4500t生產(chǎn)線工程110kV總降壓站初設(shè)

1、XXX2*4500t/d熟料生產(chǎn)線工程110kV總降壓變電所初步設(shè)計說明書工程號: N411XXXX有限公司二八年七月院長：XXX常務副院長：XXX副院長：XXX總工程師：XXX工程總設(shè)計師：XXX參加編制人員XXX高級工程師XXX高級工程師XXX高級工程師XXX高級工程師目 錄1概述 11.1設(shè)計依據(jù)11.2所址概況11.3設(shè)計內(nèi)容及范圍11.4變電所方案設(shè)計21.5主要技術(shù)經(jīng)濟指標22變電所電氣部分 32.1電氣主接線32.2短路電流計算及主要設(shè)備選擇32.3變電所總體布置82.4過電壓保護92.5接地92.6所用電及照明102.7監(jiān)控系統(tǒng)102.8繼電保護122.9電度計量142.10直

2、流系統(tǒng)142.11控制室布置142.12遠動及通訊142.13消防系統(tǒng)153土建部分 163.1所區(qū)自然條件及設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)163.2主要建筑材料173.3總平面布置與交通運輸173.4采暖通風183.5給排水18附件一：工廠總平面圖附件二：總降設(shè)計方案圖附錄一：附錄二：斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器選擇表并聯(lián)電容器總?cè)萘考胺纸M容量計算1 概述1.1 設(shè)計依據(jù)1.1.1 設(shè)計合同書及有關(guān)會議紀要1.1.2 廠區(qū)規(guī)劃平面圖1.1.3 關(guān)于設(shè)備選型要求1.2 所址概況本工程是XXX水泥有限公司2*4500t/d熟料生產(chǎn)線一期工程的配套項目。綜合考慮廠區(qū)地形、風向、負荷分布及電源進線情況，該變電所所址確

3、定在廠區(qū)的西北角。 1.3 設(shè)計內(nèi)容和范圍1.3.1 設(shè)計內(nèi)容1.3.1.1設(shè)計一座110kV戶內(nèi)變電所，設(shè)計二次完成：本工程一期安裝一臺容量為SZ1120000 1108X1.25/10.5主變壓器（有載調(diào)壓開關(guān)采用350A,17擋），一回110kV進線，10kV 10回路出線，一組容量共為2.4MVar電容器及相應的配套控制、保護設(shè)備。一期預留二期的設(shè)備位置。二期預備安裝一臺容量為30MVA主變壓器，110kV側(cè)采用直接母聯(lián)，10kV 10回路出線，一組容量共為2.4MVar電容器及相應的配套控制、保護設(shè)備。一期10kV母線接有800kW保安電源，與進線及母聯(lián)開關(guān)有電氣連鎖，配有專用計量電

4、壓、電流互感器及測量表。（另有400V柴油發(fā)電機接在一級負荷旁的低壓母線上）。1.3.2 設(shè)計范圍1.3.2.1建筑設(shè)計以圍墻為界1.3.2.2 110kV進線以穿墻套管為界，10kV出線以電纜頭為界（電纜頭以及電纜不屬于本工程設(shè)計范圍）。1.3.2.3下列內(nèi)容不屬設(shè)計范圍(1) 大件運輸(2) 出圍墻外給水、排水接口(3) 所址地質(zhì)勘測（4）主變壓器標準大修（5）調(diào)度自動化及與供電局的系統(tǒng)通訊。（本設(shè)計僅預留接口和位置）1.4 變電所方案設(shè)計總降壓變電所為水泥廠專用終端變電所，兩級電壓等級為110kV和10kV，均采用戶內(nèi)式布置。110kV架空線西側(cè)引至變電所110穿墻套管，再經(jīng)二樓110k

5、VGIS 到一樓的兩臺主變，10kV屋內(nèi)配電裝置在GIS樓下，電容器室在主變室右側(cè)，電容器室上方是控制室。1.5 主要技術(shù)經(jīng)濟指標變電所總建筑面積505.5m2基地總用地面積1575m22 變電所電氣部分2.1 電氣主接線2.1.1規(guī)模變電所為110kV至10kV降壓變電所，安裝20MVA主變壓器一臺，110kV一回進線，10kV十回出線；變電所采用戶內(nèi)布置形式。由廠區(qū)附近引一路10kV電源作為保安電源，電源容量為800kW，保安電源設(shè)專用計量屏，內(nèi)包括專用計量電流電壓互感器和計量表。10kV二段母線各預留一臺余熱發(fā)電進線，發(fā)電進線容量為29000kW，發(fā)電的控制屏放在發(fā)電就地控制室(不在總降

6、范圍內(nèi))2.1.2 主接線110kV接線采用單母線接線，10kV采用單母線分段接線。110kV進線采用架空，10kV出線均采用電纜。無功補償參照以往水泥廠的補償實際情況，按主變?nèi)萘?2%計算，一期共補償2.4MVar。所用電容量按100kVA考慮。10kV系統(tǒng)中性點采用不接地方式，主變中性點有接地刀，可以選擇直接接地和不接地方式。配有中性點互感器、避雷器、間隙及間隙互感器。2.2 短路電流計算及主要設(shè)備選擇2.2.1 短路電流計算考慮電網(wǎng)遠景發(fā)展可能，按最大方式計算，留有余地，計算結(jié)果如下：（供電局提供溧水變系統(tǒng)參數(shù)為：最大方式短路容量1852MVA，最小方式短路容量為315MVA。架空線按照

7、LGJ-150mm2 6.5KM考慮，主變Ud=10.5%，發(fā)電機Xd”%10.62，發(fā)電容量按照9000kW考慮。主變分列運行）110kV母線：I=6.7 kA I= 226 A Ich= 17 kA10kV一段母線：I= 19.7 kA I= 1154 A Ich= 48.4 kA10kV二段母線：I= 21.65 kA I= 1374 kA Ich= 53.4 kA2.2.2 主要設(shè)備選型（1）主變壓器選型110kV三相雙繞組油浸式自冷有載調(diào)壓降壓電力變壓器。主變110kV側(cè)有載調(diào)壓開關(guān)選用M型開關(guān)（電動操作機構(gòu)型號：MAE,配CZK-100B控制器），配有就地和遠方控制，就地和遠方檔位

8、顯示裝置。檔位信號采集采用一一對應和BCD碼兩種方式。有載調(diào)壓開關(guān)應與本站綜合自動化設(shè)備相配合，實現(xiàn)“四遙”功能。廠家提供有載調(diào)壓開關(guān)與綜合自動化設(shè)備之間的控制電纜（ZR-KVVP22）。（電纜長度二次確認圖紙時提供）型號 SZ1120000/110 額定電壓： 11081.25%/10.5kV 最高工作電壓：126kV 額定容量比： 100/100 額定頻率： 50HZ 聯(lián)結(jié)組別： YN， d11阻抗電壓： 10.5% 套管CT參數(shù)： 高壓側(cè)中性點 LRB-60 100200/5A 1只 套管為防污型，泄漏比距3.1cm/kV中性點運行方式：110kV用于中性點直接接地系統(tǒng)，但允許中性點不接

9、地運行，10kV用于中性點不接地系統(tǒng)。變壓器空載損耗25kW，變壓器負載損耗173kW，空載電流：0.2%以下。冷卻方式： 油浸自冷（2） 110kV設(shè)備選型 110kV斷路器：選用戶內(nèi)GIS產(chǎn)品。該裝置全密封安裝于一個緊湊防腐的鋁合金外殼中，可戶外安裝，占地面積少，運行壽命長達50年，只需極少維護工作。操作電壓及合閘電壓采用DC220V，加熱器采用AC200V,50HZ。聯(lián)結(jié)形式： 母線共箱式，其它元件三相分箱式額定電壓 110kV最高運行電壓 126kV額定頻率 50Hz中性點連接 直接接地一分鐘工頻耐電壓（有效值） 相對地 230kV 斷口間 265kV 雷電沖擊耐壓（峰值）相對地 55

10、0kV斷口間 630kV額定電流: 1250A熱穩(wěn)定電流（有效值） 31.5kA/3S動穩(wěn)定電流（峰值） 80kA額定短路開斷電流（有效值） 31.5kA斷路器操作機構(gòu)電動彈簧驅(qū)動隔離開關(guān)操作機構(gòu)電動機構(gòu)故障關(guān)合（快速）接地開關(guān)操作機構(gòu)電動彈簧驅(qū)動檢修接地開關(guān)操作機構(gòu)電動機構(gòu)電壓互感器、電流互感器參數(shù)見系統(tǒng)圖氧化鋅避雷器參數(shù)見系統(tǒng)圖(3) 10kV設(shè)備選型i. 10kV開關(guān)柜：選用KYN28-12型，金屬鎧裝移開式戶內(nèi)成套配電柜。斷路器采用固封真空開關(guān)，開關(guān)柜具“五防”功能。開關(guān)柜型式 KYN28-12額定電壓 12kV額定頻率 50Hz額定電流 饋線：1250A，主變進線和母聯(lián)2500A極限

11、通過電流峰值 80kA4熱穩(wěn)定電流 31.5kA動穩(wěn)定電流 100KA防護等級 IP4Xl 真空斷路器真空斷路器型式：固封式儲能電機：電壓:DC 220V跳合閘線圈：電壓:DC 220Vl 電流互感器 準確級： 0.5/10P15 （饋線及母聯(lián)）0.5/10P15 /5P20 （主變進線）二次繞組額定輸出:0.5級： 20VA10P15級： 20VA5P20級： 20VA 變比： 依據(jù)訂貨圖配置變比l 避雷器避雷器型式：三相組合式帶串聯(lián)間隙金屬氧化鋅避雷器額定電壓 17kV持續(xù)運行電壓 12.7kV標稱電流 5kA標稱放電電流下的電壓 45kVl 所用變壓器所用變壓器型式 干式變壓器型號： S

12、C10-100/10。 容量 100kVA額定電壓 10kV變比 10.52X2.5%/0.4kV接線組別 D,yn11所變裝于柜體內(nèi)選用XRNT-10/5A遮斷容量為31.5kA熔斷器作為所變保護。l 消弧消諧柜額定短路斷開電流 31.5kA l 電壓互感器 電壓互感器型式 ： 戶內(nèi)干式 絕緣水平： 工頻1min耐壓： 42kV 雷電沖擊耐壓：（峰值）75kV 準確級 0.2/0.5/3P 變 比 10/3/0.1/3/0.1/3/0.1/3 在負載功率因數(shù)0.8下,二次繞組額定輸出0.2級：15VA，0.5級：20VA，3P級： 50VA。開關(guān)柜內(nèi)加裝開關(guān)狀態(tài)顯示裝置及配套溫濕度控制器。1

13、0kV出線保護為分散式微機型保護測控裝置進出線柜各配多功能表一塊出線帶有零序電流互感器，帶有接地開關(guān)。ii. 總降一期無功補償電容器共為2.4MVar，按900+900+600分三組，具備有載自動投切功能。結(jié)構(gòu)形式為室內(nèi)柜式電容器。調(diào)節(jié)方式為手動和自動（按無功缺額自動補償）。其中串聯(lián)6電抗器采用鐵芯干式。（注：380V設(shè)備在低壓電氣室母線處設(shè)自動補償裝置，使380V母線的功率因數(shù)達到0.95以上，10kV采用就地補償和自動補償相結(jié)合的補償方式，下級配電站10kV母線的功率因數(shù)補償?shù)?.92左右）。iii.保安電源容量為800kW,配有進線柜和計量柜。計量柜內(nèi)有準確級為0.2的PT和0.2S的C

14、T，此互感器是計量專用。2.2.3工廠裝機容量及用電計算負荷生產(chǎn)線總裝機容量: 24830kW 總計算負荷: 17381kW需要系數(shù)： 0.70 補償前功率因數(shù): 0.79 補償后功率因數(shù): 0.922.3 變電所總體布置變電所位于廠區(qū)西北角，主體建筑為一幢長方形單層坡屋頂房。一層東面布置主變壓器及10kV電容器室，一層西面是10kV開關(guān)室；二層西面是GIS室，東南面是控制室。變電所110kV進線從西側(cè)以架空線引入，10kV電纜室內(nèi)沿電纜溝敷設(shè)橋架引出。所區(qū)設(shè)環(huán)形道路，以便于設(shè)備運輸及消防通道要求。2.3.1 配電裝置(1)主變壓器布置主變壓器按室內(nèi)布置設(shè)計，主變布置在110kV開關(guān)東側(cè)，環(huán)形

15、道路直達變壓器前。主變壓器110kV中性點設(shè)備就近桿上布置。主變壓器10kV出線通過銅母排引接至穿墻套管后進入10kV配電裝置室。(2) 110kV配電裝置110kV配電裝置采用戶內(nèi)布置方式。110kV進線從西面由架空引至變電所二樓穿墻套管，再引至110kV開關(guān)進線端。110kV主變引線直接從110kV開關(guān)出線端引至其高壓側(cè)。(3) 10kV配電裝置10kV配電裝置室位于廠區(qū)馬路一側(cè)。10kV開關(guān)柜成單列布置，其四周均有維護通道。為防塵、安全、美觀，由主變穿墻套管引至開關(guān)柜的引線以及母線連接采用母線。因10kV出線回路較多，為便于電纜鋪設(shè)，開關(guān)室內(nèi)設(shè)電纜溝。(4) 10kV電容器室布置10kV

16、電容器室布置于主變壓器左側(cè)，布置兩套柜式成套補償電容器裝置。2.3.2 控制室： 控制室內(nèi)放置交流屏、直流屏、保護屏、計量屏、通信管理裝置等。柜體尺寸800*600*2200mm。綜合自動化系統(tǒng)的后臺部分也布置在控制室內(nèi)，供當?shù)刂蛋鄦T監(jiān)控用。2.4 過電壓保護變電所屋頂設(shè)置避雷帶，用作直接保護。為防止沿架空線波危及設(shè)備，在110kV進線處裝設(shè)一組氧化鋅避雷器。10kV出線較多，在10kV母線上裝一組氧化鋅避雷器及消弧消諧裝置。主變110kV中性點處裝設(shè)中性點專用并聯(lián)放電間隙及避雷器，防止侵入雷電波和操作過電壓。安裝地點額定電壓持續(xù)運行電壓（kV）殘 壓（kV*peak）標稱放電電流（8/20u

17、s*kA）110kV母線 100 80 260 510kV母線 10 7.6 23 5主變中性點 60 / 144 12.5 接地工作、安全接地：在各層平面敷設(shè)608（mm）扁鋼做成接地網(wǎng)，并最終引到0.00平面室外接地極，接地電阻不大于0.5歐姆。全站采用均衡電位接地措施，在主出入口增設(shè)均壓帶，并敷設(shè)高阻路面(混凝土或柏油路面)。防雷接地：利用建筑物基礎(chǔ)做接地極，利用柱內(nèi)鋼筋做引下線，引下線在1.8米處設(shè)置斷接卡，屋頂使用254扁鋼作為接閃器，并與架空避雷線相接連成電氣通路，接地電阻要求不大于30歐姆。2.6 所用電及照明經(jīng)估算，變電所部分用電負荷正常時約為100kVA，故供電電源采用一臺1

18、00kVA所用變，接在10kV母線，考慮到供電的可靠性，再就近從下一級10kV配電站引入一回0.4kV電源作為備用。2.6.2 照明變電所正常工作照明110kV配電裝置和主變壓器采用投光燈照明，控制室、10kV配電裝置等以熒光燈為主。事故照明采用交直流事故照明燈具，電源由主控室內(nèi)直流屏供電。2.7 監(jiān)控系統(tǒng)本變電所參照無人值守考慮，設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)一套，設(shè)置在變電所控制室。可由變電所控制室操作控制。微機監(jiān)控系統(tǒng)采用分散分層分布式系統(tǒng)。變電所以計算機控制系統(tǒng)為核心，實現(xiàn)對全部的一次設(shè)備進行監(jiān)視，測量、控制、記錄和報警功能，并與保護設(shè)備和遠方控制中心通信，實現(xiàn)變電所綜合自動化。當微機系統(tǒng)退出或必要時，可

19、在就地控制或開關(guān)柜上進行手動分、合閘操作。監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)的功能包括：實時數(shù)據(jù)采集，安全監(jiān)視與控制，屏幕顯示與操作，正常和事故變位，運行記錄的制表與打印以及畫面拷貝等?？紤]該系統(tǒng)配備專用的電壓無功控制裝置，控制電容的投切及主變分接頭升降，將主變低壓側(cè)電壓維持在允許范圍內(nèi)。2.7.1 后臺監(jiān)控設(shè)備配置一臺微機，高密度圖形卡，內(nèi)存256M或以上，主頻2.4G或以上，硬盤40G或以上，CPU配有協(xié)處理器，21寸鏡面彩顯；系統(tǒng)軟件漢化MSWINDOWSNT/XP版本。并配備多媒體技術(shù)，實現(xiàn)語音報警。另外配一臺打印機。該系統(tǒng)的軟硬件配合應能完成以下功能：(1) 數(shù)據(jù)采集處理可采集及處理各種模擬量（如電壓、電

20、流、功率等）和開關(guān)量（斷路器、隔離開關(guān)、有載分接頭位置，各種保護異?；騽幼鳡顟B(tài)），可以圖形表格等方式進行顯示打印，并保存所要求的信息；對異常情況發(fā)出聲光報警，并記錄歸檔，具備事故追憶功能；根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)，進行電壓合格率計算。(2) 圖形功能具備標準圖庫，有反映實時狀態(tài)的主接線畫面，各個電氣單元的工況圖，報警畫面自動推出以及靈活的圖形編輯、縮放、移動溫游等功能，有多層次，多畫面顯示功能。(3) 數(shù)據(jù)庫功能對各類數(shù)據(jù)進行分層管理，提供用戶建立數(shù)據(jù)庫的工具數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)可在線調(diào)出觀察和修改。(4) 報表功能提供報表生成，顯示和打印的工具，使用戶能生成日報、月報和年報，數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)可以在線顯示和修改。系

21、統(tǒng)支持定時打印和召喚打印。(5) 遙控操作根據(jù)畫面圖符，用戶可以進行110kV、10kV斷路器、110kV隔離開關(guān)、中心點隔離開關(guān)分合，有載調(diào)壓變壓器分接頭的調(diào)節(jié)操作。(6) 根據(jù)用戶要求能選擇的其它功能例如修改和下裝保護定值，保護信號復歸，電壓、無功控制，人工控制操作模擬等等。測量誤差1.5%，系統(tǒng)可用率99.9%，系統(tǒng)平均無故障時間MTBF24500小時。2.8 繼電保護本工程采用微機保護，主要的保護為低壓饋線保護，變壓器保護，電容器保護。110kV線路本所不設(shè)保護。2.8.1 110kV進線保護(1) 主變后備保護(2) 輔助功能PT斷線告警接地故障告警控制回路斷線告警2.8.2 主變壓

22、器保護(1) 差動速斷保護(2) 差動保護（二次諧波制動比率差動）(3) 瓦斯保護(4) 復合電壓啟動的過電流保護(5) 過流保護（二段式）(6) 零序電壓啟動的零序電流保護(7) 過負荷保護(8) 輔助功能 PT斷線告警CT斷線告警及閉鎖零序電壓告警過電壓告警(9) 一、二次間隙保護2.8.3 10kV饋線保護(1) 三段式電流保護（電流速斷，限時電流速斷，定時限過電流）(2) 零序過流保護(3) 低周減載2.8.4 電容器保護(1) 電流速斷保護(2) 定時限過流保護(3) 過電壓保護(4) 零序電壓保護(5) 不平衡電流保護(6) 不平衡電壓保護(7) 失壓保護2.8.5 110kV電源

23、側(cè)線路保護上一級變電所設(shè)110kV微機線路保護2.8.6 小電流接地系統(tǒng)裝置10kV系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)，當10kV線路發(fā)生故障時，產(chǎn)生零序電壓，當零序電壓大于整定值時，后臺微機能顯示故障。10kV線路三相裝CT。在10kV電纜出線上加套零序CT。零序電壓則接自10kV開口三角。2.87防誤閉鎖1）各柜均應具有五防功能，防誤裝置應安全、簡單、可靠、操作靈活，盡可能采用機械閉鎖；不能采用機械閉鎖時，可采用電氣閉鎖；2、110KV GIS 采用電氣閉鎖。3、備用保安電源與主進線及10KV母聯(lián)開關(guān)采用電氣互鎖。2.9 電度計量110kV進線，裝多功能電能表一只，精度為0.2S。由于總降分兩期建設(shè)，因此在

24、110kV進線處的計量電流互感器采用中間抽頭式互感器（具體變比見附圖）。主變低壓側(cè)，10kV電容器，10kV出線，分別安裝有多功能電能表各一只。2.10 直流系統(tǒng)本工程將采用高頻開關(guān)直流電源，配免維護密封鉛酸畜電池；電壓為220V，110kV開關(guān)操作用220V，10kV開關(guān)操作用220V，蓄電池配100Ah； 另配一臺3kVAUPS， 作為微機監(jiān)控系統(tǒng)的不停電電流源。2.11 控制室布置整個控制室設(shè)計有14塊屏位，控制保護屏3塊，電度表屏1塊，電源屏2塊，其余位置預留。水磨石地面，配一只工作臺，以便安放計算機及打印機。所有CT的二次額定電流為5A，10kV線路三相CT，二組次級，分別用于測量、

25、保護。電能計量點設(shè)置在總降變110千伏電源進線側(cè)110kV線路配三相CT，三組次級，計量、測量、保護各1組。主變壓器高壓側(cè)主保護和后備保護各接一組次級，測量用一組次級。主變壓器低壓側(cè)主保護和后備保護各接一組次級，測量用一組次級。110kV和10kV母線各配一組PT，每組PT都是三個次級，分別用于測量，監(jiān)控和保護。保安電源使用專用計量級CT及PT。2.12 遠動通訊通訊方面，本變電所建成后屬供電局調(diào)度，設(shè)計考慮市話一部。作為與110kV上一級變電所及外界通話。調(diào)度自動化及與供電局的系統(tǒng)通訊不在本設(shè)計范圍內(nèi)，本設(shè)計僅預留接口和位置，可將總降變變一側(cè)有功、無功、電流、電壓、開關(guān)位置信號，主變中性點及

26、進線接地刀閘位置，變二側(cè)母線電壓、事故總信號等信息傳送至調(diào)度。并配置調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡接入設(shè)備1套。同時應配置專用通訊電話與各地電力調(diào)度中心進行聯(lián)絡。具體設(shè)計方案另行設(shè)計。2.13 消防安全系統(tǒng)2.13.1滅火器配置主變壓器配1211滅火器，4kg/只，砂箱（2m3）1個及消防鏟4把。110kV開關(guān)配1211滅火器，4kg/只。10kV開關(guān)室配1211滅火器，4kg/只，4只。10kV電容器室配1211滅火器，4kg/只，4只?？刂剖遗?211滅火器，4kg/只，2只。2.13.2消防通道所內(nèi)設(shè)34米寬環(huán)形道路，并以4米道路與廠區(qū)主道路相連。2.13.3其他措施： 室內(nèi)外電纜進出應采取封堵措施。110kVGIS室和10kV開關(guān)室及電容室設(shè)置軸流風機進行通風。2.14其他部分：總降將裝設(shè)經(jīng)過XX省電能質(zhì)量權(quán)威部門認可的諧波監(jiān)測裝置，監(jiān)測總降變注入電網(wǎng)諧波情況，如不滿足國標要求，將立即安裝濾波設(shè)備，確?？偨底冏⑷腚娋W(wǎng)諧波達到國標要求。3 土建部分3.1 所區(qū)自然條件及設(shè)計技術(shù)數(shù)據(jù)3.1.1工程地址概況該變電所所址確定在廠區(qū)的西北角，廠區(qū)建筑的邊緣。處于路邊的一塊