500 - 330 - kV变电站典型设计研究与应用 - 郭日彩

DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2005.20.006

第 29 卷 第 20 期 2005 年 10 月

文章编号：1000-3673（2005）20-0029-09

电 网 技 术 Power System Technology 中图分类号：TM633

文献标识码：A

Vol. 29 No. 20 Oct. 2005

学科代码：470?4054

500(330)kV 变电站典型设计研究与应用

郭日彩 ，李宝金 ，李 明

1

2

1

（1．国家电网公司基建部，北京市 西城区 100031；2．中国电力工程顾问集团公司，北京市 西城区 100011）

Research on Typical Design for 500kV/330kV Substations and Its Application

GUO Ri-cai，LI Bao-jin，LI Ming

1

2

1

（1．Department of Construction，State Grid Corporation of China，Xicheng District，Beijing 100031，China；2．China

Power Engineering Consulting Group Corporation，Xicheng District，Beijing 100011，China）

ABSTRACT: The aim, input conditions and main technical and economical indices of Typical Design for 500kV/330kV substations are presented, according to the main equipments in substation the Typical Design are divided into four basic schemes for GIS. HGIS, porcelain knob circuit breaker and dead tank circuit breaker. The main technical schemes of Typical Designs for 500kV and 330kV substations are emphatically analyzed, the main wiring forms for various voltage grades, short circuit current level and so on are illustrated in detail. The cost estimate and practical application show that Typical Design possesses such features as saving investment, reducing the land occupation, improving power supply reliability and enhancing the flexibility of planning. Finally, a brief introduction to the outlines of Typical Designs being conducted for transmission line, 220kV substation and 110kV substation are given.

力工业发展中，国家电网承担着优化能源资源配置、保障国家能源安全和促进国民经济发展的重要作用。

我国是世界能源消费大国，煤炭消费总量居世界

第一位，电力消费总量居世界第二位，但由于我国地域广阔，一次能源分布和生产力发展水平很不均衡。水能、煤炭主要分布在西部和北部，能源和电力需求主要集中在东部和中部经济发达地区

[1-2]

。长期以来

的“重发轻供”造成电网建设严重不足，电网发展严重滞后。预计未来 15 年间，我国将需要新增装机 500GW 以上，年均新增装机超过 33GW。这意味着我国电网不仅要“补旧帐”，还要“谋发展”，面临着持续增加输送能力，将大量电力从发电厂安全可靠地输送到终端用户的艰巨任务。 为此，国家电网公司党组提出了建设“一强三优”现代公司的发展目标，提出加快建设以特高压电网为核心的坚强国家电网，提高现有电网的输送能力，加强城市电网建设与改造，努力实现各级电网协调发展，以满足国民经济快速发展和更大范围资源优化配置的需要。2004 年和 2005 年，国家电网公司每年投产 220kV 及以上输电线路约 2000km，变电容量约100GVA，今后一段时期电网建设将继续保持快速发展。如此大规模的电网建设，必须实施集约化管理，发挥规模优势，提高资源利用率，提高电网工程的建设和管理效率，从而提高公司的整体效益

[3]

KEY WORDS: Substations；Typical Design；GIS；HGIS； Porcelain knob circuit breaker；Dead tank circuit breaker； Marker wall

摘要：介绍了典型设计的目的、输入条件和主要技术经济指标，并按照变电站主要设备型式划分了 GIS、HGIS、瓷柱式断路器、罐式断路器等 4 个典型设计的基本方案；重点分析了 500（330）kV 变电站典型设计的主要技术方案，对各级电压的电气主接线形式、短路电流水平等进行了详细的说明；费用概算和实际应用表明，典型设计具有节省投资、节约占地、提高供电可靠性、增加规划的灵活性等特点；最后简单介绍了正在开展工作的 220kV 和 110kV 变电站典型设计、输电线路典型设计情况。

关键词：变电站；典型设计；GIS；HGIS；瓷柱式断路器；罐式断路器；标识墙

。

1 引言

我国传统的电网工程设计是一种“量体裁衣”式的

设计，即根据具体工程环境、建设要求和运行习惯进行针对性的设计,存在明显的不足：建设标准、设计风格不统一；设备型式多，备品备件通用性差；存在大量重复性设计工作；设计评审、批复争议多、

电力工业是关系国计民生的基础产业，在我国电

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郭日彩等：500（330）kV 变电站典型设计研究与应用

Vol. 29 No. 20

灵活性：典型设计模块间接口灵活，增减方便，

耗时长；建设和运行成本高。

典型设计正是采用集约化管理的思想，统一建设标准，发挥规模效益，提高工作效率，降低建设和运营成本的一种先进的设计理念和方法。这种全新的设计方法和理念，使电网工程设计从“量体裁衣”式的设计方式改变为“成衣定制”式的标准化设计方式，从而突出了设计重点，加快了设计进度，满足了大规模电网建设的需要。推广应用典型设计不仅有利于提高工作质量和工作效率，而且为电网规划、成本控制、资金管理、集中规模招标等工作的开展提供了基础平台

[4-5]

。

总之，无论从建设坚强国家电网需要来看，还

是从集约化管理需求来看，都需要尽快开展输变电工程的典型设计工作。目前，在国家电网公司精心组织和中国电力工程顾问公司、有关设计院大力支持配合下，2005 年上半年已经完成了 500(330)kV

变电站典型设计。

2 变电站典型设计的目的、输入条件和主要技术经济指标

2.1 变电站典型设计的目的

国家电网公司要建设“一强三优”的现代化公司，要建设坚强的国家电网，就要求公司实施集约化管理，发挥规模优势，提高资源利用率，提高电网工程的建设和管理效率，从而提高公司的整体效益。

输变电工程典型设计是贯彻国家电网公司集约

化管理的基础工作，开展变电站典型设计工作的目的是：统一建设标准，统一设备规范；方便设备招标，方便运行维护；降低变电站建设和运营成本；加快初步设计、评审进度，提高工作效率。 2.2 典型设计的主要原则

变电站典型设计的原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效。为此，在典型设计中，要注意处理和解决典型设计方案的统一性、适应性、灵活性、先进性、可靠性和经济性及其相互之间的辩证统一关系。

统一性：建设标准统一，基建和生产运行的

标准统一，外部形象风格要体现国家电网公司企业文化特征。

适应性：典型设计要综合考虑各地区的实际

情况，要在国家电网公司系统中具有广泛的适用性，并能在一定的时间内，对不同规模、型式、外部条件均能适用。

同条件下的具体工程的设计，为此典型设计确定的主要输入条件为技术条件和环境边界条件。

组合型式多样，概算调整方便。

先进性：典型设计方案、设备选型先进、合理，占地少、注重环保，变电站技术经济指标先进。

（1）技术条件：典型设计技术条件设置了主变容量（500kV 变电站，单组/台 750MVA 或

1000MVA，330kV 单组/台 240MVA 或 360MVA）、

可靠性：适当提高设备水平，保证变电站设

主变组/台数（本期 1 组/台，远期 2、3、4 组/台）、无功补偿装置、出线回路数和出线方向等项目的范围，统一了短路电流水平、保护及自动化的设计原则、电气主接线形式和土建指标等

[6-7]

备的可靠性，保证各个模块和模块拼接后的可靠性，以确保各设计方案的安全可靠性。

经济性：按照企业利益最大化原则，综合考

。

虑工程初期投资和长期运行费用，追求设备寿命期内最优的经济效益。

典型设计要树立全局意识、大局意识和企业意识，要坚持“基建为生产服务”、“以人为本”和“可持续发展”的理念，当前的重点是“节约占地、节约投资、提高效率、降低运行成本”。具体设计要综合考虑“每个设备的合理性、每个布置的合理性、每项改进的合理性、每个方案的合理性”

[4-5]

对于变电站围墙以外、设计标高 0m 以下的

内容，考虑到与各工程具体环境和条件有关，不在典型设计范围之内。

（2）环境边界条件：海拔 1km 以下；地震动

[8]

峰值加速度为 0.10g；设计风速为 30m/s；地基承

载力特征值 fak?150kPa；地下水无影响；国标 III

。

级污秽区。该环境条件可以适应国家电网公司系统内大部分地区的工程建设的需要。当外部环境不一致时，可对相应部分进行调整2.4 典型设计方案和模块划分

[6-7,9]

2.3 典型设计主要输入条件

典型设计应当具有广泛的适用性，并能在一定时间内对不同规模、型式、外部条件均适用，但考虑到具体实施的可行性，典型设计方案应当划定一个相对适中的范围，并在设计过程中能够方便地过渡到不

。

根据目前实际情况，并适当考虑发展裕度，按照变电站主要设备型式可划分为 4 个典型设计基本方案，即 GIS、HGIS（仅限于 500kV）、瓷柱式断路器、罐式断路器方案；按照影响总平面布置的主

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