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【摘 要】 变电站的建设对我国经济的发展和人们生活水平的提高有着重要的作用。变电站施工前的平面布置设计不但要遵循节约资源、保护土地的原则，还有考虑到变电站的远期规划和发展。本文根据变电站建设具体要求，对变电站的平面布置设计进行了一些研究。
【关键词】 变电站；电气；总平面；布置；设计
1 变电站平面布置的原则
1.1缩短变电站设备之间的连接线
电气平面布置首先应满足电气主接线所表明的生产顺序要求，应使设备相互靠近，布置紧凑，这样既可减少电能损耗，缩短连接导线和电缆的长度，使电缆敷设方便，又可以减少事故和故障几率；同时，便于设备的正常维护巡视和定期检修，即使事故发生也能及时处理，不使事故扩大。
1.2整体布置思路
为保证大型设备（如变压器）的运输、安装和检修的方便，应尽量缩短运输距离。要求主控室、主变压器和开关楼之间交通方便，主控室应布置在易于观察整个变电站概况的位置，尽量减少电气设备及其连线管路的交叉和干扰。保证进线和出线方便，尽可能减少架空导线交叉。
1.3远近期结合，留有发展余地
电气平面布置应按批准的规划容量进行设计，并留有发展余地。规划容量偏大或偏小，都将导致平面布置的不合理。偏大将造成浪费，偏小则将使布置拥挤混乱，影响安全运行，产生不良后果。电气平面布置要妥善处理好分期建设的关系。初期建筑宜集中布置以便于分期购地和利于扩建，减少前、后期工程在施工和运行上的相互影响。初期工程要为后期工程创造较好的施工条件，后期工程施工要尽量避免影响运行。
1.4布置紧凑合理，尽量节约用地
各设备宜集中布置，以减少占地面积，充分合理地利用空间；并要注意利用荒地、劣地、坡地，少占或不占农田。地形条件狭窄的工程，可将控制楼、通信楼、检修间等功能相近或互有联系的电工建构筑物采用多层联合布置。
1.5结合地形地质，因地制宜布置
（1）依据不同的自然地形，确定各级配电装置的型式及其相互间的平面组合，选择合理的布置位置。在此基础上，灵活布置附属设施及站前建构筑物。
（2）高压配电装置等主要建构筑物，要尽量沿自然等高线布置，以减少土石方工程量，避免高填深挖和减少基础埋设深度，便于场地排水。
（3）山区变电站的主要建构筑物，不宜紧靠山坡，应有防止因塌方而危及电气设备和建构筑物的有效措施。屋内配电装置，如主控楼、主变压器、并联电抗器等主要建构筑物及大型设备，应布置在土质均匀、地基承载力较大的地段；要避开断层、溶洞，以及可能发生滑坡、崩塌等不良地质构造的地段；还要尽量不破坏山体的自然地貌，以保证山体固有的平衡，减少不安全因素。
1.6符合防火規定，预防火灾和爆炸事故
为确保变电站的长期安全运行，建构筑物布置要严格执行《建筑设计防火规范》的有关规定。道路设计要考虑消防车的通行，使消防车能迅速到达火灾地点，及时扑灭电工建筑物区内的火灾。
2 平面布置设计的必要性
平面布置设计，建立在对各方案综合评价基础上。所以，如何对方案作出科学的、综合的、公证的评价，是方案评价的基础，如何对备选方案的综合评价作出科学的决策，是方案评价者们所关注的问题。
工业企业的总图布置是在地区规划和企业总体布置的基础上，根据工艺流程运输、卫生、安全、施工、管理等因素，结合当地的自然条件和生产发展要求进行规划。它关系到如何将工厂复杂生产过程，通过科学总图布置方法，处理好物流、人流和能源流，把生产车间安排得协调、均衡进行连续生产，把工厂尽量达到建设和经营费用最小。为达到上述目的，对总图布置方案，需要有一个比较科学的评价与决策方法。
3 智能变电站的平面的具体设计
3.1变电站概况
某地区是某市边缘的一个新经济开发区，该地区以棉纺、针织等轻工业为主，发展前景良好，为满足该市经济发展及人民生活用电要求，决定新建本变电站。本站除了给本地区工业及生活用电外，还向周围乡镇工业企业及农业供电。本站由电力系统的S1、S2两电源供电；S2为无穷大系统，S1为1000MVA；S1、S2由110kV线路联系，与本站形成110kV环网可满足供电可靠性要求。该地区变电站为110kV变电站，有2个电压等级110/10kV分两期完成。
3.2平面布置的内容和基本要求
变电站的平布置图是一张反映变电所全貌的俯视图，电气主接线图反映了电气设备间的电气连接，而智能变电站平布置则表示了电气设备的相对位置、连接方法、总体布局和定位，因此它是施工设计和安装中的重要图纸之一，也称第二张司令图。平面布置主要解决和协调全所建筑物，道路在平面布置的相互关系和相对位置。高压配电装置-变压器-低压配电装置的布局是平面布置的主体，是核心。
3.3主控制室
主控制的安排室应该考虑美观、位置适中便于和各电压级的配电装置联系，一般靠近大门，并应该考虑设置维修间、运行人员休息室等。
3.4补偿电容器室
考虑电容器易爆，不能与主控制室及其配电装置设置在同一室内，但应该尽量与10kV配电装置靠近，以减少电缆的长度。
3.5 10kV配电装置
10kV配电装置为屋内配电装置，其尺寸应该详细计算各高压开关柜的尺寸和数量。
3.6端子箱、配电箱与电缆沟
DL、PT、CT及主变旁边均应有端子箱，其二次电缆下电缆沟入主控制室，所以各个电压级配电装置都应有通往主控制室的电缆沟。配电箱是供检修用的动力电源，端子箱、配电箱在总平中可以不画但电缆沟的位置必须画出，在各个电压级的配电装置平面布置图上应该全部画出。
3.7相位关系 平面可以画成单线图，但屋外各电压级的配电装置应该画成三线图，那么就应该反映出相序。各电压级配电装置的相序排列应该尽量一致，一般原则是：面向出线电流流出方向自左至右，由远至近，由上到下，按A、B、C相顺序排列。
3.8管沟的位置
应从整体出发，按规划最终目的全面规划，平面和管沟相互协调，合理布置，不宜穿套重建用地。在变电站中屋内电缆敷设主要采用电缆沟。当属于下列情况时采用电缆隧道：
（1）同一通道的地下电缆数量众多，电缆沟不足以容纳时；
（2）同一通道电缆数量较多，且位于有腐蚀性液体或经常有地面水流溢的场所；
（3）含有35kV以上高压电缆，或穿越公路、铁路等地段时。若屋内主控室，继电保护室，高、低压开关室为分层布置，在主控室、继电保护室或高、低压开关室等有多根电缆汇聚的下部，应设有电缆夹层。电缆夹层净高一般在2～3m之间，过高和过低都不便于电缆作业。
3.9大门
建在靠近公路旁，宜采用钢门，门宽应满足运输所用大型设备的要求。
3.10道路
所用道路設计应根据运行检修要求，并结合总平面，竖向布置设计标高协调一致，相互衔接。道路宽一般为：3.5m；转弯半径不小于7m。
3.11主变位置
其布置应与配电装置，无功补偿装置相配合，主变压器应布置在室外。
3.12出线位置
各点及电压的屋外配电装置应结合地形和所对应的分向进行平面组合。尽量避免线路交叉，尽量缩短主变引下线的长度。各级电压配电回路相序排列应该一致。
3.13设置供操作巡视用的通道
其宽度不应为0.8～1m。采用明沟排水时，明沟应扩面处理，沟的纵度应小于0.3%，总深度不应小于0.2m，阴沟可用梯形或矩形断面，梯形沟底宽度应为0.3m，矩形沟底宽度应为0.4m。硅石或混凝土铺面的梯形沟面宜采用1：0.75～1.1的边坡明沟宜沿道路布置，应减少与道路和管沟的交叉，当交叉时宜采用垂直交叉。
4 结语
在变电站实际工程设计中，应根据不同的站址地形，气候环境、出线走廊、建设规模等条件，优化接线及平面布置，合理组合典设模块，有效减少土地占用，积极采用先进成熟的新技术、新设备。不断提高变电站建设的效率和效益。
【关键词】 变电站；电气；总平面；布置；设计
1 变电站平面布置的原则
1.1缩短变电站设备之间的连接线
电气平面布置首先应满足电气主接线所表明的生产顺序要求，应使设备相互靠近，布置紧凑，这样既可减少电能损耗，缩短连接导线和电缆的长度，使电缆敷设方便，又可以减少事故和故障几率；同时，便于设备的正常维护巡视和定期检修，即使事故发生也能及时处理，不使事故扩大。
1.2整体布置思路
为保证大型设备（如变压器）的运输、安装和检修的方便，应尽量缩短运输距离。要求主控室、主变压器和开关楼之间交通方便，主控室应布置在易于观察整个变电站概况的位置，尽量减少电气设备及其连线管路的交叉和干扰。保证进线和出线方便，尽可能减少架空导线交叉。
1.3远近期结合，留有发展余地
电气平面布置应按批准的规划容量进行设计，并留有发展余地。规划容量偏大或偏小，都将导致平面布置的不合理。偏大将造成浪费，偏小则将使布置拥挤混乱，影响安全运行，产生不良后果。电气平面布置要妥善处理好分期建设的关系。初期建筑宜集中布置以便于分期购地和利于扩建，减少前、后期工程在施工和运行上的相互影响。初期工程要为后期工程创造较好的施工条件，后期工程施工要尽量避免影响运行。
1.4布置紧凑合理，尽量节约用地
各设备宜集中布置，以减少占地面积，充分合理地利用空间；并要注意利用荒地、劣地、坡地，少占或不占农田。地形条件狭窄的工程，可将控制楼、通信楼、检修间等功能相近或互有联系的电工建构筑物采用多层联合布置。
1.5结合地形地质，因地制宜布置
（1）依据不同的自然地形，确定各级配电装置的型式及其相互间的平面组合，选择合理的布置位置。在此基础上，灵活布置附属设施及站前建构筑物。
（2）高压配电装置等主要建构筑物，要尽量沿自然等高线布置，以减少土石方工程量，避免高填深挖和减少基础埋设深度，便于场地排水。
（3）山区变电站的主要建构筑物，不宜紧靠山坡，应有防止因塌方而危及电气设备和建构筑物的有效措施。屋内配电装置，如主控楼、主变压器、并联电抗器等主要建构筑物及大型设备，应布置在土质均匀、地基承载力较大的地段；要避开断层、溶洞，以及可能发生滑坡、崩塌等不良地质构造的地段；还要尽量不破坏山体的自然地貌，以保证山体固有的平衡，减少不安全因素。
1.6符合防火規定，预防火灾和爆炸事故
为确保变电站的长期安全运行，建构筑物布置要严格执行《建筑设计防火规范》的有关规定。道路设计要考虑消防车的通行，使消防车能迅速到达火灾地点，及时扑灭电工建筑物区内的火灾。
2 平面布置设计的必要性
平面布置设计，建立在对各方案综合评价基础上。所以，如何对方案作出科学的、综合的、公证的评价，是方案评价的基础，如何对备选方案的综合评价作出科学的决策，是方案评价者们所关注的问题。
工业企业的总图布置是在地区规划和企业总体布置的基础上，根据工艺流程运输、卫生、安全、施工、管理等因素，结合当地的自然条件和生产发展要求进行规划。它关系到如何将工厂复杂生产过程，通过科学总图布置方法，处理好物流、人流和能源流，把生产车间安排得协调、均衡进行连续生产，把工厂尽量达到建设和经营费用最小。为达到上述目的，对总图布置方案，需要有一个比较科学的评价与决策方法。
3 智能变电站的平面的具体设计
3.1变电站概况
某地区是某市边缘的一个新经济开发区，该地区以棉纺、针织等轻工业为主，发展前景良好，为满足该市经济发展及人民生活用电要求，决定新建本变电站。本站除了给本地区工业及生活用电外，还向周围乡镇工业企业及农业供电。本站由电力系统的S1、S2两电源供电；S2为无穷大系统，S1为1000MVA；S1、S2由110kV线路联系，与本站形成110kV环网可满足供电可靠性要求。该地区变电站为110kV变电站，有2个电压等级110/10kV分两期完成。
3.2平面布置的内容和基本要求
变电站的平布置图是一张反映变电所全貌的俯视图，电气主接线图反映了电气设备间的电气连接，而智能变电站平布置则表示了电气设备的相对位置、连接方法、总体布局和定位，因此它是施工设计和安装中的重要图纸之一，也称第二张司令图。平面布置主要解决和协调全所建筑物，道路在平面布置的相互关系和相对位置。高压配电装置-变压器-低压配电装置的布局是平面布置的主体，是核心。
3.3主控制室
主控制的安排室应该考虑美观、位置适中便于和各电压级的配电装置联系，一般靠近大门，并应该考虑设置维修间、运行人员休息室等。
3.4补偿电容器室
考虑电容器易爆，不能与主控制室及其配电装置设置在同一室内，但应该尽量与10kV配电装置靠近，以减少电缆的长度。
3.5 10kV配电装置
10kV配电装置为屋内配电装置，其尺寸应该详细计算各高压开关柜的尺寸和数量。
3.6端子箱、配电箱与电缆沟
DL、PT、CT及主变旁边均应有端子箱，其二次电缆下电缆沟入主控制室，所以各个电压级配电装置都应有通往主控制室的电缆沟。配电箱是供检修用的动力电源，端子箱、配电箱在总平中可以不画但电缆沟的位置必须画出，在各个电压级的配电装置平面布置图上应该全部画出。
3.7相位关系 平面可以画成单线图，但屋外各电压级的配电装置应该画成三线图，那么就应该反映出相序。各电压级配电装置的相序排列应该尽量一致，一般原则是：面向出线电流流出方向自左至右，由远至近，由上到下，按A、B、C相顺序排列。
3.8管沟的位置
应从整体出发，按规划最终目的全面规划，平面和管沟相互协调，合理布置，不宜穿套重建用地。在变电站中屋内电缆敷设主要采用电缆沟。当属于下列情况时采用电缆隧道：
（1）同一通道的地下电缆数量众多，电缆沟不足以容纳时；
（2）同一通道电缆数量较多，且位于有腐蚀性液体或经常有地面水流溢的场所；
（3）含有35kV以上高压电缆，或穿越公路、铁路等地段时。若屋内主控室，继电保护室，高、低压开关室为分层布置，在主控室、继电保护室或高、低压开关室等有多根电缆汇聚的下部，应设有电缆夹层。电缆夹层净高一般在2～3m之间，过高和过低都不便于电缆作业。
3.9大门
建在靠近公路旁，宜采用钢门，门宽应满足运输所用大型设备的要求。
3.10道路
所用道路設计应根据运行检修要求，并结合总平面，竖向布置设计标高协调一致，相互衔接。道路宽一般为：3.5m；转弯半径不小于7m。
3.11主变位置
其布置应与配电装置，无功补偿装置相配合，主变压器应布置在室外。
3.12出线位置
各点及电压的屋外配电装置应结合地形和所对应的分向进行平面组合。尽量避免线路交叉，尽量缩短主变引下线的长度。各级电压配电回路相序排列应该一致。
3.13设置供操作巡视用的通道
其宽度不应为0.8～1m。采用明沟排水时，明沟应扩面处理，沟的纵度应小于0.3%，总深度不应小于0.2m，阴沟可用梯形或矩形断面，梯形沟底宽度应为0.3m，矩形沟底宽度应为0.4m。硅石或混凝土铺面的梯形沟面宜采用1：0.75～1.1的边坡明沟宜沿道路布置，应减少与道路和管沟的交叉，当交叉时宜采用垂直交叉。
4 结语
在变电站实际工程设计中，应根据不同的站址地形，气候环境、出线走廊、建设规模等条件，优化接线及平面布置，合理组合典设模块，有效减少土地占用，积极采用先进成熟的新技术、新设备。不断提高变电站建设的效率和效益。