之四110kV智能变电站模块化施工图设计技术导则.docx
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之四110kV智能变电站模块化施工图设计技术导则
会议材料之四
国家电网公司
110kV智能变电站模块化建设
施工图设计技术导则
（修改稿1）
2016年3月3日
第7章110kV智能变电站施工图设计技术导则
7.1概述
110kV智能变电站模块化建设施工图技术原则依据电力行业相关设计规定，总结了110kV变电站智能变电站模块化建设施工图设计经验，同时结合国网公司通用设计、通用设备、标准施工工艺及两型一化相关要求进行编制。
110kV智能变电站模块化建设施工图通用设计16个典型方案均遵循设计技术导则编制完成，当实际工程与典型方案有差异时应根据导则原则合理调整。
7.2电气部分
电气主接线根据初步设计所确定的接线形式开展施工图设计。
（1）110kV最终规模2线2变采用内桥接线或线变组接线；2线3变时采用扩大内桥接线；3线3变时采用线变组、扩大内桥或内桥+线变组接线；4回出线以上时采用单母线分段接线或环入环出接线。
（2）35kV出线6回及以上时采用单母分段接线。
（3）10kV接线含2台主变时宜采用单母线分段接线；3台主变出线回路数在36回以下时采用单母线三分段接线，36回及以上时采用单母线三分段、四分段接线；当每台主变带16回及以上出线时，每台主变采用双分支接线。
（4）主变中性点接地方式。
110kV主变经隔离开关接地，依据出线线路总长度及出线线路性质确定35、10kV系统采用不接地、经消弧线圈或小电阻接地方式。
变电站总平面布置应满足总体规划要求，并应遵循通用设计及“两型三新一化”变电站设计要求，使站内工艺布置合理，功能分区明确，交通便利，配电装置引线流畅，及其其他相关专业配合协调。
出线方向应适应各电压等级线路走廊要求，尽量减少线路交叉和迂回。
站内电缆沟、管布置在满足安全及使用要求下，应力求最短线路、最少转弯，可适当集中布置，减少交叉。
高压电缆与低压电缆分沟敷设。
低压电缆沟宽度应采用800mm×800mm规格，高压电缆沟宽度应采用1000mm×1000mm、1200mm×1000mm等规格。
站内户外电缆（埋管）在满足工艺要求下应减少埋深。
不设置电缆支沟，采用直埋或穿管方式敷设。
110kV配电装置主要考虑采用户外AIS配电装置、户外GIS配电装置、户内GIS配电装置等。
10kV及35kV配电装置均采用户内交流金属封闭开关柜。
主变压器分为户外、户内两种布置形式。
7.2.3.1户外配电装置
（1）总体要求
户外配电装置的布置，导体、电气设备、架构的选择，应满足在当地环境条件下正常运行、安装检修、短路和过电压时的安全要求，并满足规划容量要求。
户外高压配电装置各回路相序排列宜一致，按面对出线，从左到右，从上到下，从远到近的顺序，相序为A,B,C。
110kV户外敞开式配电装置采用断路器单列式布置和双列式布置两种形式。
（2）主母线设计
户外敞开式配电装置母线采用软母线。
软母线的设置应考虑在不同天气条件、运行工况下母线周围的电气距离校验。
（3）跨线设计（核实）
110kV各跨导线以上人状况为最大荷载条件。
跨线耐张绝缘子串仅限于根部可以三相同时上人，三相上人总重（人及工具）不超过1000N/相；跨线中部有引下线处仅可以单相上人，单相上人总重（人及工具）不超过1500N/相。
主变进线挡不考虑三相同时上人。
各跨导线在安装紧线时应采用上滑轮牵引方案，牵引线与地面的夹角不大于45°，并严格控制放线速度，以满足构架的荷载条件。
安装紧线时梁上上人荷载不应超过2000N。
主变架构的设计仅考虑110kV主变进线档导线的荷载，不考虑主变上节油箱的起吊重量，主变检修需起吊上节油箱时，必须采用吊车进行。
110kV配电装置母线弧垂按m设计，出线弧垂按m设计。
（4）出线构架设计
当屋外配电装置采用架空出线时，其出线构架应满足线路张力要求及进线档允许偏角要求。
如果出线零档线采用同塔双回路，则终端塔宜设在两出线间隔的垂直平分线上。
各级电压配电装置出线挂环常规控制水平张力为110kV导线5kN/相、地线3kN/根。
实际工程中出线梁要求受力受线路情况影响较大，应根据线路资料进行复核。
（5）专业配合要求
屋外配电装置设计过程中需要向土建专业提供以下资料：
1）平面布置资料：
其中包括构、支架的定位，道路围墙等的布置等。
2）设备支架资料：
需包含设备支架制作详图、设备荷重、埋管要求等。
3）构架资料：
构架资料需包括构架受力、导线挂线角度要求、爬梯设置要求等。
构架受力计算应按单相上人、三相上人、最大风速、最低温度、最高温度等不同工况下的计算结果分别给出。
爬梯设置需满足安全距离要求和检修需要，爬梯应设置护笼保障人员安全。
7.2.3.2户内GIS配电装置
（1）总体要求
与GIS配电装置连接并需单独检修的电气设备、母线和出线，均应配置接地开关。
一般情况下，出线回路的线路侧接地开关和母线接地开关应采用具有关合动稳定电流能力的快速接地开关。
GIS配电装置宜采用多点接地方式，当选用分相设备时，应设置外壳三相短接线，并在短接线上引出接地线通过接地母线接地。
GIS配电装置每间隔应分为若干个隔室，隔室的分隔应满足正常运行,检修和扩建的要求。
GIS配电装置室内不设行车，采用吊钩结合地锚方式配合调试、安装。
（2）布置原则
GIS配电装置布置的设计，应考虑其安装、检修、起吊、运行、巡视以及气体回收装置所需的空间和通道。
起吊设备容量应能满足起吊最大检修单元要求。
配电装置采用单列布置，避免双列布置，以满足室内GIS运输及安装的空间要求；
同一间隔GIS配电装置的布置应避免跨土建结构缝。
GIS配电装置室内应清洁、防尘，GIS配电装置室内地面宜采用耐磨、防滑、高硬度地面，并应满足GIS配电装置设备对基础不均匀沉降的要求。
对于全电缆进出线的GIS配电装置，应留有满足现场耐压试验电气距离的空间；
（3）专业配合要求
屋内GIS组合电器土建资料应包括GIS的基础埋件、各埋件点的荷重；屋内GIS最大吊装单元尺寸，设备运输通道设置要求，接地件位置及做法等。
7.2.3.310~35kV户内交流金属封闭开关柜
户内开关柜室内各种通道的最小宽度（净距），不宜小于表7.2.3-4所列数值:
表7.2.3-4配电装置室内各种通道的最小宽度（净距）mm
布置方式
通道分类
维护通道
操作通道
固定式
移开式
设备单列布置时
800
1500
单车长+1200
设备双列布置时
1000
2000
双车长+900
此外，当连续布置开关柜较长时，在不同母线段之间应设置维护通道。
7.2.3.4主变压器及站用变压器的布置
（1）户外油浸变压器
油量为2500kg及以上的屋外油浸变压器之间的最小间距应符合表7.2.3-5的规定。
表7.2.3-5屋外油浸变压器之间的最小间距m
电压等级
最小间距
66kV
6
110kV
8
（2）户内油浸变压器
布置在户内的油浸式变压器采用散热器与本体分离布置方式。
户内油浸变压器外廓与变压器室四壁的净距不应小于表7.2.3-6所列数值：
表7.2.3-6屋内油浸变压器外廓与变压器室四壁的最小净距mm
变压器容量
1000kVA及以下
1250kVA及以上
变压器与后壁侧壁之间
600
800
变压器与门之间
800
1000
（3）干式站用变压器
站用变宜与开关柜并柜布置，或布置于单独小室内，设置于室内的无外壳干式变压器，其外廓与四周墙壁的净距不应小于600mm。
干式变压器之间的距离不应小于1000mm,并应满足巡视维修的要求。
7.2.4设备安装
变电站电气设备的安装应根据标准工艺库的要求，设计工艺标准化与安装效果感观度相结合，结合工程总体实际安装情况，通过技术经济比较确定合适的设备安装工艺。
典型设备安装主要分为变压器安装、组合电器安装、AIS设备安装、电容器电抗器安装、母线安装、开关柜安装等。
7.2.4.1总体原则
1）设备安装时，应满足安装地点的自然环境条并克服不利的自然因素。
2）电气布置设计应考虑土建施工误差，确保电气安全距离的要求留有适当裕度。
3）充油电气设备的布置，应满足带电观察油位、油温时安全、方便的要求，并应便于抽取油样。
4）当主接地网采用铜制接地材料时，除主变中性点外其余电气设备通过一点与主接地网相连接；当主接地网采用钢制接地材料时，电气设备通过两点与主接地网相连接。
（落实哪些设备采用采用2点接地）
7.2.4.2变压器安装
（1）户内主变压器安装
户内油浸变压器应安装在单独的变压器间内，并应设置灭火设施，其外廓与变压器室四周墙壁的最小净距应满足表7.2.3-6要求。
（2）户外主变压器安装
户外单台电气设备的油量在1000kg以上时，应设置贮油或挡油设施。
贮油设施内应铺设卵石层。
防火间距不能满足最小净距要求时，应设置防火墙。
防火墙的高度应高于变压器油枕，其长度应大于变压器贮油池。
贮油和挡油设备应大于设备外廓每边各1000mm。
（3）主变压器各侧连接线的选择
主变压器高中压侧引线一般采用软导线连接；低压侧一般采用硬母线连接，与主变连接时应设置伸缩金具，金具的选择应与变压器套管的接线端子和硬母线相配合。
（4）接地
变压器铁心、夹件的接地引下线应与油箱绝缘，从装在油箱上的套管引出后一并在油箱下部与油箱连接接地，接地处应有明显的接地符号或“接地”字样。
主变中性点直接接地时，应采用两根接地引下线引至主地网的不同方向，接地引线与设备本体采用镀锌螺栓搭接。
（5）主变压器基础的固定方案
当主变基础采用条形基础时，土建基础梁的表面预埋钢板，变压器底座宜采用点焊方式固定在基础的预埋钢板上。
（6）走线槽的设置
主变本体上的端子箱、机构箱引出的电缆应采用不锈钢槽盒保护，槽盒大小应与箱底开孔尺寸一致，高度为箱底至基础，与端子箱、机构箱的连接采用螺栓。
当主变压器户外布置时，端子箱、机构箱引出的电缆采用热镀锌钢管保护，以方便穿越卵石层至电缆沟。
（7）站用变压器安装
1）油浸式站用变压器的油枕上的油位计朝向应便于观察；
2）站用变压器高、低压套管引出线采用硬母线连接时统一加装热缩套；
3）户外布置的变压器低压侧母线穿墙若采用环氧树脂绝缘板封堵则需在其上方设置雨篷，以防漏水并损坏绝缘；
7.2.4.3组合电器安装
GIS底座建议采用焊接固定在水平预埋钢板的基础上，也可采用地脚螺栓或化学锚栓方式固定。
对于GIS出线套管支架,其高度应能保证套管最低部位距离地面不小于2500mm。
在GIS配电装置间隔内，应设置一条贯穿所有GIS间隔的接地母线或环形接地母线。
将GIS配电装置的接地线引至接地母线，由接地母线再与接地网连接；接地点的接触面和接地连线的截面积应能安全地通过故障接地电流；接地引线与设备本体采用螺栓搭接。
智能控制柜的基础宜采用螺栓固定于基础槽钢上，不宜采用点焊。
箱柜底座与主接地网连接牢靠，可开启门应采用软铜绞线可靠接地。
7.2.4.4AIS设备的安装
（1）断路器安装
断路器设置移动式操作平台，不设置固定式操作平台；
（2）电流、电压互感器的安装
互感器本体与接地网两处可靠接地，电容式套管末屏、PT的N端、二次备用线圈一端可靠接地；采用高位布置时,安装在支架上,用螺栓与支架固定；每个支架应有两个接地点，接地点高度与其它设备接地点一致：
电磁式电压互感器安装在中性点非直接按地系统中，可在电压互感器上装设消谐器，亦可在开口三角端子上接入电阻。
（3）避雷器安装
采用高位布置时,安装在支架上,用螺栓与支架固定；每个支架应有一个接地点，接地点高度与其它设备接地点一致；避雷器两接线端子应对地绝缘，其绝缘水平应与电网额定电压的级别一致。
在线监测仪安装高度可按工程实际情况确定；压力释放口方向合理；
（4）隔离开关及接地开关的安装
隔离开关及接地开关的设备支架采用地脚螺栓固定，地脚螺栓一次浇注在土建基础上。
每个支架应分别设有上下两组接地件，下接地件应设置两个。
（5）穿墙套管安装
穿墙套管垂直安装时，法兰应向上，水平安装时，法兰应在外；
1500A及以上的穿墙套管直接固定在钢板上时，套管周围不应形成闭合回路；600A及以上母线穿墙套管端部的金属夹板（紧固件除外）应采用非磁性材料。
7.2.4.5电容器安装
（1）电容器外壳应与固定电位连接牢固可靠（螺栓压接）；
（2）网门应装设行程开关，并需装设电磁锁或机械编码锁。
对于活动式网门上的电缆应采用多股软铜线电缆。
（3）围栏内应铺设碎石（设备基础以外），围栏基础作出挡油坎，围栏应采用非金属合成材料；
（4）空芯串联电抗器之间及其与周围钢构件之间净距要等于或大于制造厂要求的数值。
钢构件不应构成闭合回路。
7.2.4.6母线安装
（1）软导线安装
在空气中含盐量较大的沿海地区或周围气体对铝有明显腐蚀的场所，宜选用防腐型铝绞线或铜绞线。
（2）硬导体安装
1）硬导体除满足工作电流、机械强度和电晕等要求外，导体形状还应满足：
电流分布均匀；机械强度高；散热良好；有利于提高电晕起始电压；安装检修简单，连接方便。
2）硬导体和电器连接处，应装设伸缩接头或采取防震措施。
7.2.4.7开关柜的安装
（1）在配电装置室内应预埋基础槽钢，基础槽钢与变电站地网可靠连接。
（2）开关柜的底部框架应放置在基础槽钢上，可用地脚螺钉将其与基础槽钢相连或用电焊与基础槽钢焊牢。
（3）接地母线须为扁铜排，所有需要接地的设备和回路须接于此排。
全站配置两台站用变压器，每台站用变压器容量按全站计算负荷选择；当全站只有一台主变压器时，其中一台站用变压器的电源宜从站外引接。
站用电低压系统应采用三相四线制，系统的中性点直接接地。
系统额定电压380／220V。
站用电低压母线采用单母线接线，两回380V进线配置失压自投装置。
站用电负荷由站用配电屏直配供电。
负荷计算采用换算系数法，站用变压器容量按下式计算：
S≥K1·P1＋P2＋P3
式中，S——站用变压器容量（kVA）；K1——站用动力负荷换算系数，一般取K1＝0.85；P1——站用动力负荷之和（kW）；P2——站用电热负荷之和（kW）；P3——站用照明负荷之和（kW）。
）
负荷类型与计算系统详见下表：
表7.2.5-1主要站用电负荷特性表
序号
名称
负荷类别
运行方式
计算系数
1
充电装置
Ⅱ
不经常、连续
0.85
2
浮充电装置
Ⅱ
经常、连续
0.85
4
变压器有载调压装置
Ⅱ
经常、断续
1
5
有载调压装置的带电滤油装置
Ⅱ
经常、连续
1
6
断路器、隔离开关操作电源
Ⅱ
经常、断续
1
7
断路器、隔离开关、端子箱加热
Ⅱ
经常、连续
1
8
通风机
Ⅲ
经常、连续
0.85
9
事故通风机
Ⅱ
不经常、连续
0.85
10
空调机、电热锅炉
Ⅲ
经常、连续
1
12
远动装置
Ⅰ
经常、连续
0.85
13
微机监控系统
Ⅰ
经常、连续
0.85
14
微机保护、检测装置电源
Ⅰ
经常、连续
0.85
15
空压机
Ⅱ
经常、短时
0.85
16
深井水泵或给水泵
Ⅱ
经常、短时
0.85
17
生活水泵
Ⅱ
经常、短时
0.85
18
雨水泵
Ⅱ
不经常、短时
0.85
19
消防水泵、变压器水喷雾装置
Ⅰ
不经常、短时
不记入负荷计算
20
配电装置检修电源
Ⅲ
不经常、短时
0.85
21
电气检修间（行车、电动门等）
Ⅲ
不经常、短时
0.85
油浸变压器应安装在单独的小间内，变压器的高、低压套管侧或者变压器靠维护门的一侧宜加设网状遮栏。
变压器油枕宜布置在维护入口侧。
检修电源的供电半径不宜大于50m。
主变压器附近电源箱的回路及容量宜满足滤注油的需要。
7.2.6.1站内防雷
变电站防雷计算应根据《GB/T50064-2014交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》设计规范要求执行。
变电站采用构架避雷针与独立避雷针联合构成全站配电装置和建筑物防直击雷保护。
独立避雷针（含悬挂独立避雷线的架构）的接地电阻在土壤电阻率不大于500Ω•m的地区不应大于10Ω。
独立避雷针（线）宜设独立的接地装置。
在非高土壤电阻率地区，其接地电阻不宜超过10Ω。
当有困难时，该接地装置可与主接地网连接，但避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点之间，沿接地体的长度不得小于15m。
独立避雷针不应设在人经常通行的地方，避雷针及其接地装置与道路或出入口等的距离不宜小于3m，否则应采取均压措施，或铺设砾石或沥青地面，也可铺设混凝土地面。
独立避雷针与配电装置带电部分、变电站电气设备接地部分、架构接地部分之间的空气中距离，应符合下式的要求：
Sa≥0.2Ri+0.1h；
式中Sa为空气中距离，Ri为避雷针的冲击接地电阻，h为避雷针校验点的高度。
独立避雷针的接地装置与发电厂或变电站接地网间的地中距离，应符合下式的要求：
Se≥0.3Ri；
Sa为地中距离。
Sa为地中距离。
避雷线与配电装置带电部分、发电厂和变电站电气设备接地部分以及架构接地部分间的空气中距离，应符合下列要求：
对一端绝缘另一端接地的避雷线：
Sa≥0.2Ri+0.1（h+△l）；
式中，h为避雷线支柱的高度，△l为避雷线上校验的雷击点与接地支柱的距离；
对两端接地的避雷线：
Sa≥β’[0.2Ri+0.1（h+△l）]；
式中β为避雷线分流系数，△l为避雷线上校验的雷击点与最近支柱间的距离。
避雷线的接地装置与发电厂或变电站接地网间的地中距离，应符合下列要求：
对一端绝缘另一端接地的避雷线，应按Se≥0.3Ri校验。
对两端接地的避雷线应按下式校验：
Se≥0.3β’Ri；
除上述要求外，对避雷针和避雷线，Sa不宜小于5m，Se不宜小于3m。
装有避雷针和避雷线的架构上的照明灯电源线，均必须采用直接埋入地下的带金属外皮的电缆或穿入金属管的导线。
电缆外皮或金属管埋地长度在10m以上，才允许与35kV及以下配电装置的接地网及低压配电装置相连接。
当采用全户内布置，所有电气设备均布置在户内，只需在建筑顶部设置的避雷带对全站进行防直击雷保护。
该避雷带的网络为8m～10m，每隔10~20m设引下线接地。
上述接地引下线应与主接地网连接，并在连接处加装集中接地装置。
其地下连接点至变压器及其他设备接地线与主接地网的地下连接点之间，沿接地体的长度不得小于15m。
上述接地引下线应与主接地网连接，并在连接处加装集中接地装置。
峡谷地区的发电厂和变电站宜用避雷线保护。
已在相邻高建筑物保护范围内的建筑物或设备，可不装设直击雷保护装置。
屋顶上的设备金属外壳、电缆金属外皮和建筑物金属构件均应接地。
7.2.6.2站内接地
有效接地和低电阻接地系统中发电厂、变电站电气装置保护接地的接地电阻一般情况下应符合R≤
，其中R为考虑到季节变化的最大接地电阻，I为计算用的流经接地装置的入地短路电流。
当接地装置的接地电阻不符合上述要求时，可通过技术比较增大接地电阻，但不得大于5Ω。
不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中发电厂、变电站电气装置保护接地的接地电阻应符合R≤
，但不应大于4Ω。
人工接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半。
接地网内应敷设水平均压带。
接地网的寺庙尝试不宜小于0.6m。
接地网均压带可采用等间距或不等间距布置，两根均压带之间间距不宜大于10m。
35kV及以上变电站接地网边缘经常有人出入的走道处，应铺设砾石、沥青路面或在地下装设两条与接地网相连的均压带。
变电站的接地装置应与线路的避雷线相连，且有便于分开的连接点。
变电站电气装置中下列部位应采用专门敷设的接地线接地。
a）110kV及以上钢筋混凝土构件支座上电气设备的金属外壳；
b）箱式变电站的金属箱体；
c）直接接地的变压器中性点；
d）变压器、高压并联电抗器中性点所接消弧线圈、接地电抗器、电阻器或变压器等的接地端子；
e）GIS的接地端子；
f）避雷器，避雷针、线等的接地端。
接地装置的电位可按Ug=IR计算，其中I为计算用短路电流，R为接地装置的接地电阻。
接地网外的地表面最大跨步电位差为：
Usmax=Ksmax×Ug；
其中Ksmax为最大跨步电位差系数。
最大接触电位差为：
Utmax=Ktmax×Ug；
其中Ktmax为最大接触电位差系数。
当人工接地网局部地带的接触电位差、跨步电位差超过规定值，可采取局部增设水平均压带或垂直接地极、铺设砾石地面或沥青地面的措施。
在有效接地系统及低电阻接地系统中，变电站电气装置中电气设备接地线的截面应按接地短路电流进行热稳定校验。
钢接地线的短时温度不应超过400℃，铜接地线不应超为450℃。
校验不接地、消弧线圈接地和高电阻接地系统中电气设备接地线的热稳定时，敷设在地上的接地线长时间温度不应大于150℃，敷设在地下的接地线长时间温度不应大于100℃。
根据热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地线的最小截面应符合下式要求
Sg≥
×
Sg接地线的最小截面，Ig流过接地线的短路电流稳定值，te短路的等效持续时间，Cg接地线材料的热稳定系数，根据材料的种类、性能及最高允许温度和短路前接地线的初始温度确定。
7.2.7.1 照明种类
变电站的照明种类可分为：
正常照明、应急照明。
应急照明包括备用照明和疏散照明。
户外配电装置考虑设置正常照明，不设应急照明。
场区道路照明根据实际需要设置。
主控通信楼、户内配电装置和其他房间除设置正常照明外，根据需要设置应急照明。
变电站装设应急照明的场所见下表。
变电站宜装设应急照明的工作场所可参照下表
工作场所
备用照明
疏散照明
主控制室
√
屋内配电装置
√
蓄电池室
√
主要通道、主要出入口
√
主要楼梯间
√
作为无人值班变电站应尽量简化备用照明配置。
7.2.7.2 计算项目及其深度要求
计算项目包括照度计算、照明配电计算、照明导体选择计算，根据照度计算结果布置灯具，统计计算回路工作电流，选择各回路开关、保护设备参数、规格，选择电缆、导线截面。
7.2.7.3照明标准值
按照《火力发电厂和变电站照明设计技术规定》（DLT5390-2014），屋内外的照明标准见下表。
屋外照明标准值
名称
参考平面及其高度
照度标准值lx
UGR
Ra
备注
屋外成套配电装置（GIS）
地面
10
—
—
屋外配电装置变压器瓦斯继电器、油位指示器、隔离开关断口部分、断路器的排气指示器
作业面
15
—
—
变压器和断路器的引出线、电缆头、避雷器、隔离开关和断路器的操作机构、断路器的操作箱
作业面
10
—
—
主干道
地面
5
—
—
次干道
地面
3
—
—
屋内照明标准值
房间名称
参考平面及其高度
照度标准值
lx
UGR
Ra
备注
主控室
0.75m水平面
300
19
80
继电器室
0.75m水平面
300
22
80
高、低压厂用配电装置室
地面
200
—
60
6kV~110kV屋内配电装置、电容器室
地面
100
—
60
变压器室
地面
100
—
60
蓄电池室
地面
10
升级会员 