某110kV變電站改造工程初步設計說明

1、1.總的部分1.1設計依據1.2.建設規(guī)模及設計范圍1.2.1建設規(guī)模1.2.2 本期設計范圍1.3站址概況本變電站為綜合改造項目，故無需征地及拆遷。 1.4主要設計原則1.4.1電氣主接線110kv*變裝設兩臺30mva主變a）110kv配電裝置110kv 為戶外布置，共 3 回出線，備用出線 1 回，接線方式為單母隔離開關分段帶旁母（旁路兼母聯）。b）35kv配電裝置35kv 共 6 回出線，備用出線 2 回，為戶內二層布置，斷路器布置于一層，母線及隔離開關布置于二層，接線方式為單母線分段。c）10kv配電裝置10kv 共11 回出線，備用出線6回，接線方式為單母分段，無電容器等無功補償配

2、置。1.4.2配電裝置布置型式110kv配電裝置采用戶外中型布置方式，布置在站區(qū)北側，向北架空出線；本次保持原有布置，不作改造。35kv配電裝置采用戶內二層布置，斷路器布置于一層，母線及隔離開關布置于二層。本次改造僅更換35kv電氣設備，保持原有布置方式。10kv配電裝置采用戶內高壓開關柜單層布置方式，二次室及輔助廠房與10kv配電室毗鄰,本次保持原有布置，不作改造。1.4.3站用電及直流系統110kv*變現裝設一套 dle-2000 型直流系統，自 2002 年使用至今。蓄電池容量已沒有冗余。1.4.4照明全站照明設施老化，且照度不滿足要求，本期對全站戶內外照明需進行重新設計。1.4.5過電

3、壓保護及防雷接地本變電站在35kv母線上均設置有氧化鋅避雷器，對35kv設備的接地引下線進行改造，對全站二次設備的接地進行改造。1.4.6微機監(jiān)控系統、系統保護及元件保護本次改造后變電站監(jiān)控系統設計應優(yōu)化簡化網絡結構，與站內監(jiān)控保護統一建模，統一組網，信息共享，通信規(guī)約統一采用dl/t860 通信標準，變電站內信息宜具有共享性和唯一性。計算機監(jiān)控系統按變電站無人值班的要求設計。1.4.7通信系統110kv*變電站隸屬地調調管，110kv*變電站電力調度電話、通信調度電話、生產管理電話。1.4.8調度自動化根據電網調度管理規(guī)定：統一調度、分層管理的原則，110kv*變電站屬地調調度，調度自動化等

4、信息需分別傳輸至地調、備調。1.5遵循的主要規(guī)程規(guī)范gb50229-2006火力發(fā)電廠與變電所設計防火規(guī)范dl/t621-1997交流電氣裝置的接地dl/t5056-2007變電所總布置設計技術規(guī)程dl/t5103-1999 35kv-110kv無人值班變電所設計規(guī)程gb50059-1992 35kv-110kv變電所設計規(guī)程dl/t5222-2005 導體和電器選擇設計技術規(guī)定gb50060-2008 3-110kv高壓配電裝置設計規(guī)范gb50052-2009 供配電系統設計規(guī)范gb50054-1995 低壓配電設計規(guī)范gb50116-1998火災自動報警系統設計規(guī)范gb/t14285-20

5、06 繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程dl/t5044-2004電力工程直流系統設計技術規(guī)程dl/t5027-1993電力設備典型消防規(guī)程dl/t5136-2001火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術規(guī)程dl/t5202-2004電能計量系統設計技術規(guī)程dl/t620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合dl/t5147-2001電力系統安全自動裝置設計技術規(guī)定1.6環(huán)境保護本工程為110kv綜合改造項目, 主要進行全站綜合自動化改造及35kv電氣設備進行更換，站區(qū)生活污水、噪音等均符合現運行國家標準城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準和工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準等規(guī)定。1.7主要經濟技術指標2.電力系統

6、2.1電力系統概述2.2建設規(guī)模110kv*變裝設兩臺有 2 臺10mva主變， 型 號 分 別 為 sfsl-10000/110 型 、ssz9-10000/110 型，三相三繞組變壓器。1）110kv配電裝置110kv 為戶外布置，共 3 回出線，備用出線 1 回，接線方式為單母隔離開關分段帶旁母（旁路兼母聯）。2）35kv配電裝置35kv 共 4 回出線，備用出線 2 回，為戶內二層布置，斷路器布置于一層，母線及隔離開關布置于二層，接線方式為單母線分段。3）10kv配電裝置10kv 共 5 回出線，備用出線 6 回，接線方式為單母分段，無電容器等無功補償配置。3.電氣部分3.1電氣主接線

7、110kv側采用單母隔離開關分段帶旁母（旁路兼母聯），出線3回，備用出線 1 回；35kv采用單母線分段接線，目前出線4回，備用出線2回； 10kv采用單母線分段接線，目前出線5回，備用出線6回。 3.2短路電流計算及主要設備選擇3.2.1短路電流計算短路電流計算及主要設備選擇均按遠期規(guī)模進行校驗。短路電流計算按2020年網架結構進行。主變按照250mva考慮。根據遠期系統阻抗進行短路電流計算，短路電流計算見附圖3-1,附圖3-2,附圖3-3，計算結果見表5。圖3-1 短路電流計算接線圖表5 短路電流計算結果表短路類型短路點編號短路點位置短路點平均電壓（kv）短路電流周期分量有效值(ka)短路

8、電流沖擊值(ka)短路全電流最大有效值(ka)三相短路d1110kv母線1155.6814.498.58d235kv母線378.2120.9412.40d310kv母線10.59.5224.2714.37由短路電流計算結果可以看出,相關站點母線短路電流水平不高。本次35kv設備開斷電流為25ka選型能夠滿足要求。3.2.2 污穢等級本變電站按iii級污穢設計，電氣設備的泄漏比距按2.5cm/kv（按系統最高工作電壓計算）。3.2.3主要設備選擇（1）變壓器 原有 2 臺變壓器保持原有，不作改造。（2）110kv 部分110kv 保持原有，不作改造。（3）35kv 部分根據短路計算結果進行各級電

9、壓的設備選擇及校驗，本次改造的35kv 設備按照開斷電流為 25ka 選型,設備選擇如下：35kv 真空斷路器： zw7-40.5 35kv 隔離開關(戶內母線側): gn2-35/1250a35kv 隔離開關(戶內線路側): gn2-35 id/1250a35kv 隔離開關(戶外): gw4-40.5 iidw/1250a35kv 避雷器：yh5wz-51/134w穿墻套管：cwwb-35/2000母線銅排：tmy-100x10(4)10kv 部分10kv 保持原有，不作改造。3.2.4 導體選擇各電壓等級的導體在滿足動、熱穩(wěn)定、電暈和機械強度等條件下進行選擇。35kv配電裝置引線按回路通過

10、的最大電流選擇導體截面，并按發(fā)熱條件校驗。3.4站用電及照明3.4.1站用電交流系統本站采用交直流一體化電源系統。3.4.2照明 由于全站照明線路設施老化且照度不滿足要求，本期對全站照明進行重新設計。事故照明采用直流電源，直流電源由直流屏供給。3.5 防雷接地根據交流電氣裝置的過電壓保護及絕緣配合（dl/t620-1997）采用氧化鋅避雷器作為限制雷電過電壓措施，并以此電壓作為絕緣配合的依據。3.6電纜設施本次綜合改造工程電纜溝道盡量維持原狀，在控制室新增電纜溝，為了防止電纜火災和縮小電纜火災的范圍，盡可能減少電纜火災造成的損失，對電纜防火、滅火采取如下措施：1) 在同一溝道中，動力電纜與控制

11、電纜分層布置。2) 電纜溝與電纜豎井連通處，在電纜溝中設防火墻隔斷。3) 從電纜溝到電氣設備的電纜穿入電纜保護管。4) 控制屏、保護屏、配電屏、專用屏、落地式端子箱底部均采用耐火材料封堵。5) 屏下、防火墻兩側電纜涂刷1.52米耐火漆或防火涂料。4.二次系統4.1 系統繼電保護及安全自動裝置4.1.1系統繼電保護配置方案本工程繼電保護配置原則如下：1）110kv 線路保護測控柜（a）光纖分相電流差動保護；（b）三段式相間距離保護；（c）三段式接地距離保護；（d）四段零序方向電流保護及三相一次重合閘；（e）三相斷路器操作回路；（f）雙回線相繼速動；（g）不對稱故障相繼速動；（h）無故障快速復歸；

12、（i）gps對時接口；（g）各種數據通信接口：rs232、rs422/485、以太網等數據通信光纖接口模件；（k）測控裝置。2）110kv 母差保護雙母線接線應配置一套母差保護，單母線分段接線可配置一套母差保護。3）110kv旁路保護測控裝置按110kv線路保護配置。4）110kv電壓并列裝置（計量與保護插件分開）5）主變壓器主保護、高中低后備保護、非電量保護及測控裝置。本期更換1#主變保護屏、2#主變保護屏及1#、2#主變保護測控柜，設置1#主變保護測控裝置、2#主變保護測控裝置各1面。6) 35kv線路保護本期更換原有35kv線路保護測控裝置6套，35kv分段及備自投保護裝置1套，按分段組

13、2面屏安裝， 7) 10kv線路保護本期更換原有10kv線路保護測控裝置9套，10kv分段及備自投保護裝置1套，集中組3面屏安裝。8) 本工程更換原有故障錄波柜，布置在中控室。4.1.2安全自動裝置配置方案電力系統的安全運行，除與一次系統的網架結構，繼電保護的快速，正確動作有關外，還應裝設安全自動裝置，以防止系統穩(wěn)定破壞或事故擴大，造成大面積停電或對重要用戶的供電長時間中斷。設置低頻低壓裝置一套。4.1.3 設備匯總繼電保護及安全自動裝置設備材料詳見“主要設備材料清冊”4.2 遠動系統4.2.1遠動系統方案1）遠動與變電站計算機監(jiān)控系統統一考慮。保證遠動信息的實時性要求，變電站監(jiān)控自動化系統選

14、型時，應考慮遠動信息流的合理性和遠動信息上傳調度的出口時間應滿足遠動要求，必須保證遠動信息直采直收。遠動數據不應經過站控主機處理，在局域網上設置專門的遠動工作站負責匯總調度所需的遠動信息。2) 本變電站接入地調主站時，地調主站除相應增加硬件接口設備外還應考慮建立相應調度有關數據庫、畫面及系統網絡拓撲和應用軟件的修改。3）遠動信息的傳輸和通道要求a）*變遠動信息遠傳本期建設為數據網絡和常規(guī)遠動傳輸相結合的方式。變電站至地調和備用調度的遠動通道按主備通道考慮，遠動信息以數據網絡傳輸方式為主通道，以專線通道為備用通道。b）在利用數據網絡作為傳輸方式時，應用層規(guī)約可采用 iec60870-5-104

15、規(guī)約。傳輸速率為 64k-2mbit/s；采用遠動專用通道作為傳輸方式時，采用 dnp3.0、iec60870-5-101。傳輸速率為 1200bit/s。在信噪比為 17db 時，通道的誤碼率應不大于 10-5。4.2.2遠動信息內容*變按照無人值班建設，為保證變電站遠動信息采集完整性，地調所需遠動信息內容配置按 dl/t510335110kv 無人值班變電所設計規(guī)程執(zhí)行，其具體內容如下：(1)遙測量a.主變壓器各側有功功率、無功功率、電流和有功電能量。b.110kv線路有功功率、無功功率、線路電流、有功電能量。c.110kv母線電壓。d.35kv及格10kv各段母線電壓；分段斷路器三相電流

16、。e.35kv及10kv出線電流、電度量。f.無功補償電容器的無功功率、電流。g.主變油溫。(2) 遙 信a全站事故總信號。b所有斷路器位置信號。c線路主保護，后備保護及重合閘動作信號。d母線保護動作信號。e刀閘位置信號。f主變中性點刀閘位置信號。g主變壓器保護綜合總信號。h總變壓器抽頭位置信號。i壓力信號。j監(jiān)視信號。k接地信號。（3）遙調 主變壓器抽頭位置調節(jié)。（4）遙控 a.斷路器的投切。 b.電動刀閘的投切。 c.電容器的投切。 d.信號復歸。4.2.3電能量計量計費系統測量及電度表按電測量儀表裝置設計技術規(guī)程sdj9-87、智能電能表和電能計量裝置管理規(guī)程dl/t448-2000進行

17、配置。4.2.3.1 計量點設計原則根據本工程實際情況，*變關口點設置在 110kv線線路側（主副表）、主變高壓側，10kv 加壓站 i、ii 線為用戶結算計量點，其他計量點為考核點。本期隨改造工程更新所有計量表計。4.2.3.2 電能表配置及功能根據 dl/t448-2000電能量計量裝置技術管理規(guī)程的要求，關口電能表選用0.2s級智能電度表，其他表計為 0.5s級智能電度表,計量互感器的準確度等級電流互感器為 0.2s，電壓互感器為 0.2，pt 二次回路電纜壓降應小于其額定二次電壓的 0.2%；ct、pt 要求專用線圈。表計功能及規(guī)約參照 dl/t614-2007多功能電度表和dl/t6

18、45-2007多功能電能表通信協議的要求。4.2.3.3 電能量數據傳輸本期建設*變電能量數據傳輸通道。電能量信息從電能表輸出后經過電能量數據采集裝置接入電力數據網絡設備，以數據網通道作為主通道，以專線通道作為備用通道，與地調電能量計量系統主站直接通信，將傳送電能量數據至調度主站，應用層通信規(guī)約采用 iec60870-5-102 規(guī)約。4.2.4 調度數據通信網絡接入設備根據國家電監(jiān)會電力二次系統安全防護規(guī)定及行業(yè)主管部門安全防護的有關要求，為了使遠動實時信息和電能量數據能通過數據網絡傳輸數據，需在*變內配置一套數據網接入設備。按照n*2m組網，單獨組屏。4.2.5二次系統安全防護為了使遠動實

19、時信息和電能量數據能通過數據網絡傳輸數據，根據國家電網二次系統典型設計相關要求，在*變加裝縱向加密認證裝置兩套。4.2.6相關調度端系統*變接受地調調度，遠動信息應直送地調。具體信息量及通道組織見前述。本期擴容需對地調數據庫設備進行調整，記列接入調度軟硬件配合費用。4.2.7設備匯總表調度自動化部分設備詳見“主要設備材料清冊”4.3系統及站內通信光纖通信電路 原光纖通信電路維持現狀不變。設備配置*變通信設備目前均安放在通信機房內，現在配置sdh-622mbit/s光端機2臺，智能pcm終端1臺，載波機3臺，綜合配線柜1臺。本期工程需要將原通信機房內設備全部搬遷至主控室，同時考慮*變后期規(guī)劃建設

20、光纜較多，新上一臺odf-144芯光纖配線柜。因設備搬遷高頻電纜和站內導引光纜需重新敷設。通信電源*變通信電源由站用直流統一考慮，不再配置通信專用電源。通信機房及輔助建筑設施*變通信設備均布置在主控室內，本期工程設備占 8 個屏位。4.4綜合自動化系統4.4.1 監(jiān)控系統改造本期110kv*變電站按照無人值班變電站進行改造，更換整站綜自系統及部分保護設備，將原有直流系統更換為交直流一體化電源系統,新上自動化系統的設備配置和功能要求本期按無人值班模式設計。4.4.1.1主要設計原則變電站監(jiān)控系統設計應優(yōu)化簡化網絡結構，與站內監(jiān)控保護統一建模，統一組網，信息共享，通信規(guī)約統一采用dl/t860 通

21、信標準，變電站內信息宜具有共享性和唯一性，保護故障信息、遠動信息不重復采集。4.4.1.2監(jiān)控范圍計算機監(jiān)控系統的監(jiān)控范圍如下：1) 全站的斷路器、隔離開關及電動操作的接地開關；2) 主變壓器的溫度采集、分接頭調節(jié)及無功補償裝置自動投切(vqc)；3) 交直流一體化電源系統的重要進線和饋線斷路器；4) 火災報警系統；5) 圖像監(jiān)視系統。4.4.1.3系統功能監(jiān)控系統實現對變電站可靠、合理、完善的監(jiān)視、測量、控制、斷路器合閘同期等功能，并具備遙測、遙信、遙調、遙控全部的遠動功能和時鐘同步功能，具有與調度通信中心交換信息的能力。1) 五防閉鎖操作員站應具有完備的微機五防功能，并實現遠方閉鎖功能。2

22、) 遠動功能（1) 計算機監(jiān)控系統數據采集及通訊裝置滿足電網調度實時性、安全性和可靠性要求。（2) 遠動主站具有向遠方控制端進行數據通訊，傳送遙測、遙信信息及接收調度命令的能力。（3) 遠動主站直接獲取遠方控制端所需的數據，按遠方控制端的要求建立相關的遠傳數據庫。并且應有遠方維護接口，具備遠方診斷等功能。（4) 可根據遠方控制端需要對遠傳數據進行選點和修改。4.4.1.4設備配置監(jiān)控設備主要包括監(jiān)控后臺主站、遠動主站、公用接口裝置、雙時鐘源gps對時裝置和網絡系統。數據庫建庫以及主接線圖等按變電站遠景規(guī)模設置，便于以后擴建工程的實施。4.4.1.5 與其他設備接口變電站一體化電源系統、圖像監(jiān)視

23、系統、火災報警系統等采用dl/t 860標準與變電站監(jiān)控系統通信。4.4.2 輔助系統改造4.4.2.1 圖像監(jiān)視系統全站防盜監(jiān)視系統采用屋內屋外相結合的方式，同時照顧設備運行監(jiān)視和防盜監(jiān)視的功能。屋外配電裝置的監(jiān)視探頭安裝在屋頂或設備區(qū)架構上，屋內配電裝置的監(jiān)視探頭安裝在屋內的頂棚上，該系統通過rj45接口接入信息網。表10 圖像監(jiān)視系統材料表安裝區(qū)域攝像機類型數量備注圖像監(jiān)視系統1套主控室彩色一體化攝像機+云臺（室內）3室內壁裝10kv高壓室彩色一體化攝像機+云臺（室內）4吊裝110kv設備區(qū)彩色一體化球型機（室外）4立桿安裝35kv設備區(qū)彩色一體化球型機（室外）2立桿安裝合計134.4.

24、2.2 火災自動報警系統本期新增火災自動報警系統一套。全站的消防報警系統采用火災報警裝置及配套的離子感煙、感溫探頭，布置在屋內的所有房間，該系統通過硬接點接入微機監(jiān)控系統。表11火災自動報警系統材料表安裝區(qū)域探頭類型數量備注火災自動報警系統1套主控室煙感探測器2個吸頂10kv高壓室煙感探測器4個吸頂35kv高壓室煙感探測器10個吸頂合計16個4.5直流及交流不停電電源系統4.5.1交直流一體化系統全站采用交直流一體化系統，將交流電源系統、直流電源系統、ups逆變電源系統、通信電源系統統一設計、系統整合，形成站內唯一的交直流電源系統，滿足站內各種交直流負荷用電的需求。交直流一體化系統在功能上由各

25、種模塊組成，包括：一體化監(jiān)控模塊、直流監(jiān)控模塊、充電模塊、直流母線絕緣監(jiān)測模塊、帶絕緣監(jiān)測的tsm智能直流饋線模塊、電池監(jiān)測模塊、dc/dc通信電源模塊、智能交流進線、tsm智能交流饋線模塊、逆變電源模塊。對設備進行在線監(jiān)測，通過一體化監(jiān)控模塊將站用電源所有開關智能模塊化，集中功能分散化，實現模塊外無二次接線，無跨屏二次電纜，建立數字化電源硬件平臺。一體化監(jiān)控模塊通過以太網接口，iec61850規(guī)約與站控層網絡連接，使站用電系統成為開放式系統，實現與監(jiān)控后臺通信?？蓪崿F對交直流控制電源全參數透明化管理、可以建立專家智能管理系統，避免人為誤操作，進一步提高電源系統運行可靠性。4.5.1.1 蓄電

26、池型式選擇推薦采用閥控式密封鉛酸蓄電池，全站集中設置1組220v密封閥控鉛酸蓄電池，共104只，布置在中控室內。4.5.1.2 蓄電池容量選擇采用閥控式密封鉛酸蓄電池，蓄電池放電末期終止電壓按1.87v考慮，浮充電壓為2.25v，均充電壓為2.35v，事故放電時間按2小時考慮，蓄電池容量按變電站最終規(guī)模計算。蓄電池容量選擇按電力工程直流系統設計技術規(guī)定(dl/t 50442004)推薦的階梯負荷計算法計算。4.5.1.3 充電設備及直流饋線屏選擇直流電源采用智能高頻開關操作電源，提供高質量、高效率、高智能的直流電源，延長蓄電池的使用壽命，智能化監(jiān)控模塊通過以太網口，采用iec 61850 規(guī)約

27、與變電站計算機監(jiān)控系統通信，蓄電池設蓄電池在線檢測裝置1套，可實時檢測每節(jié)蓄電池的電壓、電流、溫度及容量等參數。充電屏、直流屏和主饋線屏都布置在中控室，直流屏主母線采用絕緣銅母線。饋線屏內各饋線開關均選用小型自動空氣斷路器，并帶報警接點和輔助接點，以滿足運行監(jiān)視要求。直流主饋線屏內設置1臺微機絕緣監(jiān)測主機，監(jiān)視直流母線的電壓以及自動檢測各饋線支路對地絕緣電阻，如發(fā)生接地故障，裝置及時告警。4.5.2 ups電源全站一套3kva ups電源， ups電源容量按全站負荷配置，為站內自動化系統、時鐘同步系統、數據網接入設備、路由器、消防報警系統等裝置提供不間斷的高質量交流電源。ups電源使用的直流電

28、源取自全站公用的220v蓄電池組，不再單獨裝設蓄電池。4.6其它二次系統4.6.1 全站時鐘同步系統全站設置一套時鐘同步系統，時鐘同步精度和授時精度滿足站內所有設備的對時精度要求。設備采用b碼或網絡方式對時。主時鐘源及擴展屏(柜)集中布置在中控室內。4.7二次設備的接地、防雷、抗干擾4.7.1接地1）控制電纜的屏蔽層兩端可靠接地。2）所用敏感電子裝置的工作接地應不與安全地或保護地混接。3）在中控室內、二次電纜溝道、室外端子箱敷設截面不小于100mm的專用接地銅纜構成二次等電位接地網。室內等電位接地網用4根截面為50mm的銅纜與變電站的主接地網可靠接地。4）電壓互感器的二次回路應一點接地，為保證接地可靠，電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的開關或熔斷器等。4.7.2防雷在各種裝置的交、直流電源輸入處設電源防雷器。4.7.3抗干擾1）微機型繼