福州汇创电力勘测设计有限公司长乐110kV渡桥变电站全寿命周期设计创新亮点介绍

110kV渡桥变电站设计竞赛，是由福建省电力有限公司组织开展的全寿命周期建设试点工程设计竞赛，全省13家电力设计单位参加了竞赛。福州汇创电力勘测设计有限公司设计人员以国家电网公司“三通一标”为基础，按照“两型一化”的要求，解放思想、积极探索、创新思维，根据本工程实际情况，积极运用全寿命周期成本管理（Life Cycle Costs，简称LCC ）理念，优化设计，应用新技术、新设备、新材料，提出了技术先进、安全可靠、指标优秀、节约并重的设计方案。该方案获得了竞赛评委、专家们高度评价，并以绝对优势荣获福建省电力有限公司变电站全寿命周期设计竞赛一等奖。

福州汇创电力勘测设计有限公司在长乐110kV渡桥变的设计过程中，立足于本工程项目的全寿命周期开展设计，认真总结，积极探索，充分考虑运行维护的情况，对以往传统建设模式有所突破，追求变电站作为工业性设施的定位及功能需求基本功能和核心功能，剥离无用、重复、多余功能；从设计开始，减小变电站占地面积和三材消耗量。提高建筑使用率，从结构入手，建立新型结构体系，推行构件标准化，生产工业化化，施工机械化。统一变电站主要电气设备参数和接口标准，采用全寿命周期内性能价格比高的设备。通过对主设备、配电装置、数字化变电站技术、主要构建筑物、站区场地平面方案、地基处理及其他主要设计方案进行全寿命周期成本管理分析，极大地优化变电站的布局，完全契合国网，省公司倡导的建设资源节约型、环境友好型、整体效益最优的电网建设理念。

本文就汇创设计公司设计的“110kV长乐渡桥变电站” 全寿命周期设计竞赛方案为主题，对方案中主要专题的创新亮点部分从以下五个方面做详细介绍：

一、总体方案及技术经济指标

长乐110kV渡桥变电站位于金峰工业区南部的漳港镇渡桥村，主供渡桥村周边的工农业生产和居民生活用电需求，在电网系统内属于终端变电站，具体情况如下：

表1 110kV渡桥变电站总体方案

表2 110kV渡桥变电站技术经济指标

二、站区规划和总平面布置方案

设计竞赛方案基于全寿命周期成本理念开展设计，认真总结，积极探索，大胆创新，在充分考虑运行维护的情况下，对传统变电站的建设模式有所突破。具体表现如下：

1、 在可研确定的征地范围内，结合规划部门的要求和与站址周围环境的适应，优化站区用地位置和总平面布置，给剩余空地预留了最大的土地发展空间，综合社会效益最好。

2、 站区布置紧凑，用地规整，优化场地设计标高和土方量，全站围墙内占地面积仅为1981.8m²，较典型设计方案减少了58%，主控楼建筑面积271平方米，较典型设计方案减少了27.6%，实现了变电站全寿命周期成本最小化。

3、场地排水采用场地自然散水排水和渗水管排水相结合的排水方式，减少站区围墙内的排水设施占地面积80 m²，较有组织的暗管排水方式节省投资约6.3万元，且施工简单、施工周期短。

4、 站区采用装配式智能环保厕所，实现生活污水无污染排放。

5、 采用玻璃钢成品事故油池及玻璃钢成品排油检查井，装配简单，施工方便，减短工期。

三、电气一次部分的优化与创新

1、电气主接线

电气主接线是变电站电气设计的首要环节，主接线的确定与变电站本身运行的可靠性，灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的确定都有较大影响，渡桥变建设规模为终期“两线带三变”，本期“两线带一变”。经全面分析有关影响因素，技术经济比较，以及全寿命周期成本优化专题分析，并结合长乐电网的现状及网络规划情况特点，提出渡桥变电气主接线的方案：110kV 远景采用扩大内桥接线，本期为两线带一变接线；10kV 远景为单母线四分段接线，本期为单母线接线。

2、110kV屋外配电装置：

对配电装置的型式选择，我司设计人员结合变电站所在地区的地理情况、环境条件，以及考虑到运行、检修和安装的要求，通过技术经济比较确定最优方案，即：110kV配电装置采用户外软母改进半高型布置方式，通过GW16与GW17隔离开关的配合使用，使得110kV配电装置的占地面积比典型设计方案减少了近50%。

3、10kV屋内配电装置：

10kV高压开关柜采用户内双列离墙布置。10kV电容器组采用户外集合式电容器成套补偿装置。

4、新设备、新材料的应用：

我司设计人员基于全寿命周期成本理念对进行设计方案、主设备、结构形式、建筑材料进行比选，引入了一些新设备、新材料，从而保证了全站全寿命周期成本费用最优。主要新设备、材料如下：

（1）选用基于罗氏线圈的有源电子式电流电压互感器；（2）选用主变中性点成套装置；（3）选用大元件、无熔丝结构的集合式电容器；（4）选用10kV非晶合金干式站用变压器；（5）配备移动式大功率照明灯具作夜间检修临时照明 ；

四、电气二次部分的优化与创新

经全寿命周期成本分析，在技术、经济、安全可靠等方面的专题论证，渡桥变数字化变电站建设方案不仅是必要可行的，且满足实际工程实用化要求。

全站按数字化变电站进行建设，根据IEC61850标准，逻辑结构上分三个层次分别称为“过程层”、“间隔层”、“站控层”，所有设备都采用IEC61850标准。现就本次设计竞赛我司设计方案中电气二次部分的主要优化和创新总结归纳如下：（1）全站按数字化变电站建设；（2）应用以IEC61850标准为核心的二次设备网络化技术，通过GOOSE网络实现跳合闸、联闭锁功能，实现各厂家设备间的互操作和信息共享 ；（3）采用一次设备+户外智能终端模式，实现一次设备智能化，节省大量控制电缆 ；（4）整合保护和测控装置，全站直流系统采用110V额定电压，蓄电池标称容量采用200Ah ；（5）部分二次屏柜采用前开门方式，靠墙安装，优化屏位布置，减少了60%的二次设备室建筑面积。

五、土建部分的优化与创新

本工程中主控配电楼采用装配式轻型门式刚架结构，与传统的砖混结构、混凝土结构相比，它具有如下优越性：自重轻，有利于抗震；构件标准化、定型化，加工制作工业化，现场装配化程度高，施工周期短；钢材可回收利用，节约资源、环境友好、全寿命周期费用低等。另外选用耐候钢做为主要结构用钢也是本工程材料使用的一大亮点，该材料是良好的耐大气腐蚀性能、综合机械性能的经济型钢，综上所述，轻钢结构完全符合变电站“资源节约、环境友好、全寿命周期费用最低”的要求。

基于传统的110kV屋外配电构架布置形式，本工程大胆创新，优化设计，采用新型联合构架。新型联合构架完全采用装配式排架结构，现场装配施工，转移了端部端撑的设置，减少了配电装置区域的占地面积。同时，根据电气导线布置得特点，优化部分人字柱为单根立柱，经过全寿命周期比较，较普通砼环形杆联合构架布置方案节约费用5.63万元，比传统钢管柱方案节约费用19.28万元。

综上所述，长乐110kV渡桥变电站设计项目全过程引入全寿命周期成本管理理念，对总体方案及技术经济指标、站区规划和总平面布置方案、电气一次部分、电气二次部分和土建部分等进行全方位的全寿命周期成本管理论证，提出最优方案，实施造价控制，使工程总造价比通用造价节省投资约400 万元；并提出设备信息编码系统，以及电网缺陷设备召回制度的建设性意见，为工程全寿命周期成本管理创造良好的条件。

福州汇创电力勘测设计有限公司简介：福州汇创电力勘测设计有限公司前身为福州电力勘察设计所，隶属于汇创集团（福州电业局多经企业），具有电力行业（送电、变电）乙级资质。主营220kV及以下输变电工程的勘测设计，以及架空线、电缆线路，旧变电站的技改、网改以及业扩工程和市政重要电力工程工程设计等。