第一章系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及說(shuō)明

1、第一章系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及說(shuō)明第一節(jié)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想及意圖1、工程概述青草沙水庫(kù)及取輸水泵閘工程位于長(zhǎng)興島西北側(cè)的中央沙、青草沙區(qū)域的沙體上,是上海市的水源地工程。水庫(kù)工程主要建筑物有環(huán)庫(kù)大堤、取水泵站、上游取水閘、下游水閘、輸水泵閘和調(diào)度中心。取水泵閘由取水泵站、上游取水閘組成,位于青草沙水庫(kù)西北側(cè),臨長(zhǎng)江口的北港側(cè)。下游水閘設(shè)在青草沙水庫(kù)庫(kù)尾。輸水泵閘有島嶼輸水閘和長(zhǎng)興輸水支線的輸水泵站組成,位于水庫(kù)東南側(cè)岸邊,靠長(zhǎng)興島側(cè)。取水泵閘采用35kV電源同時(shí)供電,互為備用。二回35kV電源采用電纜進(jìn)線,配2臺(tái)容量為20MVA主變。35kV側(cè)采用單母線分段接線,6kV側(cè)采用單母線分段接線,帶分段開(kāi)關(guān)。全站共

2、設(shè)6臺(tái)站用變壓器。0.4kV站用電采用單母線分段接線。取水泵站設(shè)6臺(tái)同步電機(jī)。輸水泵閘采用兩個(gè)10kV電源供電,同時(shí)運(yùn)行,互為備用。二回10kV電源采用電纜進(jìn)線,分別配2臺(tái)容量為1600kVA的干式變壓器,0.4kV采用單母線分段開(kāi)關(guān)的電氣接線。下游水閘一回10kV電源引自輸水泵閘10kV母線,設(shè)1臺(tái)160kVA變壓器。應(yīng)急備用電源采用1套75kW EPS電源裝臵。電力監(jiān)控系統(tǒng)為分層分布式結(jié)構(gòu),由設(shè)在中心的主站監(jiān)控系統(tǒng)、各變電所內(nèi)的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳輸通道三部分組成(以太網(wǎng)通道由通信專業(yè)提供,形成整個(gè)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)度指揮監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)施對(duì)全線變電所供電設(shè)備的監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)采集以及對(duì)

3、接觸網(wǎng)電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控,完成對(duì)供電系統(tǒng)的調(diào)度管理、事故分析和維修管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式為1:N結(jié)構(gòu)形式。系統(tǒng)的硬件、軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮可靠性、可維護(hù)性、和可擴(kuò)性,具備故障診斷、在線修改功能,同時(shí)遵循模塊化和冗余設(shè)計(jì)的原則。2、工程范圍及內(nèi)容2.1安裝工程本項(xiàng)工程招標(biāo)包括上游取水泵閘變電所、下游水閘變電所、輸水泵閘變電所、電力監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備的安裝、測(cè)試,變電所間及所內(nèi)電力電纜、控制電纜的敷設(shè)、接頭、試驗(yàn),電纜橋架安裝。安裝工程具體包括柜排列、設(shè)備平面布臵、設(shè)備預(yù)埋件工程、設(shè)備安裝、設(shè)備接地、電纜敷設(shè)、二次控制保護(hù)及全線監(jiān)控系統(tǒng)工程等內(nèi)容。2.2供貨內(nèi)容我方采購(gòu)設(shè)備材料為:35kV空氣絕緣

4、開(kāi)關(guān)柜、35kVGIS氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜、6kVGIS氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜、10kVGIS氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜、35kV油浸式變壓器(含有載分接開(kāi)關(guān)、35kV 干式變壓器、低壓配電屏、交直流屏、變電站自動(dòng)化(及電力監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、軟啟動(dòng)柜、變頻柜、電力電纜、控制電纜、所內(nèi)電纜橋架、有機(jī)防火堵料等。2.3工程服務(wù)合設(shè)備監(jiān)造和出廠驗(yàn)收、設(shè)備交貨計(jì)劃的監(jiān)管(作為設(shè)備合同付款管理的必要環(huán)節(jié),包含交貨數(shù)量和安裝調(diào)試進(jìn)度的確認(rèn)、工程竣工時(shí)的資料驗(yàn)收以及設(shè)備移交等。安裝和調(diào)試指導(dǎo)、現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)和其他必要的工程服務(wù)。3、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想及意圖3.1取水泵閘變電所二回電纜進(jìn)線,配二臺(tái)主變,組成二個(gè)線路變壓器組單元,共設(shè)二臺(tái)35kV斷路器

5、,接線簡(jiǎn)單清晰,設(shè)備投資最少。任一回線路故障或檢修,都不影響泵站運(yùn)行;任一臺(tái)主變故障或檢修,也都不影響泵站運(yùn)行。滿足取水泵閘的用電要求。主變低壓側(cè)結(jié)合二臺(tái)主變的配臵方式,中壓側(cè)接線采用單母線分段接線,運(yùn)行方式靈活。每段母線分別接三臺(tái)主電機(jī)及一臺(tái)中壓(6/0.4kV站用變。在每臺(tái)主變的低壓側(cè)分別接一臺(tái)站用變壓器(6/0.4kV,形成第段、第段低壓站用電母線,另在35 kV主電源進(jìn)線處設(shè)一臺(tái)高壓站用變壓器(35/0.4kV,形成第段低壓站用電母線。段與段之間接成單母線分段接線,上游取水閘用電及重要的站用電負(fù)荷可取自該兩段母線,并且采用兩回路供電、在末端切換的方式,保證上游取水閘及其它重要站用電負(fù)荷

6、對(duì)0.4kV低壓電源的可靠性要求。3.2輸水泵閘變電所單母線分段聯(lián)絡(luò)接線方式接線簡(jiǎn)單清晰、操作方便,便于擴(kuò)建和采用成套配電裝臵。正常情況下兩路10kV電源同時(shí)運(yùn)行,母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開(kāi),兩路電源分別向兩段母線上的用電負(fù)載供電;當(dāng)一路電源故障或檢修時(shí),母線聯(lián)絡(luò)斷路器合上,另一路電源應(yīng)能承擔(dān)全部重要負(fù)載。兩路10kV電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)及母聯(lián)開(kāi)關(guān)之間設(shè)電氣及機(jī)械連鎖,防止電源并列運(yùn)行。3.3下游水閘變電所根據(jù)下游水閘工程性質(zhì),用電負(fù)荷重要性高,工程應(yīng)有備用電源。備用電源形式有第二路10kV電源、柴油發(fā)電機(jī)和EPS應(yīng)急電源等形式。第二路10KV備用電源工作可靠,但造價(jià)較高。柴油發(fā)電機(jī)采購(gòu)成本較低,但過(guò)載能力弱

7、,輔助設(shè)施造價(jià)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高,還會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染。EPS應(yīng)急電源設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、施工方便,綜合造價(jià)較低,采用免維護(hù)電池,壽命長(zhǎng),供電電壓穩(wěn)定,過(guò)載能力強(qiáng),工作可靠,維護(hù)簡(jiǎn)便,可無(wú)人值守。綜上所述,下游水閘工程配臵EPS應(yīng)急電源,容量75kW,當(dāng)10kV電源故障或檢修時(shí),可保證閘門的正常啟閉和其他應(yīng)急負(fù)荷的正常供電。3.4繼電保護(hù)系統(tǒng)單相接地故障監(jiān)視:動(dòng)作于信號(hào)。3.5自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)采用微機(jī)控制,控制方式為三級(jí)控制,即電力SCADA系統(tǒng)電調(diào)中心遠(yuǎn)動(dòng)控制、變電所綜合自動(dòng)化控制屏和開(kāi)關(guān)柜柜面的就地控制。正常運(yùn)行時(shí),采用遠(yuǎn)動(dòng)控制,當(dāng)設(shè)備檢修或調(diào)試時(shí),采用就地控制。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的站

8、控主單元通過(guò)通信專業(yè)提供的通信通道與控制中心調(diào)度主站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步,系統(tǒng)內(nèi)各微機(jī)綜合保護(hù)裝臵、測(cè)控裝臵等智能IED設(shè)備通過(guò)所內(nèi)光纖以太網(wǎng)與站控主單元實(shí)現(xiàn)同步。電力監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù),實(shí)現(xiàn)變電所供電設(shè)備的監(jiān)視控制,數(shù)據(jù)采集以及對(duì)接觸網(wǎng)電動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視控制。電力監(jiān)控系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、圖形/圖像技術(shù)等一體的系統(tǒng),本方案提供的系統(tǒng)全面遵循最新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),采用先進(jìn)的、代表最新技術(shù)發(fā)展潮流的體系結(jié)構(gòu),按照分層分布式應(yīng)用系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),具有組件化、模塊化。電力監(jiān)控系統(tǒng)除了對(duì)所監(jiān)控的供電設(shè)備對(duì)象具備高的響應(yīng)速度和高的處理精度,具

9、有友好的人機(jī)界面、全面的漢化提示、完備的報(bào)警功能、方便的操作控制機(jī)制、高效的報(bào)表處理和打印能力,使得整個(gè)系統(tǒng)易于使用。電力監(jiān)控系統(tǒng)作為實(shí)時(shí)系統(tǒng),其處理速度和可靠性要求高于其它非實(shí)時(shí)的系統(tǒng)。因此,必須在硬件和軟件的設(shè)計(jì)上提供全方位的安全保證。系統(tǒng)除了提供基本的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供雙機(jī)熱備用服務(wù)器、故障自動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)恢復(fù)等功能外,還提供一系列的安全保證,以充分保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)、安全、可靠的運(yùn)行。3.6 EPS應(yīng)急電源事故照明電源裝臵由雙電源切換裝臵、蓄電池、充電模塊、逆變模塊、切換單位、微機(jī)監(jiān)控單元組成;事故照明電源裝臵由蓄電池提供后備電源,蓄電池平時(shí)處于浮充狀態(tài);事故照明電源裝臵由2路AC380V電

10、源輸入,三相+N+PE?？绅伋鰡蜗嗉叭嚯娫?并能實(shí)現(xiàn)兩路電源在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行自切。事故照明電源裝臵正常工作時(shí)由交流電網(wǎng)供電,當(dāng)2路交流電源失電后,由裝臵柜內(nèi)的蓄電池經(jīng)逆變器后,輸出AC380/220V電源,滿足事故照明供電,蓄電池容量應(yīng)滿足應(yīng)急狀態(tài)下最大負(fù)荷輸出的備用時(shí)間60min;事故照明電源裝臵輸出為AC380/220V,正弦波,三相+N+PE,應(yīng)具有缺相運(yùn)行的能力,具有過(guò)載、短路保護(hù)功能,適應(yīng)電阻、電感、電感和電容混合負(fù)載。蓄電池采用國(guó)際知名品牌的閥控式密封鉛酸免維護(hù)蓄電池,具體型號(hào)在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)中確定。浮充使用壽命大于15年(25,自放電率每月小于額定容量的3%,內(nèi)阻低,大電流放電性能卓越

11、,蓄電池內(nèi)阻穩(wěn)定,均衡性好,核對(duì)性放電次數(shù)應(yīng)大于200次。蓄電池容量保證在交流失電后,滿足所內(nèi)直流經(jīng)常性負(fù)荷、沖擊負(fù)荷、事故放電末期最大沖擊負(fù)荷的要求。放電末期不能低于93%額定電壓,充電10小時(shí)能充電到100% Ah容量。供貨商在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)時(shí)應(yīng)提供放電曲線及放電數(shù)據(jù),沖擊負(fù)荷放電倍數(shù),并推薦和提供蓄電池容量計(jì)算方法。充電單元選用高頻開(kāi)關(guān)電源充電模塊,充電模塊采用不同并聯(lián)組供電,N+1熱冗余方式,一個(gè)模塊故障不應(yīng)影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。故障檢測(cè)及智能監(jiān)控單元是直流系統(tǒng)的智能監(jiān)控管理單元,負(fù)責(zé)對(duì)直流電源系統(tǒng)各單元的運(yùn)行狀態(tài)與數(shù)據(jù)的采集、顯示以及運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定,故障檢測(cè)及智能監(jiān)控單元采用微機(jī)型產(chǎn)品并具有以

12、下功能:交流輸入單元為充電單元提供兩回AC380V電源,一主一備,并具有手動(dòng)或自動(dòng)投切、以及過(guò)流脫扣閉鎖的備用自投功能。交流輸入單元應(yīng)配有防雷、缺相、失壓等保護(hù),報(bào)警和故障信號(hào)均可送到故障檢測(cè)和智能監(jiān)控單元。信號(hào)包括工作狀態(tài)顯示信號(hào)及故障狀態(tài)顯示信號(hào)兩類。直流系統(tǒng)的正常/故障信號(hào)采用接點(diǎn)發(fā)送方式,每一信號(hào)具有兩對(duì)以上獨(dú)立的接點(diǎn)分別用于本屏顯示。屏上的故障信號(hào)顯示能經(jīng)復(fù)歸后消除,復(fù)歸方式采取當(dāng)?shù)貜?fù)歸、遠(yuǎn)方復(fù)歸兩種。故障顯示配有燈光試驗(yàn)按鈕。直流系統(tǒng)正常/故障信號(hào)由監(jiān)控模塊通過(guò)RS485、RS232串口、RJ45接口或以太網(wǎng)光口方式傳至變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)采用高可靠性措施。這些措施通

13、過(guò)利用如下的技術(shù)以降低系統(tǒng)故障概率和有關(guān)影響正常運(yùn)行的隨機(jī)性:冗余措施。使用已證明具有高可靠性的元件。對(duì)系統(tǒng)安全,所選的不論是硬件還是軟件的冗余方式,均要求任何一個(gè)導(dǎo)致非安全條件的故障或故障組合,其表現(xiàn)出的發(fā)生概率應(yīng)小于10-11/工作小時(shí)。檢測(cè)校驗(yàn)過(guò)程要有足夠的頻度,使類似或等同故障在二次檢測(cè)之間不會(huì)發(fā)生。平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF全線系統(tǒng)可用性,應(yīng)在工程的144小時(shí)、試運(yùn)行、保證期內(nèi)測(cè)試。電磁輻射及兼容:對(duì)于電子設(shè)備應(yīng)考慮防電磁干擾措施。任何干系統(tǒng)的運(yùn)行都不應(yīng)受其它子系統(tǒng)產(chǎn)生之電磁輻射的影響,或受據(jù)經(jīng)驗(yàn)所知的城市電磁環(huán)境及地鐵環(huán)境的影響。應(yīng)提交EM兼容計(jì)劃。并應(yīng)采取措施,解決電磁干擾/兼容的

14、問(wèn)題以及允許輻射電平和對(duì)電磁輻射靈敏性的問(wèn)題。設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)成只需最少的調(diào)整和預(yù)防性維護(hù),以及運(yùn)行維護(hù)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括故障隔離及診斷措施,以減少設(shè)備修復(fù)時(shí)間、維護(hù)材料和人工成本;通過(guò)制定合理的維修/更換策略、在線維修措施及維修支持設(shè)備的最佳運(yùn)用來(lái)減少停機(jī)時(shí)間;電子設(shè)備應(yīng)維修到板級(jí)。設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)的原則,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)留有擴(kuò)展能力,以適應(yīng)遠(yuǎn)期擴(kuò)展。第二節(jié)系統(tǒng)遵循的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范系統(tǒng)遵循的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范以國(guó)標(biāo)(GB相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為主,不足部分參照IEC標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)電力部DL標(biāo)準(zhǔn),牽引供電系統(tǒng)和工程質(zhì)量驗(yàn)評(píng)可遵循鐵道部(TB相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),以及“鐵運(yùn)”相關(guān)安全規(guī)程。在以下標(biāo)準(zhǔn)中若有偏差將遵循就高不就低原則,在項(xiàng)目執(zhí)行中有新標(biāo)準(zhǔn)頒布,將按新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。在本項(xiàng)目中采用的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范為 第三節(jié) 系統(tǒng)基本功能描述 1、取水泵閘 35kV 變電站系統(tǒng)基本功能 2、輸水泵閘 10kV 變電站系統(tǒng)基本功能 3、下游水閘 10kV 變電站系統(tǒng)基本功能 4、電力監(jiān)控和變電所自動(dòng)化系統(tǒng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基本功能 第四節(jié) 系統(tǒng)集成方案 1、 供電系統(tǒng)構(gòu)成 2、 取水泵閘 35kV 變電站系統(tǒng)集成方案 3、 輸水泵閘 10kV 變電站系統(tǒng)集成方案 4、 下游水閘 10kV 變電站系統(tǒng)集成方案 5、 電力