶內變電站設計相關問題探討[J].電力自動化設備，2010（12）.

[5]陳娟.廣州綠色變電站工程設計特點及造價分析[J].甘肅水利水電技術，2011（10）.

[6]張龍驤，邱新剛.談220kV全戶內變電站土建設計相關問題[J].山西建筑，2012（18）.