大廟鎮(zhèn)600KW光伏電站10kV升壓站接入發(fā)案

1、大廟鎮(zhèn)600KW光伏電站10kV升壓站接入發(fā)案6.1編制依據396.2電氣一次設計396.2.1光伏并網電站接入電力系統(tǒng)的方式396.2.2 電氣主接線406.2.3主要電氣設備選擇416.2.5過電壓保護及接地476.2.7電纜敷設與防火496.2.8電氣設備布置496.2.9主要電氣設備表506.3電氣二次設計546.3.1電站的綜合自動化系統(tǒng)546.3.2計算機監(jiān)控系統(tǒng)546.3.3系統(tǒng)繼電保護576.3.4調度自動化586.3.5直流及UPS電源系統(tǒng)606.3.6視頻安防系統(tǒng)606.3.7火災自動報警系統(tǒng)606.3.8環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)616.3.9電氣二次設備布置616.3.10電氣二次設

2、備616.1編制依據項目設計遵循以下標準、規(guī)范：高壓/低壓預裝箱式變電站選用導則（DL/T 537-2002）導體和電器選擇設計技術規(guī)定（DL/T 5222-2005）電能量計量系統(tǒng)設計技術規(guī)程（DL/T 5202-2004）電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程（DL/T 5137-2001）電力系統(tǒng)調度自動化設計技術規(guī)程（DL5003-2005）電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程（DL/T 5137-2001）電網調度管理條例（中華人民共和國國務院令第115號）建筑設計防火規(guī)范（GB50016-2006）繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程（GB/T 14285-2006）電力工程電纜設計規(guī)范（GB 5

3、0217-2007）電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范（GB/T 50062-2008）光伏系統(tǒng)并網技術要求（GB/T 19939-2005）光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定（GB/T 19964-2012）電力設施抗震設計規(guī)范（GB50260-2013）3110kV高壓配電裝置設計規(guī)范（GB50060-2008）建筑物防雷設計規(guī)范（GB50057-2010）交流電氣裝置的接地設計規(guī)范（GB/T50065-2011）6.2電氣一次設計6.2.1光伏并網電站接入電力系統(tǒng)的方式根據并網光伏電站的建設規(guī)模及滁州地區(qū)的電網現狀，初步確定在場內建設1座10kV開關站，送入距本開關站附近的10kV電網。本

4、光伏電站最終接入系統(tǒng)方案以接入系統(tǒng)專題報告的審查意見為準。光伏電站工程接入電力系統(tǒng)方式如下：光伏組件以9路0.38kV集電線路接入本項目新建的10kV開關站的10kV段母線。6.2.2 電氣主接線本期工程裝機容量為540KWp，擬將每0.25kWp太陽能電池與一臺單機容量為60kW的逆變器組成一個光伏發(fā)電單元，每個光伏發(fā)電單元經60kW逆變器將直流電轉換為低壓交流電，9個光伏發(fā)電單元合用1臺雙分裂箱式升壓變壓器，電壓比為0.38/10kV。6.2.2.1光伏電場電氣主接線（1）逆變器與箱式變的組合方式箱式變采用型號為ZGS11-500/10kV的預裝箱式升壓變壓器（變比為：11±2x

5、2.5%/（0.38）kV），雙分裂變壓器低壓側各接一臺600kW逆變器。每臺 60kW 逆變器設一個直流配電單元，每個直流配電單元設12個回路，其中每個匯流箱各接入12個光伏組件回路。ZGS11-500/11/2×0.38kV變壓器低壓側、逆變器直流側接線方式見下圖。圖 6.1 ZGS11-500/11/2×0.38kV變壓器 0.38kV側接線圖6.2.3主要電氣設備選擇由于現階段本光伏電站接入系統(tǒng)設計尚未最終完成，本階段未能開展短路電流計算，電站10kV電氣設備的三相短路電流水平參數暫按31.5kA 進行電氣設備選型，待接入系統(tǒng)審批以后，進行短路電流計算之后，再進行修

6、正。（1）10kV高壓開關柜型式：10kV鎧裝移開式交流金屬封閉開關設備型號：KYN61B-40.5額定工作電壓：40.5kV額定工作電流：出線1250A；饋線630A額定短路開斷電流（有效值）：31.5kA額定短路關合電流（峰值）：80kA額定動穩(wěn)定電流（峰值）：80kA4s熱穩(wěn)定電流（有效值）：31.5kA外殼防護等級：IP3Xa）斷路器型號：VJ35-40.5額定電壓：40.5 kV雷電沖擊耐壓（全波s）：185kV1min工頻耐壓：95kV額定電流：出線1250A；饋線630A額定短路開斷電流：31.5 kA額定短路關合電流（峰值）：80kA額定動穩(wěn)定電流（峰值）：80kA額定短時耐受

7、電流/時間：31.5kA/4S固有分閘時間：0.07合閘時間：操作機構0.2操作循環(huán)：O-0.3s-CO-180s-CO機械壽命：30000次b）電流互感器型號：LZZBJ9-35kV額定電壓：35kV額定頻率：50HZ次級組合：0.2S/0.5/10P30/10P30/10P30、0.2S/0.5/10P30/10P30，變比組合：50A、300A、600A、800A、1000A /1Ac）避雷器型號：HY5W-51/134額定電壓（有效值）：51kV系統(tǒng)標稱電壓（有效值）：40.5kV持續(xù)運行電壓有效值：40.8kV直流1mA參考電壓不小于：73kV雷電沖擊電流殘壓峰值： 134kV（2）

8、箱式變?yōu)榱耸箲敉庾儔浩靼踩煽康剡\行和安裝施工的簡便，本光伏電場選用具有運行靈活、操作方便、免維修、價格性能比優(yōu)越等優(yōu)點的美式箱式變壓器。容量及電壓等級為：600kVA，11±2×2.5%/0.38kV，接線組別為D，yn11。美式箱變可將變壓器器身、開關設備、熔斷器等設備均安裝在同一密閉的油箱內與外界環(huán)境完全隔離，不受外部環(huán)境的影響。其操作部分在高壓室進行。箱變安裝在地面基座上，電纜從基座的開孔進出高低壓室。A箱內變壓器箱內變壓器選用油浸式三相雙卷自冷式升壓變壓器，其主要參數如下：型號：ZGS111000/36.5數量：20臺額定電壓高壓側：11kV低壓側：0.38kV短

9、路阻抗：Ud%=6.5無載調壓：11±2×2.5%/0.38kV聯接組標號：D，yn11B11kV負荷開關為了節(jié)省投資，箱式變壓器11kV高壓側裝設熔斷器和負荷開關，負荷開關采用進口設備，具有快速彈簧操作機構，用于終端型變壓器。負荷開關浸在變壓器油里，采用絕緣操作桿來操作負荷開關，可免維護。C11kV熔斷器每臺箱式變的高壓側裝有3只插入式全范圍保護熔斷器，作為箱變過載和短路故障的保護元件。熔斷器浸在變壓器油里，采用絕緣操作桿鉤住熔斷器操作孔拉出熔斷器管或插入熔斷器管。D低壓主進線斷路器該元件為耐低溫CW2抽出式開關（有低溫試驗報告），其技術特性應符合GB要求。額定電壓：38

10、0V額定電流：2000A額定短時耐受電流/時間：42kA/1S低壓斷路器可實現速斷、單相接地等保護功能，并有遠傳接點。低壓斷路器分合狀態(tài)應有信號上傳。低壓斷路器脫扣線圈預留3個控制接點。最低允許工作溫度-40低壓側配置兩個小型配電箱，一個內置7只微型斷路器（K100A一只；K50A一只；K16A三只；K10A兩只），2只插座，并預留擴展空間。逆變器及箱變檢修、照明、加熱電源由此引出。另一個內置1只CM3塑殼斷路器。照明檢修變壓器安裝在低壓室內。（3）11kV無功補償成套裝置根據無功功率分層分區(qū)平衡的原則，無功補償的目標是使開關站一次側功率因數達到1.0左右。由于光伏逆變器功率因數達0.99，且

11、具有超前0.95滯后0.95的功率因數調節(jié)能力，電能質量滿足國家電網要求。所以本電站的無功補償主要集中在開關站及11kV箱式變壓器上。為了補償變壓器的無功損耗，減少線路的功率損耗，降低線路的電壓損失，應遵循無功補償的原則進行無功補償。本階段考慮在電站內11kV側裝設動態(tài)無功補償裝置。根據光伏電站接入系統(tǒng)推薦方案，大中型光伏電站應配置無功電壓控制系統(tǒng)，具備無功功率及電壓控制能力。根據電力調度部門指令，光伏電站自動調節(jié)其發(fā)出(或吸收)的無功功率，其調節(jié)速度和控制精度應能滿足電力系統(tǒng)電壓調節(jié)的要求。注：含配套的氧化鋅避雷器、電抗器、圍欄、含無功補償裝置、控制保護柜、電容器組等。6.1 消弧線圈補償容

12、量計算表電纜/架空線路總長度電容電流IC需補償總容量Q4/3km12.6>10A380kVA本工程暫考慮設置1套容量為600kVA的接地變及消弧線圈成套裝置，其中消弧線圈容量取值為380kVA，最終容量根據施工圖的最終陣列布置及電纜長度確定。6.2.5過電壓保護及接地6.2.5.1過電壓保護本電站的過電壓保護及絕緣配合設計按DL/T620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合標準規(guī)范進行。（1）防直擊雷保護1）光伏陣列防雷根據計算，10米高的避雷針，單針防護半徑只有15米，兩針之間的防雷間距也不足200米，大面積防護，須采用網點結構，布建多座避雷塔。顯然，因其遮擋太陽輻射而不適宜用

13、與光伏陣列的防雷。而陣列支架本身就是金屬導體，只要注意突出部位，并將支架良好接地，即可達到防雷效果。因而，大型光伏電站光伏陣列防雷宜采用此種方式。2）開關站防雷（1）直擊雷保護及接地為了保證人身和設備的安全，門型構架上設置避雷器進行直擊雷保護，采用在建筑屋頂設熱鍍鋅鋼帶的方式進行直擊雷保護，開關站內敷設以水平接地體為主，輔以垂直接地極的人工接地網，并充分利用土建金屬基礎鋼筋作為自然接地體，接地網外緣閉合，開關站內所有電氣設備均應接地，主接地網敷設于凍土層以下，接地網接地電阻滿足DL/T621交流電氣裝置的接地要求，并將接觸電勢和跨步電勢均限制在安全值以內。（2）過電壓保護及絕緣配合原則為防止線

14、路侵入波雷電壓，在10kV母線上安裝有氧化鋅避雷器，滿足交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合（DL/T620）規(guī)范要求。6.2.5.2接地系統(tǒng)本工程接地系統(tǒng)的設計應能適用于機械和電氣設備的工作接地、保護接地和防雷接地的要求，并滿足交流電氣裝置的接地設計規(guī)范GB/T50065-2011標準要求，保證跨步電壓和接觸電勢低于最低安全水平或人身安全水平，并且在一切電氣故障情況下都將整個工程設施內的電位升高降至安全范圍內，避免高電位引出場外及設備損壞和人身傷亡事故。本工程接地系統(tǒng)主要包括以下部分：1）10kV開關站接地網本光伏發(fā)電站，對保護接地、工作接地和過電壓保護接地采用一個總的接地網。其接地裝置的接地

15、電阻值要求不大于0.5。接地網采用人工接地極和自然接地極相結合的接地方式。根據交流電氣裝置的接地的要求，10kV開關站按復合接地網設計，水平接地體按網狀布置，兼做升壓變壓器均壓帶，水平接地采用-60×8mm扁鋼，垂直接地體為L=2500mm的63×63×6.3鍍鋅角鋼。水平接地體埋深在凍土層以下。所有電氣設備、鋼筋混凝土構架及設備支架和設備基礎、網狀圍欄均單獨、可靠地與主接地網連接。實測接地電阻，滿足接地規(guī)程要求，若不滿足要求，采用接地模塊或增加接地網面積。變壓器四周與道路相鄰處，設置與主網相連接的均壓帶。接于本接地網的避雷器、避雷針區(qū)域，均應設置適當數量的垂直接

16、地極以加強泄流。2）光伏方陣接地光伏陣列區(qū)域敷設用人工接地網：采用60×8mm熱鍍鋅扁鋼作為水平接地體，垂直接地體為L=2500mm的63×63×6.3鍍鋅角鋼，并與水平敷設的扁鋼焊接連貫通。每個陣列的支架均用60×8mm鍍鋅扁鋼與主接地網焊接成一體。6.2.7電纜敷設與防火電纜構筑物中電纜引至電氣柜、盤或控制屏的開孔部位，電纜穿墻、樓板的孔洞處，均應設防火封堵。電纜溝道分支處、進配電室、控制室入口均應設置防火封堵。6.3電氣二次設計6.3.1電站的綜合自動化系統(tǒng)計算機監(jiān)控范圍有：l0kV斷路器、逆變器室、UPS系統(tǒng)、直流系統(tǒng)等。監(jiān)視內容包括電流、電壓、

17、有功、無功、頻率，各斷路器分、合位置，各保護裝置、自動裝置的工作及動作狀態(tài)等。計算機監(jiān)控系統(tǒng)需要監(jiān)控的信號如下：逆變器的運行信號，主要包括：1)直流電壓2)直流電流3)直流功率4)交流電壓5)交流電流6)逆變器機內溫度7)時鐘8)頻率9)功率因數10)當前發(fā)電功率11)日發(fā)電量12)累計發(fā)電量13)累計C02減排量14)每天發(fā)電功率曲線圖逆變器的故障信息1)電網電壓過高2)電網電壓過低3)電網頻率過高4)電網頻率過低5)直流電壓過高6)直流電壓過低7)逆變器過載8)逆變器過熱9)逆變器短路10)散熱器過熱11)逆變器孤島12)故障其他設備上也應有的必要運行狀態(tài)和!故障信號1)光伏電站總有功功率

18、和無功功率；2)光伏電站風速、風向、環(huán)境溫度、總輻射、直接輻射和散射輻射；3)遠方監(jiān)控通道故障信號；4)直流系統(tǒng)故障信號和交流不停電電源故障信號；5)故障錄波器故障信號。本電站采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，運行需要的監(jiān)視信號均由相應的兀件輸入計算機控制系統(tǒng)，不再設獨立的中央音響系統(tǒng)，各類信號全部送入計算機監(jiān)控系統(tǒng)。由計算機顯示實時狀態(tài)信號并根據需要發(fā)出聲、光報警信號。遠動功能由監(jiān)控系統(tǒng)站控層遠動工作站完成。計算機監(jiān)控系統(tǒng)間隔層測控裝置采集變電站和調度端需要的信息，通過監(jiān)控系統(tǒng)遠動工作站向調度中心傳送遠動及運行信息，遠動工作站組屏置于二次設備間；光伏電站與電力調度系統(tǒng)的關系及遠動通道的選擇由接入系統(tǒng)設計確

19、定。6.3.3系統(tǒng)繼電保護（1）保護裝置的選型與集成電路型模擬式保護相比，微機保護裝置功能齊全、運行靈活、可靠性高、抗干擾能力強、具備自檢功能、價格適中、且能方便地與電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)接口的優(yōu)點，結合本電站自動化水平的要求，本電站采用微機型繼電保護裝置。（2）保護配置方案根據GB50062-92電力裝置的繼電保護和自動化裝置設計規(guī)范以及GB14258-2006繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程的要求，本電站保護配置如下：1）10kV送出線保護根據接入系統(tǒng)要求配置光纖差動保護。2）10kV電源進線保護進線設速斷保護作為主保護，過流保護作為后備保護，動作于跳閘。6.3.4.1遠動系統(tǒng)本工程遠動信息內容

20、按遙測、遙信配置，具體配置內容待初步設計階段予以明確。6.3.4.2電能計量本專業(yè)考慮在光伏開關站配置1套電能量遠方終端，用于完成電站關口計量點及考核點的電能信息采集、處理，并向滁州地調電能計量中心傳送信息。本工程關口計量點考慮設在35kV進線側，本光伏電站35kV出線側作為關口計量校核側，計量表均按1+1配置，計量表計精度：有功0.2S級，無功2.0級；其他均作為計量考核側考慮，計量表計按1+0配置。計量用電壓互感器精度為0.2級，電流互感器精度為0.2S級。6.3.4.3電能質量監(jiān)測裝置為監(jiān)測光伏電站輸入電網的電能質量情況，本期工程配置1套電能質量監(jiān)測裝置，其設備選型由當地供電部門認可，裝

21、置能檢測系統(tǒng)電壓、頻率、三相不平衡度、諧波、閃變、間諧波、諧波功率等電能質量參數。6.3.4.4調度數據網為滿足光伏電站及開關站遠動系統(tǒng)、電能量計量系統(tǒng)、保護及故障信息遠傳等通過電力調度數據專網與調度端通信的要求，本工程配置1套數據網接入設備（包括路由器、交換機等），接入設備應與電力調度數據專網設備型號相一致。另配置一套綜合數據網設備。6.3.4.5二次安防設備根據電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定，本開關站設置1套二次系統(tǒng)防護設備，以保障電力監(jiān)控系統(tǒng)和電力調度數據網絡的安全。6.3.4.6光功率預測本工程安裝1套光伏功率預測系統(tǒng)，可實現同省調相關系統(tǒng)的實時數據通信。光伏功率預測系統(tǒng)運行所需要的數據至少

22、應包括天氣預報數據、實時氣象數據、實時功率數據、運行狀態(tài)、計劃檢修數據等。光伏電站的功率預測與主站之間具備定時自動和手動啟動傳輸功能。光伏電站的功率預測系統(tǒng)需要提供短期預測(當口預測)和超短期預測。6.3.4.7光功率控制光伏電站有功功率、無功功率控制調節(jié)由監(jiān)控系統(tǒng)配合逆變器系統(tǒng)完成。光伏電站配置一臺自動發(fā)電控制(AGC)裝置，該裝置通過綜合通信管理終端取得中調下發(fā)的AGC指令后，經優(yōu)化計算得出單臺逆變器的有功功率目標值，發(fā)送給光伏監(jiān)控系統(tǒng)，實現AGC閉環(huán)控制功能。本工程在光伏電站配置一臺自動電壓控制(AVC)裝置，該裝置通過綜合通信管理終端取得中調下發(fā)的AVC指令后，與實時監(jiān)測的并網點電壓比

23、較，經過計算得出調控目標設定值，對無功補償裝置、逆變器、有載調壓變壓器進行統(tǒng)一協(xié)調控制，使并網點電壓達到要求，實現并網點電壓和無功功率的自動調控，合理協(xié)調和優(yōu)化無功分布，保證電網安全穩(wěn)定運行、提高電壓質量、減少有功損耗。6.3.5直流及UPS電源系統(tǒng)6.3.5.1直流電源系統(tǒng)根據電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程DL/T5044-2004的要求，光伏電站開關站設置獨立的220V直流電源系統(tǒng)，直流系統(tǒng)采用單母線接線方式，為電氣設備的控制、測量、保護、信號及UPS電源裝置供電，供電網絡采用輻射狀供電方式。直流系統(tǒng)包括蓄電池組、充電器、直流饋線屏等。按終期規(guī)模配置1組200Ah閥控式鉛酸免維護蓄電池；配置

24、1套高頻開關型充電裝置，配置監(jiān)控單元對交流配電、整流模塊、直流饋電等實現就地及遠端監(jiān)控；直流系統(tǒng)還配有微機直流絕緣檢測裝置、蓄電池巡檢儀等設備。6.3.5.2UPS電源系統(tǒng)為保證布置開關站內的監(jiān)控系統(tǒng)、電能計量系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等設備供電的可靠性，本工程設置1套交流不停電電源裝置（UPS）。UPS采用靜態(tài)整流逆變裝置，容量擬定為5kVA，正常時由站用交流電供電，當站用交流電失電時，由站內220V直流電逆變?yōu)榻涣?20V輸出。UPS機柜布置在二次室內，輸出的配電饋線采用輻射狀供電方式。6.3.6視頻安防系統(tǒng)本工程設置一套安保系統(tǒng)，實現對電站主要電氣設備，光伏方陣、進站通道等現場的視頻監(jiān)

25、視，系統(tǒng)主要配置監(jiān)控主機、數字硬盤錄像機、前置攝像機及相關附件。安全防范系統(tǒng)包括：視頻監(jiān)視和報警兩部分功能。系統(tǒng)應采用基于數字技術、結構化設計的設備，便于安裝，具有環(huán)境適應性強，視場角大、使用壽命長、抗干擾能力強的特點?，F場的設備免維護，可直接用水沖洗。主控室運行人員可至少在主控室監(jiān)視器上同時監(jiān)視多幅現場畫面，其畫面能根據需方要求在監(jiān)視器上進行分割和切換。6.3.7火災自動報警系統(tǒng)本光伏電站火災報警及消防控制系統(tǒng)根據國標火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范(GB501162008)要求進行設計。本工程不單設消防控制室，火災報警控制盤設置在主控室內。具有聯動控制功能，當發(fā)生火災時切斷非消防電源。主控室設手動

26、報警按鈕、聲光報警器、感煙探測器等。配電裝置室：設手動報警按鈕、聲光報警器、感煙探測器等。由于逆變器室布置位置分散，暫不考慮設置自動報警裝置。最終以消防部門審批意見為準。6.3.8環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)太陽能輻射、環(huán)境溫度、風速等環(huán)境數據是決定太陽能發(fā)電的重要指標，也是進行光伏發(fā)電技術研究的基礎數據。本工程在太陽能光伏發(fā)電場內配置一套環(huán)境監(jiān)測儀，實時監(jiān)測口照強度、風速、風向、溫度等參數。該裝置由風速傳感器、風向傳感器、口照輻射表、測溫探頭、控制盒及支架組成?？蓽y量環(huán)境溫度、風速、風向和輻射強度等參量，其通訊接口可接入計算機監(jiān)控系統(tǒng)，實時記錄環(huán)境數據。該裝置安裝在主控樓屋頂。6.3.9電氣二次設備布置二次組屏、直流屏、UPS電源屏、通信屏等集中布置在二次保護室內，室內鋪設陶瓷防靜電活動地板，二次控制電纜滿足即插即用。開關站微機監(jiān)控系統(tǒng)、運行管理系統(tǒng)、視頻安防系統(tǒng)和微機五防系統(tǒng)布置在主控室內。6.3.10電氣二次設備表6.4主要電氣二次設備清單三二次部分1公用測控屏小接地選線裝置1套，公用測控單元1套。面12遠動屏1）通訊管理機1臺，2）GPS同步衛(wèi)星對時裝置，3）調制解調器2臺， 4）通道隔離器2臺，5）工業(yè)用