2018, Vol. 36 
近年来，随着电力体制改革的逐步推进，国家电网公司在“三集五大”体系全面推进、特高压工程大规模建设全面启动的背景下，为实施集团化运作、集约化发展的目标，全面建成“三通一标”体系（通用设计、通用设备、通用造价、标准工艺），该体系的构建对推进电网工程精益化管理、标准化建设，统一工程建设标准、转变电网发展方式具有重要意义[1]。通用设计作为其中重要的一环，是对输变电工程在不同设计条件和外部环境下设计方案的归纳提炼和完善提升，统一主要设计原则，确定基本设计方案[2]。随着内蒙古自治区区域经济的快速发展，电力需求急剧增大，为全面提升电网建设能力，内蒙古电力（集团）有限责任公司积极推进国家电网通用设计成果应用。然而，由于目前内蒙古电网的建设规模较大，设计方案众多，区域内各建设单位和设计单位使用的建设标准及设计标准不统一，国家电网通用设计在内蒙古地区存在不适用性，且内蒙古电网建设标准、设计风格与国家电网公司也存在一些差异，因此有必要结合内蒙古电网特点及发展现状，在参考国家电网通用设计的基础上，编制适用于内蒙古电网的通用设计。
1 内蒙古电网110 kV变电站通用设计技术方案确定《国家电网公司输变电工程通用设计110（66）~ 500 kV变电站分册》中110 kV变电站通用设计方案共21个，鉴于内蒙古电网与国家电网存在的差异，目前在实际工程中很少直接采用国家电网通用设计方案，需要进行模块拼接调整，总体设计工作花费较多时间。因此，内蒙古电网110 kV变电站通用设计中技术方案的确定是在结合国家电网通用设计的基础上，根据内蒙古电网近年来110 kV变电站建设规模、设备选用、配电装置型式以及电网技术发展等情况，充分调研各供电单位实际工程后，精心筛选梳理细化本地区常用方案后形成的，能更好地满足工程实际需要。
内蒙古电网110 kV变电站通用设计共有6个设计方案。各设计方案是基于电网规划设计标准，确定变电站建设规模（包括主变压器数量、电压等级，各级电压出线回路数、无功配置等），然后根据变电站主变压器规模和配电装置布置型式等细化、优化后形成的。6个通用设计方案包括2个全户内GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）变电站设计方案，1个半户内GIS变电站设计方案，3个户外AIS（空气绝缘敞开式开关设备）变电站设计方案。其中，全户内GIS变电站设计方案包含3台主变压器或2台主变压器、110 kV/10 kV 2个电压等级方案，电气设备全部布置在户内；半户内GIS变电站设计方案包含2台主变压器、110 kV/10 kV 2个电压等级方案，主变压器、电容器组和站用变压器布置在户外，其余电气设备布置在户内；户外AIS变电站方案包含2台主变压器、110 kV/35 kV/10 kV的3个电压等级方案，配电装置布置方式分为110 kV、35 kV配电装置户外平行布置，110 kV、35 kV配电装置户外垂直布置，110 kV配电装置户外布置，35 kV配电装置户内布置，2配电装置垂直布置，本方案中10 kV配电装置均在户内布置。
2 内蒙古电网110 kV变电站通用设计主要设计原则内蒙古电网110 kV变电站通用设计方案按主变压器数量及容量、出线规模、无功配置、电气主接线方式、设备配置水平、电气总平面布置等加以区分。本文从6个方面对内蒙古电网110 kV变电站通用设计主要设计原则进行论述。
2.1 主变压器数量及容量根据电网规划设计标准，一般情况下，向中心城市、城镇及工业园区供电的110 kV变电站，规划2—3台主变压器，主变压器容量选择63 MVA，原则上一次建成。为乡村及边远地区供电的110 kV变电站，规划2台主变压器，其容量一般选择40 MVA，根据需要可一次建成2台主变压器。因此，通用设计方案中主变压器选择63 MVA和40 MVA 2种容量。
2.2 出线规模根据电网规划设计标准，结合近几年工程实际，通用设计中选择了较常用的出线回路数，110 kV远期出线分别为2回、3回、4回；35 kV远期出线为6回、8回；10 kV远期出线户内变电站为24回、36回，户外变电站为12回、16回。
2.3 无功配置每台主变压器按2组电容器组考虑，在通用设计方案中按常用组合进行配置。
2.4 电气主接线（1）110 kV电气接线最终规模2线2变方案采用内桥接线；3线3变方案采用扩大内桥接线；4回出线方案采用单母线分段接线。
（2）35 kV电气接线均采用单母线分段接线。
（3）10 kV电气接线，2台主变压器方案采用单母线分段接线；3台主变压器方案采用单母线三分段接线。
2.5 主要设备选择（1）主变压器采用三相三绕组（或双绕组）自冷式有载调压变压器。户外布置为一体式，户内布置为分体式。
（2）110 kV户外采用瓷柱式SF6断路器，户内采用GIS组合电器。
（3）35 kV户外采用瓷柱式真空断路器，户内采用金属铠装移开式开关柜，配真空断路器。
（4）10 kV采用金属铠装移开式开关柜，配真空断路器。
（5）电容器组户外采用框架式配干式空心电抗器；户内采用框架式配干式铁心电抗器。
（6）站用变压器户外采用油浸式，户内采用干式。
2.6 电气总平面布置 2.6.1 配电装置型式110 kV配电装置采用户外AIS配电装置和户内GIS配电装置。35 kV配电装置采用户外AIS配电装置和户内开关柜。10 kV配电装置采用户内开关柜。主变压器采用户外、户内2种布置形式。110 kV、35 kV户外AIS配电装置均为软母线普通中型布置。电容器组户外布置为框架式、空心电抗器三相平放式；户内布置为框架式、铁心电抗器三相一体式。
2.6.2 电气总平面布置110 kV户外单母线分段接线模块直接采用国家电网通用设计方案中的模块，110 kV户外内桥接线模块在单母线分段接线模块基础上进行了调整。35 kV单母线分段接线模块设计参照了国家电网35 kV变电站通用设计方案35 kV户外配电装置模块。主变压器模块、电容器组模块是在总结归纳内蒙古电网近几年工程中厂家图纸后形成的。110 kV、35 kV户内配电装置尺寸参照国家电网通用设计尺寸确定，10 kV配电装置综合考虑附属房间等因素后确定。
电气总平面布置在确定各模块尺寸后，结合总平面布置原则，优化调整各方案电气总平面，总平面布置相应指标均优于目前各实际工程方案。
3 内蒙古电网110 kV变电站通用设计与国家电网通用设计的不同《国家电网公司输变电工程通用设计110（66）~ 500 kV变电站分册》（2011年版）中关于110 kV变电站共有21个设计方案，其中，户外GIS方案2个，全户内GIS方案5个（2台主变压器110 kV/10 kV方案1个，3台主变压器110 kV/35 kV/10 kV方案1个，3台主变压器110 kV/10 kV方案2个，4台主变压器方案1个），半户内GIS方案3个（2台主变压器110 kV/10 kV方案1个，3台主变压器方案2个），户外AIS方案11个（2台主变压器110 kV/35 kV/10 kV方案5个，3台主变压器方案6个）[3]。
综合来说，内蒙古电网110 kV变电站通用设计方案是在《国家电网公司输变电工程通用设计110（66）~500 kV变电站分册》的基础上，主要参考其110 kV变电站部分相同主变压器数量、相同电压等级方案，融合内蒙古地区的区域特点、电网建设标准以及运维习惯后细化、优化得到的。与国家电网通用设计有很多相似处，但也有一些差别。主要体现在以下7个方面。
3.1 主变压器容量国家电网通用设计中主变压器容量为50 MVA；内蒙古电网通用设计中主变压器容量户内站为63 MVA，户外站为40 MVA。
3.2 配电装置型式国家电网通用设计中110 kV户外AIS配电装置内桥方案为改进半高型布置，35 kV户外AIS配电装置全部为改进半高型布置。改进半高型布置是将母线抬高，断路器、电流互感器等电气设备布置在母线下面，该配电装置间隔内设备紧凑，占地面积小，但检修、改扩建施工不方便；普通中型布置是将电气设备均布置在母线外侧，母线下面不布置任何电气设备，占地面积大，但检修、改扩建施工较方便。内蒙古电网通用设计根据公司技术标准，配电装置没有采用改进半高型布置，均采用普通中型布置。2种方案断面图详见图 1、图 2（以110 kV配电装置断面为例）。
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图 1 改进半高型配电装置断面图 |
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图 2 普通中型配电装置断面图 |
根据国家能源局《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中“新安装干式空心电抗器时不应采用叠装结构，避免电抗器单相事故发展为相间事故” [4]，国家电网通用设计中电抗器户外布置方式为叠装式，内蒙古电网通用设计中调整为平放式。
3.4 附属房间设置国家电网通用设计按无人值班智能变电站设计，附属房间一般为3间，即警卫室、卫生间、安全工具间。内蒙古电网110 kV变电站通用设计按常规变电站设计，综合考虑了内蒙古地区地广人稀、运维不便的特点以及各供电局的实际需求，附属房间设置为6间，充分考虑运维人员的生活需求，增加了2间休息室和备餐间。
3.5 消防道路与建筑间距离GB 50016—2014 《建筑设计防火规范》要求，消防车道靠建筑外墙一侧的边缘距离建筑外墙不宜小于5 m，而国家电网通用设计2011年版中要求不小于3 m[5]，内蒙古电网通用设计相应调整了消防道路与建筑间距离。
3.6 半户内站方案国家电网110 kV变电站通用设计的半户内方案（110-A3-1）（如图 3所示）除了主变压器户外布置外，其他电气设备均布置在同一幢楼内，主变压器紧邻综合楼布置，占地面积小。内蒙古电网110 kV变电站通用设计半户内方案（NM110-A3-1）（如图 4所示）采用了近几年工程常用的2个建筑的方案，即110 kV GIS室和综合建筑（包括10 kV配电室、二次设备室和附属房间等），主变压器布置在2个建筑之间，占地面积较大；该方案中主变压器、电容器组和站用变压器均布置于户外，建筑体积没有超过3000 m3，不设置消防给水系统；且施工更加方便，对于土建施工周期短的工程更有优势。
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图 3 国家电网110 kV变电站半户内方案总平面布置图 |
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图 4 内蒙古电网110 kV变电站半户内方案总平面布置图 |
国家电网110 kV变电站通用设计110 kV配电装置与35 kV配电装置平行布置方案（110-C-5），35 kV开关柜采用户内方式与10 kV开关柜均布置在综合楼内，35 kV开关柜布置在二层，10 kV开关柜布置在一层。考虑到内蒙古电网110 kV变电站中35 kV配电装置采用户外布置较普遍，因此增加了110 kV、35 kV配电装置户外平行布置方案（NM110-C-2）。
4 内蒙古电网110 kV变电站通用设计技术方案组合在明确了内蒙古电网110 kV变电站通用设计的技术方案、主要设计原则后，综合考虑建设规模、接线型式、总布置及配电装置[6-8]、占地面积等，形成了内蒙古电网110 kV变电站通用设计技术方案组合。详见表 1。
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表 1 内蒙古电网110 kV变电站通用设计技术方案组合 |
工程设计中选用通用设计方案时，首先应根据工程条件在基本方案中直接选择适用的方案。工程初期规模与通用设计不一致时，可通过调整子模块的方式选取。
当无可直接适用的基本方案时，应结合工程实际分析基本方案后从中找出适用的基本模块，按照通用设计同类型基本方案的设计原则，通过合理调整基本模块和子模块，形成所需要的设计方案。
6 结语本文在国家电网通用设计的基础上阐述了内蒙古电网110 kV变电站通用设计技术方案，明确了主要设计原则，并论述了该通用设计与国家电网通用设计的不同之处，为设计人员应用提供了依据和参考。随着内蒙古电网通用设计推广应用，将有效地提高内蒙古电网建设能力，实现电网建设安全水平、质量水平和设计效率的提升，并对推进内蒙古电网精益化管理、标准化建设、统一工程建设标准有着重要意义。
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