变电站初步设计说明书.docx

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变电站初步设计说明书

国家丙级

证书号：

xxxxx

xx市110kVxx变电站新建工程

初步设计说明书

B01LS0702C-A0101-01

XX电力设计有限公司

2007年01月XX

审定：

XX

审核：

XX

校核：

XX、XX、XX

编写：

XX、XX、XX

第一章总的部分

1.1工程项目设计依据

本初步设计编制依据：

1）广东电网公司文件（广电规[232]号）《关于xx110kV南三等11项输变电工程可行性研究报告的批复》；

2）xx110kVxx输变电工程可行性研究报告；

3）相关变电站设计规程规范。

1.2站址概况

110kVxx变电站站址坐落于xx市xx水泥厂附近的坡地上。

变电站设计方案一占地面积为9312平方米，方案二占地面积为8928平方米。

站址南靠水泥厂的进厂大道，东临遂廉一级公路，交通十分便利。

变电站站址四面较为空旷，地处电力负荷中心位置，有110kV进出线走廊，35kV、10kV出线也较为方便。

xx变电站站址为剥蚀残丘、岗地地貌，现场地南部已推平，北部为低洼水田地，海拔高点为35.0米,低点为30.65米，在变电站站址征地范围内均为坡地（非农田保护区），西南侧紧靠xx水泥厂（污染较为严重），南侧为水泥厂进厂公路，东侧和北侧是坡地。

站址范围经整平标高地势较高，场地排水良好。

xx变电站站址属南亚热带季风气候区，阳光充足，热量丰富，全年温暖湿润，降水多，常受到台风影响。

1.3设计范围及建设规模

本期工程设计范围以站内110kV出线门形架、35kV、10kV馈线电缆头为界，包括电气一次、控制、保护和相应构筑物及站内规划等。

110kVxx变电站最终规模按3×40000kVA主变容量，本期工程先上一台40000kVA主变，主变型式为三相三卷有载调压变压器。

110kV最终4回出线，本期建设3回出线；35kV最终3回出线，本期建设3回出线；10kV最终30回馈线，本期建设10回馈线。

无功补偿终期容量为6×4000kvar，本期无功补偿容量2×4000kvar。

综上所述，110kVxx变电站建设规模详见下表。

110kVxx变电站建设规模

项目

本期规模

终期规模

主变容量

1×40000kVA

3×40000kVA

110kV进出线

220kVxx站1回、

鱼窝1回、坪石1回

220kVxx站2回、

鱼窝1回、坪石1回

35kV进出线

3回

3回

10kV出线

10回

30回

无功补偿容量

2×4000kvar

6×4000kvar

1.4主要技术经济指标

序号

指标名称

单位

数量

方案一

方案二

1

站址总用地面积

m2

9312

8928

（1）

站址围墙内用地面积

m2

8100

7920

（2）

其它用地面积

m2

1212

1008

2

进站道路长度

m

7

7

3

站内主电缆沟长度

m

400

340.4

4

站外挡土墙体积

m3

500

450

5

站址土方量

挖方

m3

857.8

835

填方

m3

5883.3

5564.7

6

站内道路面积

m2

1345

1331

7

总建筑面积

m2

711.6

847.6

8

站区绿化面积

m2

2400

2200

9

站区绿化用地系数

%

29.6

27.7

10

站区围墙长度

m

360

356

11

静态投资

万元

3354.38

3546.74

12

动态投资

万元

3426.23

3622.71

第二章电力系统

2.1xx电网现状

xx电网位于xx电网的西北部，通过1回220kV坡廉线和1回110kV坪飞线与xx电网相联。

xx电网以省网供电为主，地方小火电供电为辅。

xx电网由220kV的高压输电网，110、35kV的中压输电网，10kV和380/220V配电网组成，已初步形成了一个以220kVxx变电站为中心的110kV放射形骨干网架。

2004年末xx市500kW及以上电源总装机容量42.7MW，以水泥厂小火电为主。

全市年发电量1.13亿kWh，其中火电机组年发电量1.08亿kWh。

2004年xx市全社会用电量4.91亿kWh，比2003年增长15.8%。

网供电量3.55亿kWh，比2003年增长30.6%；全社会用电最高负荷94MW，比2003年增长14.6%。

网供最高负荷77MW，比2003年增长25.5%。

到2004年末，xx电网有220kV变电站1座，主变压器1台，主变容量150MVA。

220kV线路1回，长度为41.8km；110kV变电站6座，主变压器6台，主变容量127.5MVA。

110kV线路9回，长度为135.86km；35kV变电站7座，主变容量34.6MVA。

35kV线路7回，长度为95.68km。

2.2建设的必要性

根据电力需求预测，xx市“十五”、“十一五”电力增长是较快的。

到2006年，夏季大方式需电网降压供电90MW，需110kV变电容量189MVA。

冬季大方式需电网降压供电94MW，需110kV变电容量197MVA。

因此，现有供电设施无法满足用电的需要；另外，xx站附近的飞鼠田变电站运行时间已长达26年之久，设备十分残旧，高、低压设备及控制保护设备均存在较多的安全隐患，必须尽快兴建110kVxx输变电工程，以便取代飞鼠田变电站。

加快兴建110kVxx变电站，可大大提高xx市的供电能力和供电可靠性，解决用电“卡脖子”问题，为当地经济的发展创造良好的条件。

2.3项目在电力系统中的地位和作用

110kVxx变电站的供电范围是xx市区南部五家水泥厂、南北大道和工业长廊开发区，以及xx镇的用电需求。

该站的建成将满足一大批在建、筹建或相继建成的大、中型项目的用电需要，同时进一步完善xx市110kV电网结构，提高该区域的电压等级和输电能力，并取代飞鼠田变电站，大大提高该区域的供电可靠性和安全性。

2.4变电站接入系统方案

xx变电站设计终期4回110kV出线，本期建设3回，其中1回接入220kVxx变电站，另一回接入110kV坪石变电站，第三回接入110kV鱼窝变电站。

110kVxx变电站接入系统见附图B01LS0702C-A0101-04。

第三章电气一次部分

3.1电气主接线

参照广东省电力设计研究院编制的《110kV变电站标准设计》A2典型方案，鉴于xx变电站的供电范围内部分用户受电电压为35kV等级，故主接线中须有35kV电压等级。

主变压器：

本期1x40MVA，终期3x40MVA。

110kV接线：

采用单母线隔离开关分段接线，每段母线分别接入2回进线，本期建设3回进线，终期4回；

35kV接线：

采用单母线隔离开关分段接线，本期建设3回进线，最终3回；

10kV接线：

采用单母线4分段接线，#1、#3主变10kV侧单臂进10kV母线，各带10kV出线10回，无功补偿电容器2组，#2主变10kV双臂各进一段10kV母线，每段母线分别带10kV出线5回，无功补偿电容器1组，每组电容器的容量为4000kVar。

本期上I段母线。

接地方式：

110kV中性点：

经隔离开关接地，并加装避雷器和间隙保护。

35kV中性点：

采用不接地方式，避雷器保护。

10kV中性点：

本站10kV线路30回，投运后的电容电流将大于30A，故10kV系统采用接地变经消弧线圈接地方式。

380/220V站用电系统采用中性点直接接地方式。

电气主接线方案详见附图B01LS0702C-A0101-05、06。

3.2主要设备选择

3.2.1导体和主要电气设备选择原则和依据

设备选型贯彻广东电网公司推行的“国产化、无油化、低损耗、低噪音、小型化”原则。

导体和电器按《导体和电器选择设计技术规定》的条件选择，高压开关还要满足《高压开关设备的共用订货技术导则》的规定。

电容器选择依据《广东电网规划设计技术原则》。

根据2015年系统阻抗参数，计算xx变电站全部建成后110kV、35kV和10kV三相短路电流值如下表：

短路点

110kV母线

35kV母线（并列运行）

10kV母线（并列运行）

短路电流Id

23.8kA

10.1kA

23.0kA

根据《广东省电力系统污区分布图》的划分，xx变电站地处Ⅲ级污秽区，但考虑到变电站位于规划工业区，大气污染较严重，因此，本阶段初步确定按Ⅳ级污秽区设防，所有变电站屋外电气设备均采用防污型。

110kV户外电气设备外绝缘泄漏比距取3.1cm/kV。

短路电流计算及主要设备选择结果表详见图B01LS0702C-A0101-09。

3.2.2主变压器

主变压器：

选用三相三线圈有载调压自冷户外式变压器，型号规格

SSZ11-40000/110

110±8x1.25%/38.5±2x2.5%/11kV

100/100/100

Ud（1-2）％=10.5，Ud（1-3）％=17.5，Ud（1-2）％=6.5

YN,yn0,d11

高压套管带:

LRD-110,200-400/1A,电流互感器两组

LR-110,200-400/1A,电流互感器一组

中性点套管带：

LRB-60,100-300/1A,电流互感器一只

配MR型有载调压开关

主变压器110kV中性点设备：

主变中性点隔离开关选用GW13-63/630A型，配电动机构

主变中性点避雷器选用Y1W-73/200型，配放电计数器。

主变压器35kV中性点避雷器器选用YH1.5WZ-54/127W型，配放电计数器。

3.2.3110kV配电装置

110kV断路器：

采用合资SF6型断路器，单断口，配弹簧操作机构，额定电流3150A，额定短路开断电流40kA；

110kV隔离开关：

采用合资隔离开关，额定电流1250A，额定短时耐受电流40kA，主刀配电动机构，地刀配手动机构；

110kV电流互感器：

采用干式电流互感器，2×300/1A，5P30/5P30/5P30/0.5/0.2S；

110kV母线电压互感器：

采用电容式电压互感器，TYD-110/√3-0.02H，

；

110kV线路电压互感器：

采用电容式电压互感器，TYD-110/√3-0.01H，

；

110kV避雷器：

选用氧化锌避雷器。

3.2.435kV配电装置

方案一：

35kV断路器：

采用合资SF6型断路器，单断口，配弹簧操作机构，额定电流1600A，额定短路开断电流25kA；附套管电流互感器，2x400/1A，5P30/0.5/0.2S；

35kV隔离开关：

采用合资隔离开关，额定电流1250A，额定短时耐受电流25kA，主刀配电动机构，地刀配手动机构构；

35kV母线电压互感器：

JDZX-35W2；

35kV避雷器：

选用氧化锌避雷器。

方案二：

35kV真空开关柜选用KYN-40.5型金属铠装手车式开关柜，内装真空断路器，配弹簧操作机构。

其中进线开关柜额定电流1600A，热稳定电流25kA（4S）；馈线柜额定电流1250A，热稳定电流25kA（4S）。

3.2.510kV配电装置

10kV真空开关柜选用KYN-12型金属铠装手车式开关柜，内装真空断路器，配弹簧操作机构。

其中主变低压侧开关柜和分段开关柜额定电流3150A，热稳定电流40kA（4S）；馈线柜额定电流1250A，热稳定电流31.5kA（4S）。

3.2.610kV并联无功补偿装置

根据《广东电网规划设计技术原则》10kV并联无功补偿装置选用TBB10-4000-AK型成套电容器组；串联电抗器选用CKK-80/10-6型干式铁芯电抗器。

3.2.710kV中性点设备

10kV中性点选用接地消弧成套装置，接地变选用DKSC-400/10.5型干式变，配套XDC-400/10型干式消弧线圈及自动跟踪补偿控制系统，最终型号通过招标确定。

3.3电气总平面布置

方案一：

采用广东电网公司典型设计中的A2方案，结合本工程实际情况进行优化设计。

110kV配电装置布置在站内北侧，采用敞开式设备软母线中型单列屋外布置，架空出线；35kV配电装置布置在站内东侧，采用敞开式设备软母线中型单列屋外布置，由于出线走廊限制，采用电缆出线；10kV配电装置采用户内成套开关柜型式，电缆出线，与主控室及10kV接地变室组成一综合楼布置在站内南侧，10kV电容器组布置在站内东南侧，采用户外密集型电容器组呈单列布置型式；主变压器布置在变电站中部。

方案二：

35kV配电装置采用户内成套开关柜型式，总平面布置大体上与方案一相同，变电站实际占地面积比方案一减小。

电气总平面布置见B01LS0702C-A0101-07、08。

两种方案的简单比较：

方案一：

35kV户外设备检修、维护方便；运行经验丰富；投资较少；但维护工作量大，占地面积大。

方案二：

35kV户内设备操作方便；维护工作量小；占地面积较少；但受当地湿热环境影响大。

据上比较，综合xx变电站所在自然环境和在电网中供电的重要位置，以及业主的运行经验和习惯，推荐方案一。

3.4站用电及照明

全站共设两台100kVA站用变压器，其中#1站用变接于35kVII段母线，为油浸式变压器，#2站用变接于10kVI段母线，为干式变压器。

站用电系统采用三相四线制单母线接线方式，两台站用变低压进线经过刀闸和断路器通过闭锁装置接到母线上。

站用配电屏选用GQH型，配智能型控制器。

站用电配置接线见B01LS0702C-A0101-24。

变电站正常照明由站用电交流屏供电，事故照明由直流屏供电，由事故处理人员到达现场后人工开启，电源容量维持2h事故照明。

室外采用草坪灯，户内正常照明采用荧光灯，事故照明采用白炽灯。

110kV配电装置、35kV配电装置、10kV配电装置室和变压器附近分别安装检修电源箱，供给检修、试验和照明电源。

变电站户内电线采用PVC阻燃管暗敷，户外采用电缆直埋过道路处穿热镀锌钢管暗敷。

3.5防雷接地

为防止直击雷和雷击侵入波，站内四角各设一支避雷针，避雷针针高30米，其中两支为独立避雷针，两支为构架避雷针；在110kV母线、35kV母线及10kV母线上均配置氧化锌避雷器。

变电站内主地网采用复合式地网，水平接地体采用φ16镀锌圆钢，户外埋深0.8米，垂直接地极用∠50x5L=2.5米的角钢。

变电站进出口处设置与主地网相连接的帽檐式均压带。

由于站址范围内土类为严重风化岩、沙砾岩土和松沙石，土壤电阻率较大，站内接地网外围需设置接地深井，接地极周围敷设降阻剂降，以降低接地电阻。

接地电阻要求不大于0.5Ω。

在控制室的保护屏间应敷设截面不小于100平方毫米的铜排作接地网，此铜排应首尾相连形成环形的专用铜地网。

保护屏必须有接地端子，并用截面不小于4平方毫米的多股铜线和接地网可靠连通。

该铜地网以一点相连方式与站内接地网相连。

3.6电缆防火

电力电缆及控制电缆全部选用阻燃铜芯电缆。

电缆敷设：

户内采用电缆沟及穿管明敷方式，户外采用电缆沟敷设方式。

微机监控和微机保护的电流、电压和信号接点引入线均采用屏蔽电缆，屏蔽层接地措施按国标GB50217-94《电力工程电缆设计规范》要求设计。

电缆防火延燃措施按国标GB50217-94《电力工程电缆设计规范》中电缆防火和阻止延燃措施设计。

第四章电气二次部分

4.1电气二次线

4.1.1概述

本站按照综合自动化设计，站内公用、35kV线路、110kV线路及主变的保护屏布置在主控制室，保护屏尺寸采用2260X800X600mm，颜色为计算机灰（RAL7035）。

10kV部分保护测控装置采用就地安装方式，下放到10kV高压开关柜上。

4.1.2二次回路参数

直流电压：

110VDC，交流电压：

AC380V/220V；

电流互感器二次额定电流：

1A，电压互感器二次额定电压：

100V。

4.1.3防误操作闭锁

10kV配电装置采用带五防功能的开关柜，35kV及110kV配电装置部分采用微机五防及电气五防双重闭锁。

4.1.4计量及测量表计

计量配置根据GBJ63-90《电力装置的电气测量仪表装置设计规范》，并参照部颁DL448-91《电能计量装置管理规程》的要求进行配置，35kV线路、110kV线路及主变电度表集中组屏布置在主控室，10kV部分电度表采用就地安装方式，下放到10kV高压开关柜上。

全站装设一套电能采集装置，通过电能表的RS-485通讯口进行电能采集，并将采集的电能数据上送调度端电能采集主站。

4.2直流系统及电源

全站设一套直流系统，用于站内的一、二次设备、通讯及自动化系统的供电，直流系统采用110V电压，容量为300Ah，全所事故停电按2小时考虑。

直流系统采用单母线分段接线，设分段开关，每段母线各带一套充电装置和一组蓄电池组，充电装置采用高频开关电源，充电模块按N+1配置，蓄电池配免维护阀控式密封铅酸蓄电池，放置方式采用蓄电池屏。

每套系统设一套微机型绝缘监测装置和蓄电池容量检查仪，直流系统应具有智能化功能并能与站内自动化系统通信。

直流系统采用混合供电方式。

110kV部分采用放射型供电，每一间隔按双回路方式直接从直流馈线屏获取电源。

10kV部分则按照母线分段情况配置。

每段母线均按照双回路配置。

此外供电方式还须符合继电保护和反措要求。

就地监控系统采用不间断UPS装置供电。

通讯电源则通过独立的通讯电源系统提供-48V直流电源供电。

4.3综合自动化系统

与标准设计A2要求相同，采用分层分布式变电站综合自动化系统，以间隔为单位，按对象进行设计。

可实现变电站“四遥”功能并满足“无人值守”的要求。

4.3.1系统结构

整个系统分为站级层和间隔层，网络按单网考虑，通信介质采用双绞线或光纤，详见《监控系统网络结构图》。

站级层可采用总线型或星形结构，其包括当地监控，运动终端，打印机等。

间隔层宜采用总线型网络，按间隔配置，10kV测控、保护合二为一，置于10kV开关柜；主变和110kV线路测控、保护各自独立，按间隔组屏，置于主控室；其它智能设备可通过通信口或智能型设备接入监控系统。

4.3.2控制和操作

4.3.2.1控制范围：

全站断路器和电动隔离开关及主变有载调压开关。

4.3.2.2控制方式：

采用三级控制方式，断路器和主变有载调压开关可分别在远方、监控系统和测控柜上控制，电动隔离开关可分别在远方、监控系统和配电装置处控制。

4.3.3系统功能

应满足《广东电网110～220kV变电站自动化系统技术规范》的所有要求。

4.4元件保护及自动装置

4.4.1继电保护

4.4.1.1主变保护

主变主保护为二次谐波制动原理的微机型纵差保护和主变本体非电量保护，保护动作跳变压器各侧断路器，主变后备保护110kV侧设110kV复合电压方向过流保护和零序过流、过压保护，35kV侧设置35kV复合电压过流保护，带时限跳主变各侧。

10kV侧设置10kV复合电压过流保护，做为10kV母线和馈线近端故障时的后备，后备保护的第一时限均跳10kV分段，第二时限跳主变各侧。

4.4.1.2110kV线路保护

1、xx至xx线：

采用微机光纤分相电流差动主保护及三段相间、接地距离；四段零序电流后备保护，三相重合闸，保护动作于跳110kV线路断路器。

根椐通信通道组织状况，微机光纤保护与通信合用光纤通道，专用光芯。

2、xx至鱼窝线、xx至坪石线：

采用微机保护装置，包括三段式方向接地和相间距离保护，以及四段式方向零序过流保护，三相重合闸，保护动作于跳110kV线路断路器。

4.4.1.335kV及10kV线路保护

10kV线路保护采用微机保护装置，设有速断、三相式延时过流及后加速保护、零序过流保护、过负荷告，三相一次重合闸，保护动作于35kV及10kV线路断路器。

4.4.1.410kV电容器组保护

10kV电容器采用微机型保护装置，设有三相延时过流、速断以及过压、欠压、中性点不平衡电流，保护动作于跳10kV电容器断路器。

4.4.1.510kV分段保护

采用微机型保护装置，设有速断、三相延时过流保护，保护动作于跳10kV分段母联断路器。

4.4.1.6接地变保护

采用微机型保护装置，设有速断、三相延时过流保护，保护动作于跳接地变断路器。

4.4.1.7站用变保护

采用微机型保护装置，设有速断、三相延时过流保护，低压零流保护，保护动作于跳站用变变高断路器。

4.4.2自动装置

4.4.2.1同期装置

110kV线路采用手动或远动同期检定装置进行并列，同期模块在110kV线路测控装置内以软件型式实现。

4.4.2.2电压无功综合控制装置

通过就地监控系统软件自带VQC功能模块来控制实现主变有载调压开关的自动调节及10kV电容器组的自动投切。

4.4.2.3小电流接地选线装置

本站装设一套微机型小电流接地选线装置，装置能与站内综自系统通讯，能够将获取的接地选线信息和装置运行工况正确上传。

4.4.2.4低周减载

本站不设专门的低周减载装置，由35kV线路和10kV线路保护装置具备的低周减载功能实现。

4.4.2.5故障录波

本站设置1套故障录波装置，完成110kV线路及主变三侧录波功能。

第五章远动

5.1概述

110kVxx变电站按综合自动化形式设计。

本站接入系统后，根据广东省电力调度管理规程规定，由xx调度中心进行调度管理，相关的远动信息送xx县调和xx地调，站内有关电度量送xx地调电能遥测计费系统。

5.2xx调度自动化系统现状

xx县调的电网调度自动化系统采用科通公司CC2000调度系统，通讯规约为CDT。

5.3远动系统设计要求

a）通道要求：

向地调和县调分别提供两路不同路由通道。

b）装置要求：

站控层配置双网；远动装置按照双机配置，每台机可以同时接入4路通道，双通道可以同时工作；RTU、后台机、五防机应具备冗余的网络适配器和通信串口，还需增加一套电能采集装置。

c）监控系统版本要求：

选用双网的监控版本。

d）规约要求：

专线通道采用DL/T634.5101-2002通信规约或部颁CDT通信规约，网络通道采用DL/T634.5104-2002通信规约与地、县调EMS主站通信。

e）信息设计要求：

i、开关、刀闸信号应取辅助结点信号。

ii、开关、刀闸应取常开接点信号，有单相重合功能的开关（如线路开关和旁路开关）必须采用常开接点三相串联合并信号。

iii、开关和保护动作遥信信号必须具有SOE信号，其他SOE信号不上送。

iv、在满足精度要求的前提下，测控单元遥测量最大输入范围应大于等于2In，以保证特殊运行方式或事故状态下遥测数据的准确。

f）信息取量要求：

传送地调、县调和后台机的远动信息必须按照《广东电网公司110∽220KV自动化系统技术规范》执行。

5.4远动设备电源

xx站远动设备电源由站用专用逆变电源提供。

全站监控系统及远动设备共配置一套专用不间断电源UPS（总容量5KVA）作为工作电源，UPS设备组屏安装在主控室，屏柜尺寸：

2260×800×600mm；颜色计算机灰（RAL7035）。

第六章系统通信

6.1概述

xx变电站通过xx站至xx站的110kV线路接入系统。

根据《广东电网公司“十一五”通信网络规划技术导则》8.2.2和8.2.3的规定要求，需要建设xx站至xx站的光纤通信系统及载波通信系统，来满足xx站的系统通信要求。

6.2相关专业对通道的要求

6.2.1继电保护专业

xx站至xx站线路保护采用光纤保护，需要保护专用光纤芯4芯（