南梨園110kV變電站工程設(shè)計(jì)與創(chuàng)優(yōu)介紹.doc

南梨園110kV變電站工程設(shè)計(jì)及創(chuàng)優(yōu)簡(jiǎn)介郭鋒1站址概況及建設(shè)必要性南梨園110kV變電站擬建于北京市房山區(qū)閻村鎮(zhèn)，現(xiàn)狀為規(guī)劃市政設(shè)施用地。站區(qū)南北長(zhǎng)49m，東西長(zhǎng)90m，含站外道路總用地面積4684m2，其中包括圍墻四周1米保護(hù)用地范圍。南梨園110kV變電站于2008年11月開工建設(shè)，2009年6月建成投產(chǎn)，擔(dān)負(fù)閻村鎮(zhèn)中心重要負(fù)荷供電。閻村鎮(zhèn)處于房山東部城鎮(zhèn)群的中心，處于房山區(qū)總體規(guī)劃中的“兩城”、“兩廊”的重要部位，是連接良鄉(xiāng)、燕房衛(wèi)星城的橋梁，是北京通向西南部的交通樞紐，是全區(qū)規(guī)劃良、房路珠鏈?zhǔn)匠鞘袔Р季值闹匾M成部分，在房山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有重要的戰(zhàn)略地位。良鄉(xiāng)與紫草塢變電站距離項(xiàng)目供電距離約6公里，供電質(zhì)量相對(duì)較低。同時(shí)由于采用10kV電壓等級(jí)供電，供電線路輸送容量有限，很難滿足閻村鎮(zhèn)中心鎮(zhèn)區(qū)負(fù)荷的快速增長(zhǎng)。在閻村鎮(zhèn)內(nèi)建設(shè)110kV變電站十分必要。2. 變電站概況2.1建設(shè)規(guī)模2.1.1 終期規(guī)模安裝110/36.6/10.5kV 50MVA油浸式有載調(diào)壓自冷變壓器2臺(tái)（1、3變），110/10.5kV 50MVA油浸式有載調(diào)壓自冷變壓器1臺(tái)（2變）；110kV進(jìn)線3回，擴(kuò)大內(nèi)橋接線；35kV出線6回，單母線分段接線；10kV出線34回，單母線四分段接線；10kV電力電容器6組，3000kvar和6000kvar各3組，均串12電抗器。2.1.2 本期規(guī)模安裝110/36.6/10.5kV 50MVA油浸式有載調(diào)壓自冷變壓器2臺(tái)（1、3變）；110kV進(jìn)線2回，內(nèi)橋接線；35kV無出線；10kV出線20回，單母線接線；10kV電力電容器4組，3000kvar和6000kvar各2組，均串12電抗器。2.2 接入電源 一期110kV電源自榆管營(yíng)福莊110kV雙回架空線路T接；終期電源暫考慮由閻村北焦莊110kV雙回架空線路T接，第三電源T接自榆管營(yíng)福莊110kV架空線路，經(jīng)電纜線路引入本站。 2.3設(shè)備選型2.3.1主變壓器選用分體式低損耗有載調(diào)壓油浸自冷變壓器，為保定保菱變壓器有限公司產(chǎn)品。主變?nèi)萘繛?0MVA，電壓變比為1108x1.25/36.6/10.5kV，阻抗為U1210.5，U1317.5，U236.5；接線組別為YN,yn0,d11。2.3.2 主變中性點(diǎn)設(shè)備2套，放電間隙距離105110mm，中性點(diǎn)接地開關(guān)選用新東北電氣（沈陽）高壓開關(guān)有限公司產(chǎn)品，接地開關(guān)型號(hào)為GW13-63W，額定電流為630A。主變35kV側(cè)及35kV中性點(diǎn)均安裝北京電力設(shè)備總廠電器廠生產(chǎn)的35kV避雷器保護(hù)，避雷器型號(hào)為HY5WZ-51/122。2.3.3 110kV配電裝置采用SF6氣體絕緣全封閉組合電器（GIS），為山東魯能恩翼帕瓦電機(jī)有限公司產(chǎn)品。組合電氣采用內(nèi)橋接線，共3個(gè)斷路器間隔，2個(gè)主變刀閘間隔，2個(gè)PT間隔，1個(gè)分段刀閘間隔。母線額定電流為1250A，斷路器額定電流為1250A，隔離開關(guān)額定電流為1250A，額定短路耐受電流為31.5kA。線路側(cè)避雷器布置在戶外，隔離開關(guān)選用新東北電氣（沈陽）高壓開關(guān)有限公司生產(chǎn)的GW5-110DW型，額定電流為1250A；避雷器選用北京電力設(shè)備總廠電器廠生產(chǎn)的HY10WZ-100/248型產(chǎn)品。2.3.4 10k配電裝置采用北京潞電電氣有限公司生產(chǎn)的金屬鎧裝全封閉中置式手車開關(guān)柜，內(nèi)裝VD4-12型真空開關(guān)。主進(jìn)及母聯(lián)柜開關(guān)額定電流為3150A，額定短路開斷電流為31.5kA；饋電柜開關(guān)額定電流為1250A，額定短路開斷電流為25kA。10kV接地變和消弧線圈選用廣州智光電氣股份有限公司生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)諧接地補(bǔ)償成套裝置。其中接地變兼站用變型號(hào)為DKSC-800/10.5-200/0.4kV，消弧線圈型號(hào)為XHDCZ-600/10.5，調(diào)流范圍20100A。本站一期10kV側(cè)安裝3006kvar和6012kvar并聯(lián)補(bǔ)償電容器各2組，均串12%電抗器。10kV電容器組采用成套裝置，選用西安西電電力電容器有限公司產(chǎn)品，每套裝置均由BAM12/3-334-1W的單臺(tái)電容器組裝，其中2、6電容器組容量為3006kvar，串12電抗器，采用順特電氣有限公司生產(chǎn)的CKSC-360/10-12型干式鐵芯串聯(lián)電抗器，放電線圈型號(hào)為FDR3-12/3-4.0-1W；1、5電容器組容量為6012kvar，串12電抗器，采用順特電氣有限公司生產(chǎn)的CKSC-720/10-12型干式鐵芯串聯(lián)電抗器，放電線圈型號(hào)為FDR3-12/3-4.0-1W。2.4 電氣布置南梨園110kV變電站擬建于北京市房山區(qū)閻村鎮(zhèn)，為地區(qū)負(fù)荷變電站，參考國網(wǎng)典設(shè)北京電力公司實(shí)施方案B-1-3模式調(diào)整，本站除主變壓器散熱器和110kV架空進(jìn)線終端設(shè)備外，其余均布置在主廠房中。主廠房地上局部二層，地下一層。 地下一層為電纜夾層，夾層高3.0m，在北墻設(shè)有2處電纜隧道出口，供10kV電纜引出，南墻設(shè)1處電纜隧道出口，用于終期35kV電纜引出。110kV GIS產(chǎn)房夾層南、北墻各設(shè)1處電纜隧道出口，用于終期110kV電纜引入。 地上一層設(shè)有GIS室、主變壓器室、10kV開關(guān)室、10kV電容器室、35kV消弧線圈室和10kV消弧線圈室。其中110kV GIS是和主變壓器室為單層獨(dú)立結(jié)構(gòu)，與主廠房貼建。 地上二層設(shè)有通訊室、主控室、35kV開關(guān)室和值班附屬房間。 站區(qū)東側(cè)靠北位置設(shè)警衛(wèi)附房，靠南位置設(shè)水池和水泵房，事故油池設(shè)在站區(qū)西側(cè)偏北位置。2.5 主要設(shè)備運(yùn)輸在主變間、GIS廠房外墻預(yù)留設(shè)備運(yùn)輸孔洞，待設(shè)備運(yùn)入就位后再行封堵，其余所有設(shè)備間均設(shè)有設(shè)備運(yùn)輸門，供設(shè)備運(yùn)輸安裝使用。在二層設(shè)備間的南墻外設(shè)有吊裝平臺(tái)，35kV開關(guān)柜、二次和通信屏可通過此平臺(tái)運(yùn)進(jìn)屋內(nèi)。2.6 道路 站內(nèi)北側(cè)靠東位置設(shè)大門1處。進(jìn)站道路與站外公路連接，轉(zhuǎn)彎半徑不小于11m；站內(nèi)環(huán)形運(yùn)輸?shù)缆穼挾葹?米，轉(zhuǎn)彎半徑9m。2.7 過電壓和防雷保護(hù) 本站為郊區(qū)戶內(nèi)變電站，主配電裝置樓、水泵房和警衛(wèi)室設(shè)置建筑避雷線做為防直擊雷設(shè)施，110kV線路架空避雷線引至終端架構(gòu)，利用架空避雷線可以保護(hù)線路側(cè)隔離開關(guān)、避雷器和GIS戶外終端部分，滿足防雷要求。 在主變壓器10kV側(cè)引線上、35kV出口和10kV電壓母線上均設(shè)有避雷器以防止雷電侵入波引起的感應(yīng)過電壓。本期在110kV側(cè)架空進(jìn)線與GIS空氣套管連接處設(shè)避雷器以防止雷電侵入波引起的過電壓，終期第三電源按照電纜進(jìn)線考慮，電源側(cè)設(shè)置防雷電侵入波過電壓保護(hù)裝置。2.8 接地裝置本站站區(qū)內(nèi)采用由水平接地體和垂直接地體構(gòu)成的復(fù)合接地網(wǎng)，接地網(wǎng)以水平接地體（銅帶）為主，加部分垂直地極（鍍銅鋼釬）組成的復(fù)合環(huán)形封閉式地線網(wǎng)。建筑物內(nèi)部接地體選用熱鍍鋅鋼材。2.9 站用電系統(tǒng)380V站用電系統(tǒng)由兩臺(tái)DKSC-800/200 、ZN,yn11型變壓器供給，采用單母線分段接線型式。正常情況下，兩臺(tái)站用變分列運(yùn)行，當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)，手動(dòng)操作雙投刀閘，將負(fù)荷倒入另一臺(tái)站用變。2.10 土建工程主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值1總用地面積m24617 其中：建筑物占地面積m21453道路及廣場(chǎng)面積m223512總建筑面積m23367其中：地上二層m21847地下一層m213703建筑高度m地上11.54容積率0.746建筑密度337總投資萬元45393主要設(shè)計(jì)優(yōu)化創(chuàng)新3.1 減少變電站占地面積本工程嚴(yán)格執(zhí)行國網(wǎng)公司“兩型一化”條款要求，簡(jiǎn)約設(shè)計(jì)。站區(qū)布置參考國網(wǎng)公司典型設(shè)計(jì)方案北京電力公司實(shí)施方案中B-1-3戶內(nèi)110千伏負(fù)荷變電站設(shè)計(jì)思路，同時(shí)根據(jù)規(guī)劃意見書要求（退規(guī)劃紅線5米），優(yōu)化主廠房?jī)?nèi)部設(shè)備布置。與典設(shè)相比，調(diào)整后的主廠房建筑面積減少290平方米。優(yōu)化站區(qū)平面布置，在增加水泵房及消防水池后，整個(gè)站區(qū)占地面積是相同規(guī)模全戶外110千伏典設(shè)變電站（A-1）占地面積的84.34%，節(jié)省占地面積819平方米，比典設(shè)（B1-3）節(jié)省占地270平方米。首層電氣平面優(yōu)化思路：將1和2 10kV消弧線圈移入10kV開關(guān)室內(nèi)，同時(shí)將10kV電容器組整體左移；35kV消弧線圈和2主變所帶的10kV消弧線圈布置于同一房間內(nèi)，緊貼電容器布置；考慮到上樓需求，將右側(cè)樓梯旋轉(zhuǎn)方向布置于10kV開關(guān)室右下角。優(yōu)化前優(yōu)化后二層電氣平面優(yōu)化思路： 將左側(cè)生產(chǎn)附房進(jìn)行整合，去除多余房間，將主控室左移，35kV開關(guān)室同樣左移；參照首層布置調(diào)整右側(cè)樓梯間布置。 優(yōu)化前優(yōu)化后電氣總平面優(yōu)化思路： 警衛(wèi)室調(diào)至進(jìn)站大門附近，方便觀察大門情況；增加消防泵房和消防水池，與警衛(wèi)室排成一列，便于設(shè)施維護(hù)。優(yōu)化前優(yōu)化后3.2 節(jié)能設(shè)計(jì)北京地區(qū)氣候分區(qū)屬于寒冷地區(qū)，但夏季炎熱，建筑物平面布置宜采用規(guī)整形態(tài)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用250mm厚加氣混凝土砌塊，外門窗采用雙層中空玻璃保溫、隔熱結(jié)構(gòu)，屋面為保溫隔熱屋面，可以有效減少建筑物能耗。變電站的變壓器、電抗器、電容器、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備均布置在戶內(nèi)，可以充分利用廠房墻體的隔音和吸音功能，減少設(shè)備運(yùn)行噪聲的對(duì)外傳遞。為減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，降低通風(fēng)系統(tǒng)噪音，本站風(fēng)機(jī)均采用低噪聲風(fēng)機(jī)，進(jìn)出風(fēng)口安裝消聲百葉，以滿足環(huán)保要求。變電站的主變壓器、電容器、電抗器、站用變壓器、照明燈具等均采用低損耗節(jié)能設(shè)備和產(chǎn)品。 南梨園110kV變電站建成后主要為閻村鎮(zhèn)供電，站址選擇靠近負(fù)荷中心，優(yōu)化地區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)，大大減少的輸電線路的電能損耗。3.3 環(huán)保設(shè)計(jì)南梨園110kV變電站的變壓器、電抗器、電容器、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備均布置在戶內(nèi)，可以充分利用廠房墻體的隔音和吸音功能，減少設(shè)備運(yùn)行噪聲的對(duì)外傳遞，對(duì)降低變電站廠界噪聲起到良好作用。為減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，降低通風(fēng)系統(tǒng)噪音，本站風(fēng)機(jī)均采用低噪聲風(fēng)機(jī)箱，進(jìn)出風(fēng)口安裝消聲百葉，以滿足環(huán)保要求。通過一系列降低噪聲措施，保證變電站廠界噪聲水平控制在國家環(huán)保一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)允許的45dB 范圍內(nèi)。3.4 設(shè)計(jì)創(chuàng)新本站優(yōu)先采用了較為先進(jìn)的小型10kV開關(guān)柜，在保證不增加用地前提下，很好的解決了規(guī)劃部門要求建筑物退紅線5米的要求，優(yōu)化了主廠房布置，達(dá)到了預(yù)期目的。另外，主變10kV出口母線采用封閉母線型式，大大降低了相間短路、人員觸電等安全事故概率。4. 全壽命周期管理理念本工程在設(shè)計(jì)階段貫徹全壽命周期管理理念，以全壽命周期成本管理思想為指導(dǎo)，綜合考慮工程的經(jīng)濟(jì)性、安全性及可靠性、可維護(hù)性、可施工性、節(jié)約環(huán)保性、防災(zāi)和突發(fā)事件處理性等主要指標(biāo)。在工程經(jīng)濟(jì)性方面，設(shè)計(jì)除考慮建設(shè)成本等一次性投資外，還考慮遠(yuǎn)期改擴(kuò)建的方便利用，以及變電站后期運(yùn)行、維護(hù)成本。設(shè)備選型結(jié)合工程所在地區(qū)地理位置特點(diǎn)、城市規(guī)劃、電力系統(tǒng)需求合理選取；站區(qū)布置結(jié)合區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、用電負(fù)荷需求確定，且需避免大量占地及拆遷；站址選擇及規(guī)模結(jié)合系統(tǒng)規(guī)劃、負(fù)荷預(yù)測(cè)及地理位置特點(diǎn)，避免盲目建設(shè)、重復(fù)建設(shè)，達(dá)到充分利用、合理利用的目標(biāo)。在工程安全性及可靠性方面，主廠房結(jié)構(gòu)型式和施工工藝要結(jié)合站區(qū)的地勘報(bào)告合理選取，降低施工危險(xiǎn)；電氣設(shè)備選型要在結(jié)合環(huán)境特點(diǎn)、滿足系統(tǒng)需求的同時(shí)，盡量選取運(yùn)行業(yè)績(jī)豐富、安全可靠的產(chǎn)品。在工程的可維護(hù)性方面，廠房?jī)?nèi)設(shè)備布置應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔、流暢，減少事故發(fā)生概率，各種設(shè)備的安裝應(yīng)充分考慮人的因素，方便人員巡視、維修、更換；增加必要的監(jiān)測(cè)設(shè)備及附屬設(shè)施，更好對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。在工程的環(huán)保方面，設(shè)備類型和廠房外裝和周圍環(huán)境相適合，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響；施工工藝盡量減少工程對(duì)土層結(jié)構(gòu)的污染及破壞；設(shè)備選型應(yīng)避免環(huán)境污染，其安裝方式利于回收再