文章编号：1000-3673（2007）06-0023-08 中图分类号：TM633 文献表示码：A 学科代码：470·4051
220kV和110kV变电站典型设计研究与应用
郭日彩1，许子智1，徐鑫乾2
（1．国家电网公司基建部，北京市 西城区 100031；2．江苏省电力设计院，江苏省 南京市 210036）
Research and Application of Typical Design for 220kV and 110kV Substations
GUO Ri-cai，XU Zi-zhi，XU Xin-qian
（1．Department of Construction，State Grid Corporation of China，Xicheng District，Beijing 100031，China；
2．Jiangsu Electric Power Design Institute，Nanjing 210036，Jiangsu Province，China）
ABSTRACT: The purpose, input conditions and main technical and economical indices of typical design for 220 kV and 110 kV substations are presented, according to the form of the power distribution unit the typical design is divided into three basic schemes for outdoor, indoor and semi-subterranean substation respectively. The main technical schemes of typical design for 220 kV and 110 kV substations and technical features of these modules are emphatically analyzed; the main wiring forms for various voltage grades, short circuit current level and so on are illustrated in details. 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.
KEY WORDS: 220(110) kV substations；typical design；modules；outdoor substation；indoor substation；semi- subterranean substation；marker wall
摘要：文章介绍了220 kV和110 kV变电站典型设计的目的、输入条件和主要技术经济指标，并按照配电装置的形式确定了户外变电站、户内变电站和半地下变电站3类典型设计基本方案；重点分析了220 kV和110 kV变电站典型设计的主要技术方案和各个模块的技术特点，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；通过费用概算及实际应用表明，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。
关键词：220(110) kV变电站；典型设计；模块；户外变电站；户内变电站；半地下变电站；标识墙
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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、耗时长；建设和运行成本高。 输变电工程典型设计是一种先进的设计理念和方法，它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。这种全新的设计方法和理念，使电网工程的设计方式从“量体裁衣”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。
推行输变电工程典型设计，是国家电网公司立足公司改革发展全局提出的加强电网建设的重要举措；是对电网建设与发展深层次的探索和实践；是服务“资源节约型、环境友好型”社会建设，提高集成创新能力的重要体现；是实施集约化管理、标准化建设、多快好省地建设电网的有效途径[1-2]。通过推广应用输变电工程典型设计，既有利于提高工作质量和工作效率，又可为电网规划、成本控制、资金管理、集中规模招标等工作的开展提供基础平台。本文介绍了220 kV和110 kV变电站典型设计的目的、输入条件和主要技术经济指标，并按照配电装置的形式确定了户外变电站、户内变电站和半地下变电站3类典型设计基本方案；分析了220 kV和110 kV变电站典型设计的主要技术方案和各个模块的技术特点。
0 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，存在明显的不足之处：建
1 目的和原则
1.1 变电站典型设计的目的
目前，国内220 kV和110 kV变电站的设计技术和设备已十分成熟和常规化，且建设规模也随着近年来经济高速发展而增长迅速。这就要求采用新的
PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 24 郭日彩等：220 kV和110 kV变电站典型设计研究与应用 Vol. 31 No. 6
设计方法和设计理念，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，实施集约化管理，发挥规模优势，提高电网工程的建设和管理效率，使其能够满足大规模电网建设的需要。
开展220 kV和110 kV变电站典型设计的目的是：贯彻实施集约化管理，统一建设标准，统一设备规范；方便设备招标，方便运行维护；加快设计、评审进度，提高工作效率；降低变电站建设和运行成本。
1.2 变电站典型设计的主要原则
变电站典型设计工作坚持“以人为本”和“可持续发展”的理念，各个方案、各个模块的设计综合考虑每个设备选择的合理性、每个布置尺寸的合理性、每项革新和改进的合理性、每个问题解决方案的合理性。
开展220 kV和110 kV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，努力做到统一性与可靠性、先进性、经济性、适应性、灵活性、时效性和和谐性的协调统一：①统一性，建设标准统一，基建和生产标准统一，外部形象体现国家电网公司企业文化特征；②可靠性，主接线方案安全可靠，典型设计模块重新组合后的方案仍能保证安全可靠；③经济性，按照企业利益最大化原则，综合考虑工程初期投资与长期运行费用，追求设备寿命期内最佳的企业经济效益；④先进性，设备选型先进合理，占地面积小，注重环保，各项技术经济可比指标先进；⑤适应性，综合考虑不同地区的实际情况，要在公司系统中具有广泛的适用性，并能在一定时间内对不同规模、不同形式、不同外部条件均能适用；⑥灵活性，模块划分合理，接口灵活，组合方案多样，规模增减方便；编制基本模块和子模块的概算，便于在实际工程中根据需要调整概算；⑦时效性，建立典型设计滚动修订机制，随着电网发展和技术进步，不断更新、补充和完善典型设计；⑧和谐性，变电站整体状况与变电站周边人文地理环境协调统一。
电站分为户外变电站、户内变电站和半地下变电站3类。在变电站典型设计中，户外变电站是指最高电压等级的配电装置、主变布置在户外的变电站；户内变电站是指配电装置布置在户内，主变布置在户内、户外或半户内的变电站；半地下变电站是指主变布置在地上，其它主要电气设备布置在地下建筑内的变电站；地下变电站是指主变及其它主要电气设备布置在地下建筑内的变电站。
（2）按配电装置型式分类。220 kV和110 kV配电装置可再分为常规敞开式开关设备(air insulated switchgear，AIS)和全封闭式组合电器(gas insulated switchgear，GIS)2类进行设计。
（3）按变电站规模分类。例如户外AIS变电站，可按最高电压等级的出线回路数和主变台数、容量等不同规模分为终端变电站、中间变电站和枢纽变电站。
2.2 变电站典型设计的分类说明
（1）由于220 kV全地下、半地下变电站及 110 kV全地下变电站投资较大，各地应用较少，因此暂不包括在变电站典型设计之内。
（2）变电站典型设计暂不包括220 kV出线10回及以上的220 kV变电站。
（3）鉴于220、110 kV 复合组合电器(hybrid gas insulated switchgear，HGIS)等紧凑型组合设备型式多样，种类繁多，外型各异，业绩较少，无法进行统一的配电装置设计，典型设计暂不包括220、110 kV的HGIS等紧凑型组合设备方案。 （4）由于220、110 kV户内装配式(户内AIS)变电站近年来应用较少，且运行维护不便，变电站典型设计不考虑户内装配式方案。
（5）通过调研，110 kV变电站在大部分地区是终端或中间变电站，变电站典型设计暂不包括110 kV枢纽变电站。
2.3 变电站典型设计的技术方案组合
（1）220 kV变电站典型设计技术方案按主变台数及容量、出线回路数、电气主接线型式、配电装置型式等进行组合，共13个方案。在这13个方案中：A类为户外变电站，编号为A-1~A-8，共8个方案；B类为户内变电站，编号为B-1~B-5，共5个方案。220 kV变电站典型设计各种技术方案组合如表1所示。
（2）110 kV变电站典型设计技术方案按主变台数及容量、出线回路数、电气主接线型式、配电
2 分类、技术方案组合和主要技术经济指标
2.1 变电站典型设计的分类原则
220 kV和110 kV变电站典型设计方案的分类按照变电站布置方式、配电装置型式和变电站规模3个层次进行划分。
（1）按照变电站布置方式分类。220 kV变电站分为户外变电站和户内变电站2大类。110 kV变
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装置型式等进行组合，共10个方案。在这10个方案中：A类为户外变电站，编号为A-1~A-3，共3个方案；B类为户内变电站，编号为B-1~B-5，共5个方案；C类为半地下变电站，编号为C-1~C-2，共2个方案。110 kV变电站典型设计各种技术方案组合如表2所示。
表1 220 kV变电站典型设计的技术方案组合
Tab. 1 Combination of technical schemes for typical design of 220 kV substation
方案编号 主变台数及容量 A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7 A-8 B-1 B-2 B-3 B-4 B-5 出线回路数 电气主接线型式 220、110 kV双母线，35 kV单母线分段 配电装置型式 220、110 kV软母线改进半高型，35 kV 户内开关柜220、110 kV支持管母线中型，35 kV户内开关柜 220、110 kV支持管母线中型，10 kV户内开关柜 220 kV 悬吊管母线中型，110 kV 支持管母线中型，10 kV户内开关柜 1/2台，120 MVA 2/4(220 kV)，4/8(110 kV)，5/10(35 kV) 1/3台，150 MVA 4/6(220 kV)，4/8(110 kV)，6/10(35 kV) 220、110 kV双母线，35 kV单母线分段 1/3台，180 MVA 4/6(220 kV)，5/10(110 kV)，8/24(10 kV) 220、110 kV双母线，10 kV单母线分段 1/3台，180 MVA 4/6(220 kV)，5/10(110 kV)，0(10 kV) 220、110 kV双母线，10 kV单母线 2/4台，180 MVA 4/8(220 kV)，8/16(110 kV)，6/12(35 kV) 1/3台，180 MVA 4/4(220 kV)，4/8(110 kV)，5/10(35 kV) 220、110 kV双母线单分段，35 kV单母线分段 220、110 kV支持管母线中型，35 kV户内开关柜 220、110 kV双母线，35 kV单母线分段 220 kV户外GIS，110 kV户外GIS，全架空，35 kV 户内开关柜 220 kV户外GIS，110 kV户内GIS，10 kV户内开关柜1/3台，180 MVA 4/6(220 kV)，4/10(110 kV)，12/24(10 kV) 220、110 kV双母线，10 kV单母线分段 220 kV软母线中型，66 kV软母线中型 220、110 kV 户内GIS，10 kV户内开关柜 220、110 kV 户内GIS，10 kV户内开关柜 1/2台，180 MVA 2/4(220 kV)，8/16(66 kV) 220 kV双母线，66 kV双母线 2/2台，180 MVA 2/2(220 kV)，8/8(110 kV)，24/24(10 kV) 220 kV内桥，110、10 kV单母线分段 2/3台，180 MVA 2/3(220 kV)，8/12(110 kV)，24/36(10 kV) 220 kV线路变压器组，110 kV 双母线， 10 kV单母线分段 2/3台，240 MVA 2/3(220 kV)，8/12(110 kV)，20/30(35 kV) 220 kV线路变压器组，110、35 kV单母线分段 220、110 kV 户内GIS，35 kV户内开关柜 2/4台，240 MVA 4/4(220 kV)，6/12(110 kV)，28/42(10 kV) 220、110 kV单母线分段，10 kV单母线分段 220、110 kV 户内GIS，10 kV 户内开关柜 2/3台，180 MVA 2/3(220 kV)，10/20(66 kV) 220 kV线路变压器组，66 kV双母线单分段 220、66 kV 户内GIS 表2 110 kV变电站典型设计的技术方案组合
Tab. 2 Combination of technical schemes for typical design of 110 kV substation
方案编号 主变台数及容量 出线回路数 电气主接线型式 A-1 1/2台，31.5 MVA 2/4(110 kV)，4/6(35 kV)，7/12(10 kV)110 kV单母线分段，35 kV 单母线分段，10 kV 单母 线分段 A-2 1/2台，40 MVA 2(110 kV)，8(35 kV)，16(10 kV) 110 kV内桥，35 kV单母线分段，10 kV单母线分段 A-3 2/3台，50 MVA 2/3(110 kV)，24/36(10 kV) 110 kV线路变压器组，10 kV单母线分段 110 kV内桥，10 kV单母线分段 B-1 2/2台，50 MVA 2(110 kV)，24/24(10 kV) B-2 2/3台，50 MVA 2/3(110 kV)，24/36(10 kV) 110 kV线路变压器组，10 kV单母线分段 B-3 2/2台，50 MVA 2(110 kV)，24(10 kV) 110 kV内桥，10 kV单母线分段 B-4 2/3台，50 MVA 2/3(110 kV)，24/36回电缆(10 kV) 110 kV线路变压器组，10 kV单母线分段 B-5 2/3台，50 MVA 4/6(110 kV)，24/36(10 kV) 110 kV 环入环出，10 kV 单母线分段 110 kV线路变压器组，10 kV 单母线分段 C-1 2/3台，50 MVA 2/3(110 kV)，24/36(10 kV) 110 kV单母线分段10 kV 单母线分段 C-2 2/4台，50 MVA 4(110 kV)，28/56(10 kV) 配电装置型式 110 kV户外软母中型，35 kV户外软母半高型， 10 kV户内开关柜 110 kV户外改进半高型，35、10 kV户内开关柜 110 kV户外中型，10 kV户内开关柜 110 kV户内GIS，10 kV户内开关柜 110 kV户内GIS，10 kV户内开关柜 110 kV户内GIS，10 kV 户内开关柜 110 kV户内GIS，10 kV户内开关柜 110 kV户内GIS，10 kV户内开关柜 110 kV户内GIS，10 kV户内开关柜 110 kV户内GIS，10 kV户内开关柜 2.4 变电站典型设计的主要技术经济指标 220、110 kV变电站典型设计各方案的主要技术经济指标分别如表3、4所示。
表3 220 kV变电站典型设计的主要技术经济指标 Tab. 3 The economic indexes of typical design
for 220 kV substation
方案 编号 A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7 A-8 B-1 B-2 B-3 B-4 B-5
围墙内占地面积/ 总建筑面积/
hm2 m2
1.53 2.19 1.94 1.92 3.48 0.53 0.60 1.92 0.35 0.45 0.47 0.56 0.59
1 170 1 029 1 166 809 2 251 1 294 2 661 847 3 060 4 275 6 036 6 010 3 353
主控制楼建筑 面积/m2
741 557 728 669 760 － － 762 － － － － －
静态投资/ 万元 4 912 6 111 6 162 5 987 9 028 6 997 7 940 5 249 9 039 9 219 13 879 15 263 9 471
表4 110 kV变电站典型设计的主要技术经济指标 Tab. 4 The economic indexes of typical design
for 110 kV substation
方案 编号 A-1 A-2 A-3 B-1 B-2 B-3 B-4 B-5 C-1 C-2
围墙内占地面积/ 总建筑面积/
hm2 m2 0.42 299 0.33 688 0.26 1 057 0.16 665 0.20 1 271 0.23 2 126 0.24 2 580 0.27 2 811 0.24 3 015 0.22 3 908
主控制楼
建筑面积/m2
157 646 — — — — — — — —
静态投资/ 万元 1 973 1 915 2 761 2 974 2 969 4 071 3 897 4 499 4 717 7 152
3 主要输入条件
3.1 环境边界条件
[3]
海拔1 km以下；地震动峰值加速度为0.10 g；设计风速为30 m/s；地基承载力特征值fak=150 kPa；地下水无影响；国标III级污秽区。该环境条件可适应国家电网公司系统内大部分地区的工程建设
注：部分方案由于主控制楼与配电装置室为联合建筑，无单独的主控制楼建筑面积指标，表中以“—”表示。
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的需要；当外部环境不一致时，可对相应部分进行调整[4-6]。
3.2 220 kV变电站典型设计主要输入条件 3.2.1 总体设计原则
220 kV变电站典型设计原则上按无人值班设计，设计范围是变电站围墙以内，设计标高0 m以上。受外部条件影响的项目(如系统通信、保护通道、进站道路、站外给排水、地基处理等)不列入设计范围，但概算按假定条件列入单项估算费用。按DLGJ25-1994[7]有关内容深度要求开展工作。 3.2.2 电力系统部分
主变台数本期1~2台、远期2~4台，单台主变容量为120、150、180、240 MVA。各电压等级的出线如表5所示。
表5 220 kV变电站典型设计中各电压等级的出线 Tab. 5 The outlet of different voltage class in typical
design for 220 kV substation
电压等级/kV 远期出线/回 220 户外变电站4、6、8110 12、16 66 35 30 10 42 户内变电站2、3； 8、10、 16、20 10、 24、12、36、（2）配电装置。
户内GIS配电装220 kV配电装置可采用户外、
置和户外支持式管母线中型、悬吊式管母线中型、软母线中型和软母线改进半高型AIS配电装置。
110 kV配电装置可采用户外、户内GIS配电装置和户外支持式管母线中型、软母线改进中型和软母线改进半高型AIS配电装置。
66 kV配电装置可采用户外、户内GIS和户外支持式管母线中型和软母线中型AIS配电装置。
35、10 kV配电装置宜采用户内开关柜。 （3）短路电流水平。
各电压等级的短路电流水平如表6所示。
表6 220 kV变电站典型设计中各电压等级的短路电流水平 Tab. 6 Short-circuit current of different voltage class in
typical design for 220 kV substation
电压等级/kV 短路电流/kA
220 40、50
110 31.5、40
66 31.5
35 25
10 20、25、31.5
容性无功补偿容量，规程要求按主变容量的10%~30%配置[8]，典型设计按10%~15%配置。
典型设计不涉及系统保护、系统远动和系统通信的具体内容，仅需要根据工程规模，进行原则性配置，并提出费用要求和建筑布置要求。 3.2.3 电气一次部分
（1）电气主接线。
变电站的电气主接线根据变电站的规划容量，线路、变压器连接元件总数，设备特点等条件确定。电气主接线应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、节省投资、便于过渡或扩建等要求。对于可靠性较高的GIS设备，宜采用简化接线。
主变为2~3台220 kV最终出线回路数2~3回、
时，采用线路变压器组、桥形、扩大桥形、单母线和单母线分段接线；最终出线回路数4~10回、主变为2~4台时，采用双母线接线或双母线单分段接线；最终出线回路数超过10回、主变为2~4台时，宜采用双母线双分段接线。
110、66 kV最终出线回路数6回以下时，采用单母线或单母线分段接线；最终出线回路数6回及以上时，宜采用双母线接线，不设旁路母线。
35、10 kV有出线时，宜采用单母线分段接线；35、10 kV无出线，仅接无功补偿装置时，宜采用单元制单母线接线。
[6]
（4）主要电气设备选择。
变电站的主要电气设备选择以国产设备为主。主变压器采用油浸式、低损耗、两绕组、三绕组或自耦、自然油循环风冷型式；位于城市中心的变电站宜采用低噪声主变压器。
220、110、66 kV配电装置设备可采用AIS和GIS设备；35、10 kV宜采用户内开关柜。位于城市中心的变电站可采用小型化配电装置设备。 3.2.4 电气二次部分
（1）计算机监控。220 kV变电站采用计算机监控系统(负责数据远传设备应采用高可靠性的专用装置)。
（2）二次设备布置。220 kV变电站控制保护宜采用集中布置方式(低压侧测控保护一体化装置一般布置在开关柜内)。
（3）元件保护及自动化装置。主变压器保护采用主后备保护一体化微机型保护，双重化配置。35、10 kV系统小电流接地选线功能由微机保护装置及计算机监控系统实现。
（4）图像监视及安全警卫系统。值班变电站可设置图像监视及安全警卫系统，主要实现变电站安全警戒功能。 3.2.5 土建部分
（1）标识墙。
确定了国家电网公司220 kV和110 kV变电站标识墙设计方案，突出了“国家电网”品牌，体现了国家电网公司的企业文化特征。户外变电站典型
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设计标识墙、大门和围墙示例如图1所示。户外变电站大门采用电动推拉封闭实体门，其高度应满足规程要求。变电站围墙采用实体围墙，高度统一采用2.5 m，另加远红外探测器，外墙装修统一为涂料，色彩与大门标识墙整体和谐。
安排，合理布置，工艺流程顺畅，考虑机械作业通道和空间，检修维护方便，有利于施工，便于扩建。
（4）消防。
变电站主变压器消防优先采用泡沫喷淋和排油充氮方式。当主体建筑体积不大于3000 m时，全站不设室内、外水消防系统；当主体建筑体积介于3000~5000 m3之间时，不设室内水消防系统，但应设室外水消防系统；当主体建筑体积大于5000 m3时，应设室内、外水消防系统[9]。
（5）环保及绿化。
3
图1 户外变电站典型设计标识墙、大门和围墙示例 Fig. 1 The marker wall, gate and bounding wall for
typical design of outdoor substations
要考虑变电站的环保措施，尤其是城市变电站在电磁辐射、无线电干扰和噪声控制方面的措施。
根据国家土地政策和节水政策，对变电站的绿化面积和指标无具体要求，要因地制宜确定绿化方案。 3.2.6 技经部分
典型设计概算对基本方案和子模块方案，编制深度到总概算表；对基本模块，编制深度到部分汇总概算表。
典型设计概算书包括5部分内容：编制说明、参考造价、部分汇总概算表、技术方案描述和主要设备材料价格表。
模块包括基本模块和子模块，子模块为在建设规模内各电压等级增(减)1回出线模块、扩建1台主变压器模块、扩建电容器模块、扩建接地变及消弧线圈模块等，以便于调整工程概算。
典型设计概算项目划分及取费标准、定额均采用统一的标准。对不在本次典型设计范围内的有关工程费用，包括水源、站外电源、站外通信、进站道路、地基处理、站外排水、护坡挡墙等，按统一假定计算。 3.3 110 kV变电站典型设计主要输入条件 3.3.1 电力系统部分设计原则
110 kV变电站典型设计的设计对象和设计深度与220 kV变电站典型设计一致。
主变台数本期1~2台、远期2~4台，单台主变容量为31.5、40、50、63 MVA。
110 kV远期出线为2、3、4、6回。35 kV远期出36、56回。 线为8回。10 kV远期出线为10、16、24、
容性无功补偿容量，规程要求按主变容量的10%~30%配置[9]，典型设计按10%~15%配置。
典型设计不涉及系统保护、系统远动和系统通信的具体内容，仅需要根据工程规模，进行原则性配置，并提出费用要求和建筑布置要求。
户内或半地下变电站一般建设在城市内，根据城市规划要求，变电站围墙、大门要与周围环境相协调。有的户内或半地下变电站设围墙或栅栏，有的变电站只设绿化带，有的变电站毗邻马路或其它城市设施。根据上述情况，典型设计提供了3种标识墙(板)方案，分别适用于有实体围墙或栅栏的变电站，无实体围墙或栅栏只有绿化带的变电站以及无实体围墙、栅栏或绿化带的变电站。这3种标识墙(板)的样式与户外变电站的标识墙一致，仅大小和材质不同。
（2）建构筑物。
主体建筑。主体建筑设计要具备现代工业建筑气息，建筑造型和立面色调要与变电站整体状况及变电站周边人文地理环境协调统一；外观设计应简洁、稳重、实用。对于建筑外立面较为特殊的装饰(如玻璃雨蓬、通体玻璃幕墙、修饰性栏栅、半圆形房间等)在设计中应避免使用。在主体建筑外立面不宜悬挂室外空调机。
主控楼建筑面积。采用二次设备集中布置的户外220 kV变电站(非集控站)，主控楼建筑面积不应大于800 m2(不包括电缆夹层的面积)。位于采暖区的变电站如考虑电锅炉采暖方式，建筑面积可适当增加。220 kV变电站一般不应单独设置通信机房。变电站可设置保卫人员值班室。
构支架。构支架可选用钢筋混凝土环型杆或钢结构。
（3）总平面布置。
变电站的总平面布置应根据生产工艺、运输、防火、防爆、环境保护和施工等方面的要求，按最终规模对站区的建构筑物、管线及道路等进行统筹
PDF 文件使用 \"pdfFactory Pro\" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 28 郭日彩等：220 kV和110 kV变电站典型设计研究与应用 Vol. 31 No. 6
3.3.2 电气一次部分设计原则
（1）电气主接线。
变电站的电气主接线应根据变电站的规划容量，线路、变压器连接元件总数，设备特点等条件确定。电气主接线应综合考虑供电可靠性、运行灵活、操作检修方便、节省投资、便于过渡或扩建等要求。对于可靠性较高的GIS设备，宜采用简化接线。
110 kV最终出线回路数2~4回、主变压器2~3台时，可采用线路变压器组、桥形、扩大桥形、单母线和单母线分段接线。
35、10 kV宜采用单母线分段接线。 （2）配电装置。
110 kV配电装置可采用户外、户内GIS，户内装配式AIS和户外支持式管母线，软母线AIS配电装置。
35、10 kV配电装置宜采用户内开关柜。 （3）短路电流水平。
110 kV电压等级，25 kA 或31.5 kA ；35 kA 电压等级，20 kA 或25 kA；10 kV电压等级，16、20、25 kA。
（4）主要电气设备选择。
变电站的主要电气设备选择以国产设备为主。 主变压器采用油浸式、低损耗、两绕组、三绕组或自耦、自冷或风冷型式；位于城市中心的变电站宜采用低噪声主变压器。
110 kV配电装置设备可采用AIS和GIS设备；35 kV和10 kV宜采用户内开关柜。位于城市中心的变电站可采用小型化配电装置设备。
3.3.3 电气二次、土建和技经部分设计原则
110 kV变电站典型设计的电气二次、土建和技经部分的设计原则与220 kV变电站典型设计一致。
设计手段，提高典型设计方案的适应性和灵活性：典型设计中各电压等级配电装置、主变压器、无功补偿装置、站用电、主控楼等，是开展典型设计工作的“基本模块”；对于“基本模块”中的规模，如各电压等级的出线回路、无功补偿组数及容量的大小、主变压器台数及容量等，是典型设计工作的“子模块”。
220 kV变电站典型设计的13个方案共包含75个“基本模块”；110 kV变电站典型设计的10个方案共包含52个“基本模块”。典型设计对“基本模块”和“子模块”都编制了参考造价，具体工程可根据实际情况，通过“基本模块”拼接和“子模块”调整，形成所需要的设计方案和投资概算。 4.2 220 kV变电站典型设计模块的主要技术特点
220 kV变电站典型设计按照变电站配电装置布置型式划分为户外变电站和户内变电站2类，共13个方案。每个方案按照影响总平面布置的主要因素划分了若干个“基本模块”，即220 kV配电装置模块、110(66) kV配电装置模块、35(10) kV配电装置模块、主变压器模块、无功补偿模块、主控楼模块等。220 kV变电站典型设计A-1、B-1方案的模块划分及模块的主要技术特点见表7和表8，其他方案的模块划分和模块主要技术特点参见文献[4]。
4.3 110 kV变电站典型设计模块的主要技术特点
110 kV变电站典型设计按照变电站配电装置布置型式划分为户外变电站、户内变电站和半地下变电 站3类，共10个方案。每个方案的模块划分原则与220 kV变电站典型设计一致。110 kV变电站典型设计A-1、B-1、C-1方案的模块划分及模块的主要技术特点见表9~11，其他方案的模块划分和模块主要技术特点参见文献[5]。
4 方案模块划分
4.1 变电站典型设计模块划分原则
220 kV和110 kV变电站典型设计采用模块化
表7 220 kV变电站典型设计A-1方案的模块划分及模块主要技术特点
Tab. 7 The division of modules and technical characteristics for 220 kV substation typical design scheme A-1
模块名称
配电装置按50kA短路电流水平设计
110 kV配电装置 双母线接线。户外改进半高型布置，架空出线。配电装置内设检修道路，设备布置在母线下方，间隔宽度8 m，纵向尺寸34.8 m。
配电装置按31.5 kA短路电流水平设计
35 kV配电装置 单母线单分段接线，初期为单母线接线。采用户内开关柜双列布置，纵向尺寸13 m，配电装置室梁底净高4.5 m。母线桥进线，
电缆出线。配电装置按25 kA短路电流水平设计。站用变压器布置于35 kV配电装置室旁，站外电源采用电缆进线，经负荷开关接站用备用变压器
主变压器 主控制楼
采用三绕组有载调压变压器，容量为120 MVA。主变压器之间不设防火墙
2层建筑，平面形态为“L”形。建筑面积740.7 m2。框架结构，砖墙填充，女儿墙平屋面，钢筋混凝土独立基础并根据需要局部设置构造柱
35 kV无功补偿 采用集合式电容器成套装置，单组容量6 Mvar，户外布置，尺寸8.5 m×8.2 m
模 块 说 明
220 kV配电装置 双母线接线。户外改进半高型布置，架空出线。配电装置内设检修道路，设备布置在母线下方，间隔宽度13 m，纵向尺寸45.9 m。
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表8 220 kV变电站典型设计B-1方案模块划分和模块主要技术特点
Tab. 8 The division of modules and technical characteristics for 220 kV substation typical design scheme B-1
模块名称
模 块 说 明
220 kV配电装置 220 kV内桥接线。GIS设备户内布置，全部电缆出线，间隔宽度3 m，纵向尺寸11.7 m。配电装置按40 kA短路电流水平设计 110 kV配电装置 110 kV单母线分段接线。GIS设备户内布置，GIS间隔宽1.50 m全部电缆出线。纵向尺寸11.7 m。配电装置按31.5 kA短路电流
水平设计
10 kV配电装置 单母线分段接线。采用户内开关柜双列布置，纵向尺寸8.7 m，配电装置室梁底净高约5.65 m。母线桥进线，电缆出线。配电装
置按20 kA短路电流水平设计 采用自耦有载调压变压器，容量为180 MVA。主变压器户内布置，变压器室尺寸14 m×10 m；散热器户外布置，尺寸4 m×10 m。220 kV侧为油气套管连接、110 kV侧为电缆连接。主变压器消防采用水喷雾灭火装置
10 kV无功补偿 ①采用装配式电容器成套装置，单组容量6 Mvar，户内布置，尺寸5 m×11.5 m；②采用干式铁心电抗器，单组容量6 Mvar，户
内布置，尺寸5 m×3.5 m
生产综合楼 底层设置2.8 m高压电缆层，以电缆隧道或电缆沟向外延伸。220、110 kV电缆通道设置在建筑内部主变压器侧，与电缆半层连
通。220、110 kV配电装置联合布置在2层，10 kV配电装置及无功联合布置在1层。总建筑呈“一”字形。生产综合楼长57 m，宽21.7 m，建筑面积3 059.5 m2 主变压器
表9 110 kV变电站典型设计A-1方案模块划分和模块主要技术特点
Tab. 9 The division of modules and technical characteristics for 110 kV substation typical design scheme A-1
模块名称
模 块 说 明
110 kV配电装置 单母线分段接线。户外软母线中型双列布置，架空出线。间隔宽度8 m，纵向尺寸34.4 m。配电装置按31.5 kA短路电流水平设计35 kV配电装置 单母线分段接线。户外软母线半高型双列布置，架空出线。间隔宽度5(5.5)m，纵向尺寸17.5 m。配电装置按25 kA短路电流水
平设计
10 kV配电装置 单母线分段接线。采用户内开关柜单列布置，纵向尺寸6 m，配电装置室梁底净高4.5 m。母线桥进线，电缆段出线。配电装置
按25 kA短路电流水平设计。站用变压器布置于10 kV配电装置室开关柜中，站外电源采用电缆进线，经断路器接至10 kV II段母线
主变压器 生产综合楼
采用三绕组有载调压变压器。户外布置，主变压器之间设防火墙，主变压器消防采用移动式化学灭火装置 单层建筑，布置10 kV配电装置、继电器室等。平面形态为“L”形，建筑面积299.34 m2
35 kV无功补偿 采用集合式电容器成套装置，单组容量4 800 kvar，户外布置，尺寸6.5 m×4 m
表10 110 kV变电站典型设计B-1方案模块划分和模块主要技术特点
Tab. 10 The division of modules and technical characteristics for 110 kV substation typical design scheme B-1
模块名称
模 块 说 明
110 kV配电装置 内桥接线。GIS设备户内布置，架空出线。间隔宽度1.5 m，纵向尺寸10.8 m。配电装置按31.5 kA短路电流水平设计
10 kV配电装置 单母线分段接线。采用户内开关柜双列布置，纵向尺寸10.8 m，配电装置室梁底净高4 m。母线桥进线，电缆出线。配电装置按
20 kA短路电流水平设计。站用变压器布置于10 kV配电装置室开关柜中
主变压器 采用两绕组有载调压变压器，容量为50 MVA。户外布置。主变压器之间设防火墙。主变压器消防采用移动式化学灭火装置 10 kV电容器 采用装配式电容器成套装置，单组容量(3 000+3 000) kvar，户内布置，尺寸8.5 m×4.5 m 生产综合楼 2层建筑，平面形态为“L”形。10 kV配电装置、电容器装置及接地变压器等布置在1楼，110 kV配电装置及继电器室等布置
在2楼。建筑面积665 m2。2层框架结构，砖墙填充
表11 110 kV变电站典型设计C-1方案模块划分和模块主要技术特点
Tab. 11 The division of modules and technical characteristics for 110 kV substation typical design scheme C-1
模块名称
模 块 说 明
110 kV配电装置 线路变压器组接线。GIS设备户内布置，电缆出线。间隔宽度1.5 m，纵向尺寸10 m。配电装置按31.5 kA短路电流水平设计 10 kV配电装置 单母线分段接线。采用户内开关柜双列布置，纵向尺寸9.5 m，配电装置室梁底净高3.6 m。电缆出线。配电装置按25 kA短路
电流水平设计 采用两绕组有载调压变压器，容量为50 MVA。主变压器户内布置，主变压器室尺寸10 m×7.5 m，散热器户外布置，尺寸10 m×5.5 m。主变压器消防采用移动式化学灭火装置
10 kV无功补偿装置 采用装配式电容器成套装置，单组容量7 200 kvar，户内布置，尺寸10 m×5.5 m
生产综合楼
建筑物地上1层，地下2层；呈矩形。其中地上1层设主变压器室、散热器间、地下1层设有主控室、10 kV配电装置室、110 kV GIS室、10 kV电容器室、值班室等设备间。地下2层布置站用变室、消弧线圈室、电缆夹层等。建筑面积3 015 m2
主变压器
5 各网省公司实施方案
国家电网公司于2005年底编制完成了220 kV和110 kV变电站典型设计，并将这23个220 kV和110 kV变电站典型设计方案作为推荐方案，要求华北、东北电网公司，各省(自治区、直辖市)电力公司根据推荐方案编制220 kV和110 kV变电站典型设计实施方案。
各网省公司的实施方案由3类组成：①推荐方案中包含的、可直接采纳的方案；②推荐方案中没有的、可通过“基本模块”拼接和“子模块”调整得到的方案；③由于地区差异性和运行习惯，各省可暂时保留的1~2个特色方案或模块。
2006年3月，各网省公司编制完成了实施方案，并报送国家电网公司基建部进行审查。各网省公司
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共报送了326个实施方案，其中方案①有125个，占38.3%；方案②有112个，占34.4%；方案③有89个，占27.3%。
2006年3—4月，国家电网公司基建部组织专家对各网省公司实施方案进行了审查。通过对实施方案逐个进行审查、调整和归并，初步确定了308个实施方案，其中方案①有136个，占44.2%；方案②有104个，占33.8%；方案③有68个，占22%。 国家电网公司基建部对各网省公2006年6月，
司实施方案进行了收口审查，对部分方案进行了调整和归并。最终确定了301个实施方案，其中方案①有137个，占45.5%；方案②有100个，占33.2%；方案③有64个，占21.3%。
通过审查，一方面使得各网省公司的实施方案逐步统一到推荐方案上来；另一方面，通过对比分析实施方案中①、②、③方案的比例，可见23个推荐方案和其中包含的127模块是科学合理的，通过直接采用和模块拼接能够满足公司系统大部分工程建设的需要。
了工作效率。典型设计方案，除常规的设计说明书
以外，还编制了使用说明书，对典型设计的适用条件、方案选用、拼接方法、组合条件、概算增减等方面进行了详细说明，设计单位利用模块调整与拼接，可方便快速地完成变电站设计方案。典型设计加快了设计和评审进度，原来需要2 d评审会议，现在1 d就可完成。
（3）典型设计统一了变电站外部形象，体现了国家电网公司企业文化特征。典型设计统一了国家电网公司变电站主建筑、大门、围墙的设计原则，确定了简洁、稳重、实用的设计原则，强调建筑造型和立面色调与周围环境相协调；确定了国家电网公司变电站“标识墙”设计方案，做到了标识统一、风格统一、色彩统一、字体统一，突出了“国家电网”品牌征。
（4）典型设计降低建设和运营成本，经济和管理效益明显。通过推广220 kV和110 kV变电站典型设计，220 kV变电站围墙内占地面积平均减少了6.4%，总建筑面积平均减少了3.8%，静态投资平均减少2.5%；110 kV变电站围墙内占地面积平均减少约9.1%，总建筑面积平均减少约6.7%，静态投资平均减少4.8%。典型设计也为深化工程建设成本控制、资金管理、集中规模招标、安全文明施工标准化作业等工作提供了良好的基础，为电网规划、可行性研究、降低运行成本、引导设备型式等工作提供了技术支持，经济效益和管理效益明显。
6 推广应用情况
2006年7月，国家电网公司开始大力推广应用220 kV和110 kV变电站典型设计，并将220 kV和110 kV变电站典型设计应用率纳入同业对标指标进行考核。按照统一的部署和安排，各网省公司组织建设管理、生产运行和设计人员对典型设计进行了宣传和贯彻。
2006年10月，国家电网公司基建部按照不同电压等级、不同变电站形式选定了华北电网公司中口110 kV变电站等39座变电站作为220 kV和 110 kV变电站典型设计示范工程，并要求各有关单位在示范工程投运后6个月内，征求建设管理、设计、施工、监理和运行等单位的意见，认真总结，为下一步典型设计滚动修订提出意见和建议。
通过典型设计的大力推广应用，取得的初步成果主要有以下几点：
（1）使集约化管理的思想深入人心，提高工程建设管理水平。通过典型设计工作的开展，统一了建设标准，统一了设备规范，减少了设备型式，方便了集中规模招标，使广大工程建设人员深深体会到集约化管理的重要意义，从而促进了典型设计工作深入开展，提高了工程建设管理水平。
（2）典型设计加快了设计和评审进度，提高
7 结论
（1）220 kV和110 kV变电站典型设计采用了模块化设计手段，能够很好地适应实际工程不同的电网条件、地理条件、气候条件、环境条件、经济条件、出线走廊条件以及变电站的建设规模、配电装置型式，具有广泛的适用性，能够满足工程建设的需要。
（2）220 kV和110 kV变电站典型设计模块划分合理，接口灵活方便，组合方案多样，便于概算调整，具有很好的灵活性，具体工程设计时使用方便。
（3）220 kV和110 kV变电站典型设计设备选型先进合理，体现了“以人为本”的设计理念，减少占地、注重环保，各项技术经济可比指标先进。
（4）220 kV和110 kV变电站典型设计建设标准统一，统一了变电站电气主接线形式、间隔尺寸等各项技术条件，统一变电站主建筑设计原则，确定了统一的标识墙，统一的二次设计原则和概算编制原则。
（下转第55页 continued on page 55）
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（编辑 王金芝）
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收稿日期：2007-01-10。 作者简介：
郭日彩(1959—)，男，博士，教授级高级工程师，从事电网工程建设管理工作；
许子智(1969—)，男，双学士，高级工程师，从事电网工程建设管理工作；
徐鑫乾(1980—)，男，工程师，从事变电站设计工作，E-mail：xinqian-xu@sgcc.com.cn。
（上接第30页 continued from page 30）
（5）220 kV和110 kV变电站典型设计方案安全可靠，保证了模块拼接前后的安全可靠，具有很好的可靠性。
（6）220 kV和110 kV变电站典型设计考虑了工程初期投资和长期运行费用之间的关系，注重设备寿命期内最佳的企业经济效益，节约了工程投资，具有很好的经济性。
致 谢
李宝金、王静、王劲、褚农、戴敏、季月辉、冯家茂、王晓京、陈宏明、马侠宁、张化良、唐宏德、夏泉、吴志力、陈友土、刘仁和、张玉军、李洪禄、吴建华、刘志强、陈伟等220 kV和110 kV变电站典型设计协调组成员为典型设计的完成做了大量的工作，谨此致谢。
参考文献
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（责任编辑 马晓华）
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