35kV变电站初步设计说明书.docx
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35kV变电站初步设计说明书
检索号:
天台35kV变电站新建工程
初步设计说明书
(省公司送审版)
电力设计有限公司
工程设计乙级证书编号A251000789
工程勘察乙级证书编号224209-ky
二O一一年十一月
天台35kV变电站新建工程
初步设计说明书
批准:
审核:
校核:
编写:
1、总的部分
1.1设计依据
✧《设计中标通知书》
✧设计合同
✧四川省电力公司部门文件,川电农电[2011]203号关于成都电业局2012年农网改造升级工程35千伏项目可行性研究报告的批复。
✧本工程设计执行现行国家及行业的相关设计规程、规范(技术标准)。
主要设计技术标准如下:
1)GB50059-9235-110kV变电站设计规范
2)GB50060-9235-110kV高压配电装置设计规范
3)DL/T5056—1996变电所总布置设计技术规程
4)GB50052—95供配电系统设计规范
5)GB11022高压断路器通用技术条件
6)GB311.1—1997高压输变电设备的绝缘配合
7)GB/T15544—1995三相交流系统短路电流计算
8)GB50062—92电力装置的继电保护和自动装置设计规范
9)GB50229—2006火力发电厂与变电所设计防火规范
10)GB50217—2007电力工程电缆设计规范
11)GB11032—2000交流无间隙金属氧化物避雷器
12)GB50227—1995并联电容器装置设计规范
13)GB50260—1996电力设施抗震设计规范
14)GB50011—2010建筑物抗震设计规范
15)GB50016—2006建筑设计防火规范
16)DL/T620—1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合
17)DL/T5147—2001电力系统安全自动装置设计技术规定
18)DL/T667—1999远动设备及系统
19)DL5103—199935kV~110kV无人值班变电所设计规程
20)DL5134—2002变电所给水排水设计规程
21)DL/T5222—2005导体和电器选择设计技术规程
22)DL/T5137—2001电测量及电能计量装置设计技术规程
23)DL/T5044—1995火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定
24)SDJ5—1985高压配电装置设计技术规程
25)SDJ161—1995电力系统设计技术规程
26)NDGJ96—1992变电所建筑结构设计技术规定
27)《国家电网公司输变电工程典型设计35kV变电站分册》(2006年版)
1.2工程规模
35kV天台变电站按照箱体式变电站设计
✧主变容量:
终期2×10000kVA,本期1×10000kVA。
✧35kV出线:
终期共2回,采用单母线接线;本期2回(“π”接35kV天夹线),采用单母线接线。
✧10kV出线:
终期共6回,采用单母线分段接线;本期3回,拟采用单母线分段接线。
✧10kV电容器:
终期2×2004kVar,本期建设1×2004kVar。
✧站用变从35kV母线引接。
1.3设计范围
1.3.1设计范围
Ø电气部分设计范围:
包括从35kV电缆出线下桩头起至10kV出线下桩头止的全部电气一次部分、二次部分、直流部分、通讯远动、防雷接地、照明、全站电缆敷设等。
Ø土建部分设计范围:
包括进站公路、站外排水沟在内的全站建构筑物、地下管沟、道路、消防、通风、环保及场地处理等。
1.4主要技术原则
1.4.1参照《国家电网公司输变电工程典型设计35kV变电站分册》箱式变电站。
1.4.2按微机综合自动化变电站设计,站内设移动式的微机监控系统;按无人值班设计。
1.4.3主变压器采用低损,有载调压油浸自冷式电力变压器
1.4.435kV采用箱式配电装置,配金属铠装移开式高压开关柜,配真空断路器,单列单通道布置。
1.4.510kV采用箱式配电装置,配金属铠装移开式高压开关柜,配真空断路器,双列单通道布置。
1.4.610kV无功补偿装置为户外布置
1.4.7变电站通信按光纤通信方式设计,通信和自动化信息必须组织邛崃调控中心。
1.4.8本站土建按终期规模建设。
1.5施工条件
1.5.1施工用水
施工用水与变电站建成后站内用水相结合,天台镇的自来水管网经过变电站附近,只需开口用DN50-PPR管引入变电站,供施工和变电站的绿化和生活用水。
1.5.2施工用电
有江村10kV线路在站址附近,施工变压器选用S[]-50/10”T”接于10kV线路上,作为施工电源。
1.5.3施工通信
设一部市话机作为施工施工通信,施工完毕后交变电站作为站内通信。
2、电力系统部分
2.1变电站接入系统方式
根据“天台35kV输变电工程可行性研究审查意见”,本变电站接入系统方式为:
天台站“π”接天夹35kV线路上,导线型号选LGJ-185/30,如下图所示:
2.2工程建设的必要性
Ø满足负荷发展需要
根据前面对天台供区负荷预测结果,在天台片区新建一座35kV变电站,满足负荷增长需要。
Ø提高供电可靠性、提高电能质量
天台地区目前供电最高电压等级为10kV,且线路路径长,只有一座35kV夹关变电站对其片区供电。
因此,急需在当地规划35kV变电站为其提供可靠的电源,完善天台供区供电结构。
为改善天台供区供电网络,提高供电可靠性,新建天台35kV变电站是必要的。
2.3系统继电保护及安全自动装置
天台35kV变电站35kV侧为单母线接线,线路保护配置采用三段相间电流保护(带方向,可投退)及三相一次重合闸;
2.4系统通信
35kV天台变“π“接天夹35kV线新建通信线路全长7.1km,采用16芯光纤(ADSS)。
2.5站内通信
站内设计一部市话机作为行政通讯,事故时作为临时调度通讯。
2.6系统调度自动化
调度自动化功能由计算机监控系统完成。
为了确保调度自动化系统的实施,实现调度端对变电站的远方监视和控制,变电站调度自动化设备应具备遥测、遥信、遥控、遥调“四遥”功能。
远动信息按照“直采直送”的原则进行。
即调度端直接调度天台35kV变电站的设备,其信息调度端直接采集。
远动信息送所属供电局及监控中心。
远动信息传输方式采用全介质自承式光缆ADSS通信。
远动上传信息点对点传送采用IEC60870-5-101规约,网络传送采用IEC60870-5-104规约,电能量采集上传信息采用IEC60870-5-102规约。
3、电气部分
3.1天台35kV变电站电气主接线
主接线的设计考虑其可靠性、灵活性、经济性,本站为一般的终端变电站。
本工程主接线按箱式变电站设计,本站的电气主接线可采用如下方案:
(1)35kV出线:
终期2回,采用单母线接线;本期2回(“π”接天夹35kV线),采用单母线接线。
(2)10kV出线:
终期共6回,采用单母线分段接线;本期3回,拟采用单母线分段接线,本期安装分段断路器柜间隔。
(3)无功补偿:
每台主变压器10kV侧配置1组2004kVar电容器,户外布置,终期规模2x2004kVar,本期规模1x2004kVar。
(4)主变压器:
采用三相双绕组油浸自冷式铜线圈有载调压变压器;主变容量终期2×10MVA,本期1×10MVA;主变压器35kV侧中性点不接地;10kV侧中性点不接地。
(5)站用变从35kV母线引接。
电气主接线详见图(035025K-A01-03)
3.2配电装置及总平面布置
电气平面布置力求紧凑合理,出线方便,减少占地面积,节省投资,根据本方案的建设规模,本站为小型化变电站,主变压器采用自然通风冷却户外布置方式。
3.2.135kV配电装置
方案一:
35kV设备采用KYN□-40.5户内金属铠装中置移开式高压开关柜,电缆进出线,布置在35kV箱体内,单列布置,柜前为操作走廊。
方案二:
35kV设备采用户外改进半高型布置
3.2.210kV配电装置
10kV设备采用KYN□-12户内金属铠装中置移开式高压开关柜,电缆进出线,布置在10kV箱体内,双列单通道布置,中间为操作走廊。
3.2.3电气总平面布置
35kV箱体配电装置布置在站区南侧,10kV箱体配电装置布置站区北侧。
主变压器布置在35kV、10kV配电装置中间。
电容器采用户外布置,布置在站区南侧,电容器四周设网状围栏。
进站道路从站区西面接引,内设环形道路。
具体见电气总平面布置图。
3.3短路电流计算及主要设备选择
3.3.1短路电流计算
标么基准值:
基准电压Uj=Un基准容量Sj=100MVA
邛崃供电局提供夹关站35kV母线侧阻抗为0.75
按2台主变并列运行计算出的各级电压母线三相短路电流值如下:
35kV母线:
I"=2.08kA10kV母线:
I"=6.19kA
3.2.2主要电气设备选择
(1)主变压器:
型号:
SZ10-10000/35油浸自冷式铜线圈双绕组三相有载调压电力变压器,其参数如下:
额定容量:
10/10MVA
电压等级:
35±3×2.5%/10.5kV
阻抗电压:
Uk=7.5%
冷却方式:
油浸自冷式
连接组别:
Yn,d11
调压方式:
35kV绕组为有载调压,有载调压开关选用国产M型,具有档位遥控、遥信、温度遥测功能接口。
(2)35kV配电装置设备
依据《国家电网公司输变电工程典型设计35kV变电站分册》,35kV采用箱式配电装置,选用KYN□-40.5户内金属铠装中置移开式高压开关柜设备,柜内主要设备:
方案一:
真空断路器:
ZN-40.5/12501250A31.5kA额定电压40.5kV,额定电流1250A,额定开断电流31.5kA,配弹簧操作机构
电流互感器:
LZZBJ-35400/5A10P30/10P30/0.5/0.2S
母线电压互感器:
35/
:
0.1/
:
0.1/
:
0.1/3kV,抗谐振型电磁式电压互感器
氧化锌避雷器:
35kV,51/134kV,附在线检测仪。
方案二:
35kV断路器选用户外真空断路器,额定电流1250A,开断电流31.5kA。
附带CT:
10P30/10P30/0.5/0.2S200-400/5
隔离开关:
双柱式隔离开关,1250A,主配地刀均配手动机构,额定热稳定电流31.5kA。
避雷器:
HY5WZ-51/134。
额定电压:
51kV,标称放电电流:
5kA,雷电冲击下最大残压:
134kV;
电压互感器(线路):
JDZXF71-35W2/√30.5/3P。
电压互感器(母线):
JDZXF-350.2/0.5/3P。
(3)10kV配电装置设备
参照《国家电网公司输变电工程典型设计》,10kV采用箱式配电装置,选用KYN□-12户内金属铠装中置移开式高压开关柜设备,柜内主要设备:
真空断路器:
12kV,2000A,31.5kA,配一体式弹簧操作机构(主变进线柜)
12kV,1250A,31.5kA,配一体式弹簧操作机构(10kV出线柜)
电流互感器:
LZZBJ9-12,800/5A,0.2S/0.5/10P30/10P30(主变进线)
LZZBJ9-12,400/5A,0.2S/0.5/10P30(10kV出线)
LZZBJ9-12,200/5A,0.2S/0.5/10P30(10kV电容器)
LZZBJ9-12,800/5A,0.5/10P30/10P30/10P30(10kV分段)
氧化锌避雷器:
HY5WR-17/45,附在线检测仪。
无功补偿装置:
电容器:
选用TBB10-2004/334-AKW,户外组装式并联电容器
氧化锌避雷器:
HY5WR-17/45,均配带泄漏电流监测双指针计数器
隔离开关:
GN24-15D/630(四极)
放电线圈:
FDE2-3.4/11/√3-1W
串联电抗器:
选用CKSC-100/10-5%干式空芯电抗器
电抗百分数:
XL=5%
(4)导体及其它
硬母线:
35kV配电装置开关柜内主母线选用封闭式铜硬母线。
母线规格:
TMY-80x10;10kV配电装置开关柜内主母线选用封闭式铜硬母线,母线规格:
TMY-80x10。
3.4过电压保护及防雷接地
3.4.1过电压保护及防雷
为防止大气雷电对变电站电气设备的直接袭击,本站设计1根高为30米的独立避雷针作为全站设备防止直击雷保护;
为防止雷电入浸波和操作过电压对电气设备的危害,在各级电压的每段母线上分别装设了一组氧化锌避雷器;
为防止雷电波在线路热备用时侵入损害电气设备,在35kV和10kV出线装设氧化锌避雷器;
为防止并联电容器在运行中产生的操作过电压,在电容器组上装设3只氧化锌避雷器;
3.4.2接地
为保护站内设备及人身安全,变电站内敷设以水平接地体为主,辅以垂直接地极的人工接地网。
变电站接地采用水平接带(-60×6镀锌扁钢)为主,垂直接地极(∠50×5热镀锌角钢)为辅的复合式人工接地装置,主接地网外缘闭合。
在建筑物四周埋设环形接地网,地下连接处埋设垂直接地极。
变电站接地电阻在任何季节小于4Ω。
独立避雷针设独立的接地装置,接地电阻小于10Ω。
二次设备室接地采用铜排。
3.5站用电及照明
3.5.1站用电
本站站用电源采用1台35kV站用变安装于35kV母线上,站用电柜选用智能型低压配电柜,共1面柜,布置在电气二次设备室内,站用电系统预留有适当的备用回路。
站用电系统采用三相四线制接线方式,380/220V中性点接地系统,单母线分段。
每台站用变压器各带一段母线,两段母线设置自动切换,以保证供电可靠性。
3.5.2全站照明
⑴动力电源系统:
按功能区域配置检修电源,电源引自站用电屏。
⑵照明方式:
全站设事故检修箱(兼照明配电箱)一只,对全站各个配电装置及户外装置供电。
35kV、10kV箱式配电装置室内采用荧光灯、白炽灯混合照明。
二次配电室采用节能型白炽灯照明。
户外道路设置草坪灯作为巡视照明,主变压器及电容器采用投光灯。
⑶事故照明:
35kV、10kV配电室、二次设备室设事故照明灯,正常时由交流屏供电,事故时由直流屏供电。
3.6天台35kV变电站电气二次部分
3.6.1变电所控制方式
本站综合自动化系统按无人值守站设计,具备远方控制功能。
微机监控包括三级控制,第一级为就地控制,由变电站间隔级控制层完成;第二级为站控层控制,由站内二次设备室操作员工作站完成;第三级为远方控制,由邛崃监控中心调度。
3.6.2变电所监控方案
监控系统采用分层、分布、开放式网络结构,主要由站控层设备、间隔层设备和网络设备等构成。
站级层设备按无人值班站最终规模配置,间隔层设备按本期规模配置。
站内监控系统应实现实时数据采集与处理、安全监视与控制、屏幕显示与操作、运行记录、制表打印以及画面拷贝、变电站就地与远方的操作控制等功能,与微机保护装置接口,监控系统具备防误操作闭锁功能、操作票专家系统功能,实现全站的综合自动化,并由监控系统完成远动功能。
时间同步时钟装置完成对监控系统设备的对时。
变电站电压无功综合控制功能由监控系统实现。
3.6.3微机监控系统配置
3.6.3.1系统设备配置
1)站控层设备:
主机、五防兼操作员工作站、远动通信设备、公用接口装置、网络激光打印机、时间同步时钟等。
主机兼操作员工作站按单套配置。
远动通信设备按双套配置,实现主备自动切换工作方式。
远动通信设备优先采用无硬盘专用装置。
站控层设备布置于箱体内。
远动通信设备、公用接口装置、时间同步时钟设备组屏(柜)。
2)网络设备:
包括网络交换机、光/电转换器、接口设备和网络连接线、电缆、光缆及网络安全设备等。
网络传输速率≥100Mbps,构成一分布式高速工业级以太网,实现站级单元的信息共享以及站内设备的在线监测、数据处理以及站级联锁控制,设备组屏(柜)布置。
3)间隔层设备:
包括测控(测控保护)单元、与站控层网络的接口以及和继电保护通信接口装置等。
间隔层网络设备组屏(柜)布置,测控(测控保护)单元分别布置于继电器室及开关柜内。
3.6.3.2系统网络结构
监控系统网络结构采用间隔层设备直接上站控层网络,测控装置直接与站控层通讯的结构。
在站控层网络失效的情况下,间隔层应能独立完成就地数据采集控制层的监测和断路器控制功能。
站控层网络负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。
硬件设备、数据链路用以太网构成,网络传送协议采用TCP/IP网络协议,网络传输速率≥100Mbit/s,站控层网络按单网配置,网络配置规模满足工程远期要求。
间隔层设备通过交换机与站控层以太网连接,其网络协议应成熟可靠,符合网络标准。
测控(测控保护)单元通过交换机连接在站级以太网上,不具备以太网口的保护和智能设备通过公用接口装置连接在站级以太网上。
3.6.4元件保护及自动装置与计量
1)主变保护配置
主保护采用差动及瓦斯;后备保护采用复合电压闭锁过流保护,高低压侧各装1套(并具备独立段过流)。
轻瓦斯、温度、过负荷、压力释放发信号。
2)10kV侧保护
线路保护配置三段式过流保护、三相一次自动重合闸、小电流接地选线。
电容器保护装置装设速断、过流、低电压、过电压及开口三角电压保护。
3)计量
根据《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T5137-2001的要求,配置各部分的计量装置。
在35kV线路(至天车坡)配置关口计量表1块,精度为0.2S级;在其他需计量处设置0.5S多功能电度表;主变电度表组屏于二次设备室,其他表计安装于各自的开关柜上。
电度表通过485接口与变电站监控系统通信。
3.6.5直流及UPS电源系统及站用
1)220V直流系统
35kV变电站操作直流系统采用220V,直流系统采用单母线接线。
变电站装设1组100Ah阀控式密封铅酸蓄电池,2V/104只,蓄电池容量按2h事故放电时间考虑,组屏(柜)布置在二次设备室。
变电站采用1套高频开关充电装置,充电模块按N+1配置,直流系统屏(柜)布置于箱体内。
采用直流系统屏(柜)一级供电方式,二次设备室的测控、保护、自动装置等设备采用辐射式供电方式,配电装置直流电机网络、10kV开关柜顶直流网络采用环网供电方式。
2)交流不停电电源系统(UPS)
35kV变电站配置一套交流不停电电源系统(UPS),采用模块化N+1冗余配置。
UPS应为静态整流、逆变装置,提供标准通信接口,单相输出,输出馈线采用辐射状供电方式。
UPS正常运行时由站内所用电源供电,当输入电源故障消失或整流器故障时,由变电站220V直流系统供电。
UPS负荷包括:
微机监控系统等。
3)本站站用电由35kV站用变提供,设置一面站用屏柜。
3.6.6图像监视及安全警卫系统
国家电网公司[2009]第61号文件要求进一步加强变电站安全技术防范工作,规范技术防范配置,全面提高变电站安全防护水平。
“网络化、智能化、高清化”是视频监控技术的主要发展趋势,随着视频监控技术的快速发展和省公司视频监控体系的逐渐完善,提出了监控联网的需求,明确了需要在省公司建设一级监控中心管理平台、地区局(含超高压局)建设二级监控中心管理平台,各供电局(所)、35kV及以上等级变电站的视频监控前端系统接入到各自所属的地区局(含超高压局)二级平台,并通过二级平台将监控图像上传给省公司一级监控平台。
根据2010年2月版《成都电业局视频监控系统建设方案可行性研究》,按照成都电业局视频监控系统的需求和规模,拟在成都电业局建设一级监控中心管理平台,在青白江局、龙泉局、双流局、都江堰局、彭州局、新都局、新津局、崇州局、温江局、郫县局、蒲江局等11个外区县局建设二级监控中心管理平台。
4个城区局(青羊、金牛、锦江、高新)将直接接入成都电业局一级监控中心平台。
大邑局、邛崃局、金堂局则分别接入崇州局、蒲江局、青白江局的二级中心管理平台。
视频监控系统主要采用网络传输方式,将视频监控图像信息承载于成都局同步开展建设的综合数据网上传输。
采用符合发展趋势的IP摄像头作为站端图像采集单元,高清图像的记录采用IP-SAN平台存储方案。
在新建站点配置智能视频服务器,整合智能视频分析功能,实现前端+平台的网络化智能视频系统架构。
应满足如下应用需求:
(1)安全、防盗监控
通过视频监控系统在变电站配置的入侵检测报警和视频监视设备对变电站周界和场区环境进行监视,满足变电站安全、防盗需要。
(2)设备监视
视频监控系统对隔离开关操作状态进行远方图像监视,对变电站重要设备的运行状态进行监视。
(3)电网应急指挥及演习
在电网发生重大事故时,视频监控系统作为应急指挥中心的通信指挥系统的重要组成部分,可以将调度中心、监控中心和变电站图像信息和声音传送到应急指挥中心,利用图像信息和双向语音通话功能,指挥、协调、处理电网事故。
同时,通过视频监控系统传送的视频图像和声音可以在联合反事故演习过程中实时看到各级调度中心、监控中心以及变电站现场情况。
本期变电站端系统主要由监控单元(监控主机)、网络视频服务器、报警扩展模块、控制扩展模块、其它专用监控模块(如空调控制模块、通风机控制模块、环境温湿度监测模块等)、音频适配器、各类摄像机、各类探测器(如防入侵探测器、烟雾探测器等)、麦克风、音箱、照明灯等设备组成。
前端站点摄像头配置原则:
35kV变电站摄像头数量为8个,用于周界安防的4个,用于场地内监控的2个、箱体内监控的2个。
摄像头配置如下:
变电站围墙四周、大门:
模拟枪机
场地:
网络高清球机
箱体内:
网络球机
前端侧带宽要求(按最坏可能带宽占用率100%考虑):
监控视频路数3路,带宽预留正常情况时56M,带宽资源紧张时21M。
站内设置门禁系统1套、电子围栏1套。
变电站前端系统接入邛崃视频监控中心管理平台需要考虑通道调试费用。
3.6.7电缆防火
站区进入二次设备室及配电装置室的电缆沟入口处以及电缆沟相关位置设置阻火墙,阻火墙两侧的电缆在2米范围内应刷防火涂料;电缆敷设所留下的孔洞用防火堵料严密封堵。
电缆阻燃措施按“电力工程电缆设计规范”(GB50217)、“火力发电厂与变电所设计防火规范”(GB50229)等有关规程规定的要求执行。
3.6.8二次系统防雷及接地措施
本站二次系统采取防雷及接地措施,并对进入主控室的交、直流电源以及通信线路等设置二次系统过电压保护装置:
3.6.8.1防雷及接地措施
1)在二次设备室设置监控保护专用铜接地网,所有监控保护接地均与该铜网相连,该铜网再以不少于4根以上、截面不小于50平方毫米的铜排(缆)与变电站主接地网可靠相连。
2)电缆沟内上部设置接地线,接地线与主接地网多点连接。
3)在装设静态保护的保护屏间用专用的截面不小于100平方毫米的铜排直接连通,屏内各套装置的接地点与专用铜排接地网连接,专用铜排与地网一点牢固连接。
4)所有CT(除差动保护外)二次回路中性点均在就地一点接地。
5)所有经配电室零相小母线(N600)联通的几组电压互感器二次回路,在控制室内将N600一点接地;独立的与其他电压互感器二次回路没有电联系的电压互感器二次回路,在控制室内实现一点接地。
6)在二次设备的屏柜上应有接线端子,并用截面不小于4平方毫米的多股铜线与接线铜排相连。
7)在电源输入的屏柜必须有接地线接到交流电源所在的接地网上,向二次设备供电的交流电源
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