摘要：通过几种设计案例，具体介绍了配电设备和GIS的配置方式。这样的改造可以增加变电站的配电和短路容量，不再需要高型布置构架。它的自动化程度提高很多，而且提高了变电站的运行可靠性。
关键词：电力系统；220kV；变电站；增容改造
1引言
江苏省地区的用电负荷增长极快，但是变电站容量的建设却比较滞后，导致很多地区的电网遭到很大的挑战，不能维持地区的常规供电，这就需要在不断增加新变电站的基础上，对于一些老变电站进行增容改造，保证地区负荷用电。本文以江苏某地区220kV变电站为例，介绍该变电站增容改造工程的设计实施方法，希望对变电站增容改造设计提供借鉴。
2220kV变电站的增容改造目标
淘汰传统的断路器。传统的断路器主要是压缩空气断路器、油断路器，这两种断路器在我国变电站中使用比较广泛，其运行经验比较丰富，易于工人维修和保养，但是其油容易劣化，设备本身不防火防爆，安全性不高。SF6断路器和真空断路器运行维护方便，维护间隔时间长，本身能防火防爆、噪音低，最近几年变电站改造中经常使用，本变电站增容改造将选用该两种断路器。淘汰二次系统，实现变电站运行全自动化。传统变电站二次系统存在的问题较多，主要是老实设备使用多、维护不方便、自动化程度低、结构复杂、可靠性比较差。出现故障后需要人工诊断，费时费力而且故障排除比较困难，缺少自诊断能力。变电站采用全自动化运行系统后，可以采用计算机系统、通信系统等对对变电站二次系统进行功能模块的重新组合，对变电站运行设备实现DCS监控，测量和控制变得更高效便捷。实现变电站遥控管理。变电站经过增容改造后，可以实现变电站的运行和调度不需要专人实施，只需要调度室进行协调控制，遇到检修维护时才需要专人进行处理，实现变电站的遥控管理模式，加强了变电站实际运行能力。系统增容，满足用电量需求。衡量电能质量的主要指标是电压和频率，电压的合格主要通过各变电站进行调节，传统变电站一般不具有调压功能，缺少合格的电能质量评价方法，变电站经过增容改造后可以实现电压的随时调节，鉴于增容后变电站的自动运行系统中包含电压和无功自动调节功能，电压调节中可以保证其合格率，从而进一步降低输送损耗，节约电能。
3改造工程原则
（1）站内改造。改造前首先由原配电装置进行临时供电，拆除适当的影响不到的旧配电设施，或者腾出适当的空地安装GIS。对于主变及线路进行切换，GIS接入时需要进行一定间隔的控制；将施工地区与安全地区进行适当的调整划分，保证施工安全运行。在改造中主变电器直接接电，从进线一侧到主变高压侧都要进行电缆的铺设，电缆接至主变高压侧后，供电形成变压器直接接电。施工中要注意在拆除配电装置后，注意电缆和电缆头，保证主变的正常运行，根据配电室设备实际情况进行方案调整，从而适当节约土地资源，改造投资与征地投资形成高的性价比。（2）主接线方式改造。具体的改造设计步骤为：①目前改造主接线主要采用双母线带旁路的接线方式，可以做到不停电检修，开关设备的操作可靠性提高了可以将双母线带旁路的接线方式进行充分的实现，目前接线取消了高电压的旁路接线，多数改造工程采用双母线双分段接线。在具体的改造设计中可以将电源出线平衡分布在两组母线上，两组母线实现并列运行必须是建立在母线断路器联通比较顺畅的情况之下。为了提高安全性，可以一组母线运行，另一组母线备用。②检修工作母线时将所有回路转移到另一母线上。③母线出现故障时，立即断开各出线的断路器，接通主要回路的母线侧开关，接通电源出线断路器，恢复各段的供电。（3）双母线旁路升级为双母线分段。为了减少故障的发生率，可以将220kV双母线母联兼旁路的接线形式改造为双母线双分段分为两台断路器的接线方式，采用站内改造方式，具体的改造步骤为：①铺设临时的电缆管，从进线一侧铺到主变高压一侧，铺设完成后在主变的附近区域进行220kV电缆头基础的建设。②原来的进线位置经过临时的电缆也进入主高变压一侧，主变采用变压器组的形式进行持续运行，满足供电量要求，之前的配电装置不再运行，施工时注意主变与旧配电设备进行有效的隔离。③在拆除旧配电装置时要进行分段和分跨的形式拆除，保证主变的安全运行，建立新的GIS配电设施，主变与新线路进行切换尝试运行，主变和线路在进入GIS前要进行隔离区分，避免出现安全的隐患。（4）配电装置改造。传统的变电站改造主要是采用户外的高型构架，变电站运行越久远，高型构架损伤就越严重，目标变电站增容改造后的高型构架采用GIS进行电器的组合。具体的优点主要有：①除了临时接线外需要停电，其他情况不需要停电处理。②配电装置进出线接入更加方便，架空线的接入也比较方便。③变电站整体布局合适，方面进行运行的监管，对事故进行及时处理。
4典型的220kV主变增容的改造设计
（1）主接线和GIS布置。为了实现主接线的合理性，首先要在旧变电站的基础上规划好180MVA变压器的具体数量；220kV和110kV进出线路的次数，双母线接线的方式，这些设计完成后既要对GIS的具体施工进行布置。220kV的配电装置要采用GIS进行布置，可以设置在配电楼之内，与220kV的避雷器、耦合电容器、电容式电压互感器进行有效的配合，这些设备可以布置在配电室的二楼，对进出线进行架空处理。配电综合楼内要将110kV的GIS、控制室、接电室和电屏室进行布置。主变电器设置在室外，110kV的GIS可以布置在配电综合楼的适当位置，采用电缆进出线方式；10kV配电室配置在综合配电楼的另一侧，与GIS相隔，采用中置真空开关柜。10kV电容器配置在配电综合楼一侧的电容室内。对于变电站的总体面积和东西长度和南北宽度要根据配电的整体布局进行合理设计安排，到达经济的最优化处理。（2）220kVGIS室内主配电装置设计。原高压侧配电装置为高型架构，经过改造在GIS的室内配置专门配电装置的变电站，GIS楼布置方案中，可以采用两种方案，第一种为采用地上地下各一层，钢筋混凝土结构底座，地下室为电缆铺设层，地下层为220kV配电室；第二种方案为采用地上二层的方式，在架空线的走廊方向进行设计，地上一层为220kVGIS的装置分布区，地上二层为设置阻波器等配套设备。（3）全户内配电装置设计。第一种方案为变电站采用东西方向设计，变电站东侧设置两层的综合楼，一层设计为10kV的配电设备，包含电容器组件、接地变送装置等；二层可以设置220kV的继电器室，采用全电缆的进出线形式，变压器设置在变电站的西侧位置。第二种方案为变电站采用南北设计，北侧为220kV的综合楼，架空线可以从综合楼的北侧走线，采用架空电缆混合进线的形式，将GIS布置在一层，将110kV的配电楼布置在综合楼的南侧，二层设计为电容器和开关设备。变压器可以灵活的设置在110kV的配电装置和220kV的综合楼的中间或者靠近综合楼一侧，以实际作用效果为佳。
5结语
传统的高压电网需要及时增容处理，满足企业对电力的需求[1,2]。当前随着输变电技术和电容容量的不断增加，传统的220kV变电站已经不能满足实际设计要求。本文从目前220kV传统变电站增容改造需要得到的目标出发，以变电站增容改造基本原则为指导，分析了几种典型的增容改造方案，方案中主要涉及主接线和GIS布置、220kVGIS室内主配电装置设计和全户内配电装置设计。通过这几种设计方案可以满足当前负荷的要求和当地电网发展的需要，能节省一部分土地面积，自动化的程度更好。同时不必再担心由于架构的老化对变电站带来的安全风险，是一种不错的设计增容方案。
参考文献
[1]何思杰.220kV变电站继电保护改造中存在的问题及解决措施[J].技术与市场,2019,26(05):133-134.
[2]张闻勤.220kV变电站继电保护定值远方修改的设计和应用研究[J].科技资讯,2017,15(03):49-50.
作者:白刚 单位:智方工程设计有限公司