35kV三都变电站数字化改造初步设计说明书.docx
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35kV三都变电站数字化改造初步设计说明书
XX县35kV三都变电站改造工程
初步设计说明书
(图号:
)
XX电力勘察设计院
二○一一年一月
XX县35kV三都变电站改造工程
初步设计说明书
批准:
审核:
校核:
编写:
1、总的部分
2、电气一次部分
3、电气二次部分
4、远动通信部分
5、土建部分
1总的部分
1.1设计依据
1.XX供电公司农电工作部下达的设计任务书。
2.XX县供电有限责任公司的设计委托书。
1.2变电站的性质和建设规模
1.2.1变电站现状
本变电站现为XX县三都镇的主要供电电源点,站址位于319国道旁,大型设备运输条件良好。
本站35kV出线两回(35kV上三线、35kV三江线),主变两台(容量1*2000kVA+1*3150kVA),10kV出线6回,10kV电容器1组。
1.2.2工程改造规模
本站为一二期农网改造时新建的小型化站,原有设备已不能满足安全及运行要求,本工程有以下改造内容:
1、更换#1主变、#2主变为6300kVA;
2、更换#1主变、#2主变35kV侧跌落式熔断器为真空断路器,更换#1主变、#2主变35kV侧负荷开关为隔离开关;
3、将10kV由户外布置方式改为高压室布置方式;
4、全站数字化改造,新增微机五防系统,更换全站控制电缆;
5、新增10kV高压室及相应土建内容。
1.3设计范围及分工
1.3.1设计范围
本工程设计范围包括站区围墙以内、设计标高零米以上的所有生产、辅助生产设施、设备安装、土建工程,以及工程概算书的编制。
(1)站区总平面。
(2)站内各级电压配电装置和主变压器、无功补偿装置的一、二次线,继电保护和远动装置。
(3)全站照明和电缆。
(4)站内各级电压配电装置、二次室和辅助设施的建(构)筑物。
(5)站内给排水设施及污水排放设施。
(6)站内采暖通风、空调及消防设施。
(7)编制主要设备材料清册。
1.3.2设计分工
35kV屋外配电装置以出线构架绝缘子串为界、10kV屋内配电装置电缆出线以屋内电缆终端为界(不含该电缆终端)。
2.电气一次部分
2.1系统短路容量设定
短路电流按远景系统三相短路阻抗计算,计算结果及电气设备选择校验见图“471-B10311C-A-06”。
2.2电气主接线
本期更换两台主变为6300kVA三相双绕组自冷式有载调压变压器。
35kV本期架空出线2回,采用单母线接线方式,远期架空出线2回,采用单母线接线;10kV本期电缆出线6回,采用单母线断路器分段接线,远期电缆出线8回,采用单母线断路器分段接线。
无功补偿本期配置电容器容量2*600kvar,接于10kVⅠ、Ⅱ段母线上;远期2*600kvar,分别接于10kVⅠ、Ⅱ段母线上。
主变压器35kV侧及10kV侧中性点不接地。
2.3主要电气设备选择
根据图“471-B10311C-A-06”的短路电流对电气设备进行选择校验。
2.3.1设备使用环境条件
海拔高度为1000m以下,抗震校验烈度为7度。
按江西省电力公司“电力系统污区分级与外绝缘选择标准及实施意见”的规定,本变电站按D级污秽区考虑。
2.3.2主变压器
为便于变电站无人值班管理,35kV主变压器选用低损耗、检修周期长的三相双绕组自冷式有载调压变压器。
主变压器的选型及主要技术参数见
型号:
SZ11-6300/35;有载调压开关采用国产油浸式
1.额定容量:
6300kVA;
2.容量比(高/低):
100/100;
3.电压及分接头:
35±3*2.5%/10.5kV;
4.阻抗电压(高低):
7.5%;
5.联结组标号:
Y,d11。
6.调压方式:
有载调压
7.冷却方式:
自冷式
8.中性点接地方式:
不接地
2.3.335kV电气设备
断路器选用户外真空断路器(采用外置电子式电流互感器),配弹簧操动机构;隔离开关选用双柱水平开启式隔离开关,线路侧带接地开关,均配手动式操动机构;电压互感器宜选用抗揩振油浸式电压互感器,避雷器选用交流无间隙金属氧化物避雷器。
1.35kV断路器:
ZW□-40.5/1250-25附弹操机构DC220V外置电子式电流互感器。
2.35kV隔离开关:
GW4(A)-40.5(Ⅱ)D/1250-25CS14G。
2.3.410kV电气设备
断路器选用户内真空断路器,配弹簧操动机构;电压、电流互感器宜选用干式电压、电流互感器,避雷器选用交流无间隙金属氧化物避雷器。
选用KYN28A-12型中置柜,;主变进线及分段柜配VS1-12/1250-25kA型真空断路器,出线柜及电容器柜配VS1-12/630-25kA型真空断路器,附弹操机构。
2.3.510kV并联电容器装置
因本站户外无位置放置电容器,本工程并联电容器补偿装置采用单台式电容器组,容量0.6Mvar,放置于电容器柜内。
2.3.6站用变压器
本工程新增10kV站用变压器一台,采用干式,容量为50kVA,安装在10kVⅠ段母线上,接线组别为Y,yn0,型号为SC10-50/10.510.5±5%/0.4kV、UK%=4%、Y,yn0。
2.3.7导体设计
35kV侧导线均采用软导线,10kV侧导线采用硬导体与软导线结合的方式。
35kV母线没有穿越功率,按每条线路带二台主变压器(6300kVA)计算,10kV母线按1.3倍主变压器容量计算。
(1)导体选择的原则
1)母线的载流量按系统规划要求的最大同流容量考虑,按发热条件校验导线截面。
2)主变压器进线的导线截面按经济电流密度选择。
3)各级电压设备引线按回路通过最大电流选择导线截面,按发热条件校验。
(2)导体选择结果
1)35kV母线选用LGJ-300/25导线,35kV主变进线设备连接线选用LGJ-185/25导线,35kV出线及母设间隔选用LGJ-185/25导线。
2)10kV主变进线选用TMY-80*8铜排,主变进线柜及母线分段柜引下线选用TMY-80*8铜排,其他柜引下线选用TMY-60*6铜排,10kV母线选用TMY-80*8母排。
2.4电气设备布置及配电装置
2.4.1电气设备布置
本工程将10kV部分由户外布置更改为高压室布置。
其他维持现有布置。
2.4.235kV配电装置
维持现有户外软母线AIS设备改进中型双列布置。
2.4.310kV配电装置
10kV配电装置采用户内高压开关柜单列离墙布置,采用电缆段出线;主变压器10kV侧进线以矩形铜母线经穿墙套管通过封闭母线桥引入10kV开关柜。
2.5站用电及照明系统
本工程新增1台站用变压器。
2.5.1站用电接线
站用电电压为380/220V,低压接线采用380V三相四线制中性点直接接地系统,接线形式为单母线分段接线。
2.5.2站用电负荷统计
每台工作变压器按全站计算负荷选择。
2.5.3站用电布置
本工程新增1台站用变压器,接于10kVⅠ母线上的高压开关柜内。
低压配电柜利用原有。
2.5.4站用变保护
采用熔断器保护。
2.5.4动力照明
变电站工作照明由站用电交流屏供电,事故照明电源由站用电屏交直流切换装置供给。
主控室、配电室及变压器附近配电场地分别安装动力配电箱或检修电源箱,供给照明、检修和试验电源。
本站户外照明采用庭院灯及在进站大门两侧柱上设防潮灯照明。
主控室盘前采用格栅灯照明,配电室设碘钨灯照明,其它辅助生产室均设简式荧光灯照明。
工作电源均由站用电屏供电并在有关位置设置照明分电箱。
主控室和开关室主要通道设置部分吸顶灯作为事故照明。
2.6绝缘配合及过电压保护
电气设备的绝缘配合,参照DL/T620-1977《变流电气装置的过电压保绝缘配合》确定的原则进行。
各级电压等级氧化锌避雷器按GB1032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》及DL/T804-2002《变流无间隙金属氧化物避雷器的使用导则》中规定进行选择。
2.6.135kV电气设备的绝缘配合
35kV电气设备的绝缘水平。
35kV电气设备的绝缘水平按国家标准选取,有关取值见表12-8。
表12-835kV电气设备的绝缘水平
试验电压
设备名称
设备耐受电压值
雷电冲击耐压(kV,峰值)
1min工频耐压(kV,有效值)
全波
截波
内绝缘
外绝缘
内绝缘
外绝缘
主变压器高压侧
200
185
220
85
80
其他电器
185
185
95
95
断路器断口间
185
185
95
95
隔离开关断口间
215
118
2.6.210kV电气设备的绝缘配合
(1)避雷器选择。
10kV氧化锌避雷器按国内制造厂生产的设备选型,作为10kV绝缘配合的基准,其主要技术参数见表12-9。
表12-910kV氧化锌避雷器主要技术参数
避雷器型号
HY5WZ1型
避雷器额定电压(kV,有效值)
17
最大持续运行电压(kV,有效值)
13.6
操作冲击残压(kV,有效值)
38.3
雷电冲击(8/20us)5kA残压(kV,有效值)
45
陡波冲击(1/5us)5kA残压(kV,有效值)
51.8
(2)10kV电气设备的绝缘水平。
10kV电气设备的绝缘水平按国家标准选取,有关取值见表12-10。
表12-1010kV电气设备的绝缘水平
试验电压
设备名称
设备耐受电压值
雷电冲击耐压(kV,峰值)
1min工频耐压(kV,有效值)
全波
截波
内绝缘
外绝缘
内绝缘
外绝缘
主变压器低压侧
75
75
85
35
35
其他电器
75
75
42
42
断路器断口间
75
75
42
42
隔离开关断口间
85
49
2.6.3雷电过电压保护
(1)直击雷保护
利用现有避雷针保护。
(2)过电压保护
为限制雷电侵入波过电压,在主变压器10kV出口及35kV、10kV母线上分别安装氧化锌避雷器,10kV每回出线安装氧化锌避雷器;为防止电容器操作过电压,在10kV并联电容器首端按规定装设氧化锌避雷器保护。
2.6.4接地
接地网采用水平敷设的接地干线为主,垂直接地极为辅联合构成的复合式人工接地装置,并在避雷针及避雷器引下处设集中接地装置。
考虑到土壤对接地体的腐蚀,使用年限按30年,年腐蚀率取0.1~0.2(mm),接地干线按热稳定要求选-50×6热镀锌扁钢,接地引线选-50×6热镀锌扁钢。
接地极统一采用∠50×5×2500镀锌角钢,接地体埋深0.8米,变电站主接地网接地电阻设计不大于4Ω。
当接地电阻不满足规定要求时,可采用钻接地深井等措施。
变电站内采取防静电接地及保护接地措施,由于微机保护、监控系统对接地要求较高,主控室接地采用铜排。
2.7电缆设施
在35kV户外配电装置、主变压器均设二次电缆沟至生产综合用房,10kV配电装置室设二次电缆沟至二次设备室,设一次电缆沟到站外。
电缆沟内采用热镀锌角钢支架。
3电气二次系统
本站现为西安康拓新源公司设备,该公司的设备已运行多年且售后服务滞后,本工程对本站进行数字化改造。
3.1综自系统
数字化变电站是基于计算机技术、光电技术、微电子技术、信息技术、高速网络通信技术,以变电站一、二次设备为数字化对象,由电子式互感器、智能化一次设备、网络化二次设备分层构建,建立在IEC61850数据模型和通信规范基础上,能够实现数据采集、数据管理、数据通信、继电保护、测量控制、故障录波、设备诊断、计量计费等功能以及变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作,具有高度的运行安全性、可靠性、和智能化的现代化变电站。
按照IEC61850标准,数字化变电站的二次系统可分为三层,即站控层、间隔层和过程层。
3.1.1站控层
站控层配置后台监控系统一套,A3针式打印机一台,放置于控制室工作台上。
配置公用柜一面,内含综合采集装置(测量站变的380V电压信号、主变油温信号、主变档位信号);GPS对时装置;通讯工作站(微机通讯管理系统),实现与调度的通讯功能,部颁CDT规约、IEC60870-5-101/104等多种规约,实现与其他智能设备的接口功能,如微机五防、图像监控系统等。
3.1.2间隔层
本站配置综合保护柜一面,内含主变差动保护装置2台,主变后备保护4台,35kV线路保护装2台,10kV线路保护装置6台,10kV电容器保护装置2台,10kV分段保护装置1台,35kV光纤PT综合采集装置各1台,10kV光纤PT综合采集装置各2台,光纤终端箱一台,光集线器两台。
主变差动保护装置为二次谐波制动的比率差动保护;差动速断保护;差流过大告警;CT断线检测;两侧电流相位调整;启动通风、闭锁调压。
重瓦斯、有载重瓦斯、压力释放、轻瓦斯、有载轻瓦斯等本体保护功能。
突变量启动故障录波(前8周波、后56周波、每周波32点)。
通讯功能:
通过CAN总线与通讯管理单元通讯,保护装置上发遥测、遥信并接收对时和遥控命令。
4路光纤传输,用于与光纤数字终端通讯。
主变后备保护包含复合电压闭锁过流保护,设二段、每段三时限,一时限跳母联、二时限跳低压侧、三时限跳高压侧;过流保护,设一段一时限,动作后跳母联、低压侧及高压侧;过负荷告警;单相接地检测;PT断线检测。
保护电流取主变高压侧、测量电流和电压取主变低压侧突变量启动故障录波(前8周波、后56周波、每周波32点)。
1路三元件遥测。
通讯功能:
通过CAN总线与通讯管理单元通讯,保护装置上发遥测、遥信并接收对时和遥控命令。
5路光纤传输,用于与光纤数字终端通讯。
35kV、10kV线路保护装置含三段式方向过电流保护(带低压闭锁);零序电流保护;小电流接地选线;三相一次重合闸(检无压或检同期可选)和后加速;低频减载(滑差闭锁、低压闭锁、低流闭锁);PT断线检测并闭锁方向或保护,控制字可投退。
突变量启动故障录波(前8周波、后56周波、每周波32点)。
1路两元件遥测通讯功能:
通过CAN总线与通讯管理单元通讯,保护装置上发遥测、遥信并接收对时和遥控命令。
4路光纤传输,用于与光纤数字终端通讯。
3.1.3过程层
过程层是一次设备与二次设备的结合面,或者说是指智能化一次设备的智能化部分。
过程层主要功能:
1)实时电气量检测,主要是电流、电压、相位、谐波分量的检测。
2)运行设备的状态参数检测与统计,变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器、直流电源系统等,在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。
3)操作控制执行与驱动,包括变压器分接头调节控制,电容器、电抗器投切控制,断路器、刀闸的合分控制,直流电源充放电控制等。
被动,智能。
(1)35kV进线间隔:
35KV电子式电流互感器6台、35KV间隔光纤数字终端2台。
(2)主变高压侧:
35KV电子式电流互感器6台、主变高压侧光纤数字终端2台。
(3)主变低压侧:
10KV电子式电流互感器6台、10KV线路光纤数字终端2台。
(4)10kV馈线间隔:
10KV电子式电流互感器18台、10KV线路光纤数字终端6台。
(5)10kV电容器间隔:
10KV电子式电流互感器6台、10KV电容器光纤数字终端2台。
(6)35kVPT间隔:
35KV电子式电压互感器、35KVPT光纤数字终端各1台。
(7)10kVPT间隔:
10KV电子式电压互感器、10KVPT光纤数字终端各2台。
3.2直流系统
利用原有。
3.3防误闭锁
本工程新增一套微机五防系统。
该系统有以下主要功能:
a)通过与监控系统的通讯,可实现闭锁监控系统的遥控操作;
b)采用电编码锁闭锁就地操作的断路器及电动隔离开关;
c)采用机械编码锁闭锁隔离开关、手动接地刀闸、网门等;
d)对于有防止走“空程序”、线路侧验电等要求的特殊闭锁方式,可通过加装智能防空锁、超级防空锁、验电器等锁具实现;
e)能完善实现三态小车开关柜的五防闭锁;
f)能进行设备的检修操作进行五防闭锁;
g)能对联动设备进行五防闭锁。
h)无人值班变电站采用在集控站配置中央监控防误闭锁系统时,应实现对受控站远方操作的强制性闭锁。
i)电气设备防误装置采用单元电气闭锁回路加微机“五防”的方案,实现双重闭锁功能。
3.4计量、电缆设备选择
计量表计利用原有。
控制电缆选用阻燃屏蔽电缆,型号为ZR-kVVP22-0.5型。
3.5电缆防火
为防止电缆火灾事故,根据设计规程本站设计考虑采用防火阻燃措施,选用阻燃电缆,且在电缆穿墙或楼板进出口处采用防火堵料封堵。
3.6电气二次设备表及设备布置
本次工程电气二次需要以下主要设备:
设备名称
型号规格
数量
单位
备注
1
综合保护柜
1
面
主变差动保护装置
2
台
主变高后备保护装置
2
台
主变低后备保护装置
2
台
35KV线路保护测控装置
2
台
10KV线路保护测控装置
6
台
10KV电容器保护测控装置
2
台
10KV分段保护测控装置
1
台
光纤PT综合采集装置
3
台
光纤分线箱
1
台
光集线器
2
台
防雷设备
1
套
屏体及附件
2200)
1
套
2
公用柜
1
面
综合采集装置
2
台
通讯管理装置
1
台
GPS卫星对时装置
1
台
积分电度装置
1
台
防雷设备
1
套
屏体及附件
1
套
3
电子式互感器部分
35kV电子式电流互感器
12
台
35KV电子式电压互感器
3
台
10kV电子式电流互感器
33
台
10KV电子式电压互感器
6
台
4
光纤数字终端
35kV间隔主变光化保护终端
4
台
35kV间隔线路光化保护终端
2
台
35KVPT光纤数字终端
1
台
10kV线路光化保护终端
6
台
10kV分段化保护终端
1
台
10kV电容器光化保护终端
2
台
10kVPT光纤数字终端
2
台
5
后台机柜
工控机(配置:
CPU频率2.93GHZ、内存容量2G、硬盘存储器250GB、19″液晶显示器、鼠标、Combo光驱、音箱)
1
台
当地监控软件
1
套
激光打印机
HPLQ1600
1
台
防雷设备
1
套
6
铠装8芯光缆(两头带尾纤熔接)
150米/根
20
根
7
五防系统柜
含五防机一台、防误闭锁软件、电脑钥匙管理箱等相关软硬件。
屏体及附件
1
套
8
图像监控柜
含各种图像监控设备
1
面
本期屏柜分一排布置于控制室内,具体数量及布置分别见本次设计图纸。
4远动通信
4.1远动
本期新建工程将按全站综合自动化进行设计。
远动信息量有:
●遥控:
所有断路器。
●遥测:
主变两侧三相电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能;主变本体油温。
35kV、10kV两段母线电压。
35kV线路、10kV线路三相电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能。
10kV电容器三相电流、无功功率、无功电能。
所用小母线电压。
220V直流母线电压。
●遥信:
所有断路器、隔离刀闸、接地刀闸、弹簧未储能信号、控制回路监视信号。
监控、保护屏、站用电屏、PT柜、主变保护屏及高压开关送来的异常信号,保护动作信号及事故跳闸信号等。
以上信息量通过远动工作站送往县调。
主变二侧配置0.5S级电能表。
4.2调度通信
4.2.1调度管理关系
本工程设计按以下调度管理关系考虑,本电站由XX县供电有限责任公司县调调度。
4.2.2通信配置
采用现有通信方式。
5土建部分
5.1概述
(1)站区场地概述
本工程站址位于XX县冠朝镇坎头村区域内,319国道旁,现有35kV变电站旁,场地现为平地,地势略比319国道高。
本期站址围墙内约为1206平方米,35kV线路从站址北面用架空方式进线,站址南面用10kV电缆出线。
本工程暂无提供地质报告,但经过初步踏勘,场地处于开挖区域,且地势平整,场地用水可接原变电站自来水系统。
站址位于公路旁,现有一条进站公路,满足主变等大型设备运输。
(2)主要建筑材料
1)现浇钢筋混凝土结构。
混凝土:
C30、C25用于一般现浇钢筋混凝土机构及基础;C10用于混凝土垫层。
钢筋:
HPB235级、HRB335级。
2)砌体结构。
砖及砌块:
MU7.5~MU30。
砂浆:
M5~M15。
3)钢结构。
钢材:
Q235、Q345。
螺栓:
4.8级、8.8级。
5.2站区总布置与交通要求
5.2.1站区总平面布置
全站总平面布置以南侧为10千伏出线方向,北侧为35千伏进线。
围墙内以矩形平面形式布置。
东西长28.7米,南北长42米。
主厂房布置位于变电站南侧,站内公路由变电站东侧引进。
主要技术经济指标见表1-5-1
序号
项目
单位
数量
1
站区围墙内总用地面积
m2
1206
2
总建筑面积
m2
199
3
站内道路面积
m2
187
4
站区围墙长度
m
142
5.2.2进站道路
进站道路由南引接,路面宽度4m,进站道路与引接公路相接处转弯半径不小于9m.
5.2.3竖向布置
站区场地采用平坡式,主要建筑物室内外高差取0.45m.
5.2.4管沟布置
站内电缆沟、上下水管、油管布置时按沿道路、建构筑物平行布置的原则,从整体出发,统筹规划,在平面上与竖向上相协调,远近结合,间距合理,减少交叉。
同时应考虑便于检修和扩建。
站区电缆沟沟壁采用砖或混凝土沟壁,应根据地区气候条件、地质条件及电缆沟的宽度灵活选择。
盖板可采用平铺式包角钢钢筋混凝土盖板。
5.2.5道路和场地处理
(1)道路。
站内道路综合考虑施工、运行、检修及消防要求。
站内道路因位于非湿陷性黄土地区,路面采用郊区型,站内路面高出设计地面50mm。
站内道路的建设标准:
站内道路采用混凝土道路宽3.5m,设计荷载:
站内运输道路汽-15级。
站内道路转弯半径为6m.
(2)配电装置场地处理。
户外配电装置场地根据需要,敷设100mm厚Φ20~50mm精选碎石。
5.2.6围墙大门
大门围墙统一采用代表国家电网公司企业文化的大门围墙(含标识墙)
5.2.7规模
变电站的建筑物、构架为本期,预留远期。
5.3建构筑物
5.3.1主体建筑
站内建筑物为综合主厂房,建筑面积为199m2,主要布置10kV配电装置室、二次设备室、机动用房、工具间及卫生间。
(1)平面设计:
变电站为无人值班变电站,配合工艺专业方案,主厂房布置均为一层,室内外高差450mm。
(2)建筑立面设计:
外墙面采用环保型弹性涂料,内墙采用乳胶漆,颜色可根据业主需求调整。
5.3.2结构
主厂房结构形式均为框架结构。
屋面为现浇钢筋混凝土梁板
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