水泥廠初步設(shè)計(jì)變電站簡述

水泥有限企業(yè)二期4000t/d熟料水泥

生產(chǎn)線工程

nokv總降壓站設(shè)計(jì)闡明

設(shè)計(jì)：—

校對：_

專業(yè)負(fù)責(zé)人：_

審核：—

審定：_

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：_

目錄

L概述............................................2

2.電氣主接線..................................4

3.負(fù)荷計(jì)算....................................4

4.無功功率賠償..................................5

5.短路電流計(jì)算..................................5

6.主設(shè)備選型..................................6

7.“五防”配置................................10

8.電氣總平面布置..............................11

9.過電壓保護(hù)及接地............................12

10.二次接線及繼電保護(hù)..........................12

11.調(diào)度與通訊..................................17

12.采暖通風(fēng)部分................................17

13.火災(zāi)報(bào)警視頻監(jiān)控部分..........................18

14.照明部分....................................18

15.保安電源....................................18

1、概述

1.1建設(shè)規(guī)模

本項(xiàng)目一期生產(chǎn)線已經(jīng)建成一座110/10.5kV總降壓站，既有一

臺(tái)主變壓器容量為40000kVA,并且預(yù)留了二期主變壓器的位置，高

壓線桿為一桿雙線，預(yù)留了二期高壓線架設(shè)位置。

二期總降從距廠區(qū)800m時(shí)變電站引一路UOkV電源，架空引入,

與一期線路同塔架設(shè)。二期UOkV采用GIS線變單元，UOkV側(cè)與一

期不聯(lián)絡(luò)；10kV側(cè)與一期聯(lián)絡(luò)，一期已經(jīng)設(shè)計(jì)并已安裝了隔離柜。

1.2設(shè)計(jì)范圍

UOkV進(jìn)線終端桿塔之后的llOkV變電所（二期）工程設(shè)計(jì)。

通訊屏一期已經(jīng)設(shè)計(jì)，二期與一期共用。

UOkV變電所照明及火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警一期己經(jīng)設(shè)計(jì)，二期不用考慮。

UOkV變電所防雷接地一期已經(jīng)設(shè)計(jì)，二期設(shè)備直接連接至一期

預(yù)留接口處。

1.3設(shè)計(jì)根據(jù)

?水泥有限企業(yè)與設(shè)計(jì)企業(yè)簽訂日勺設(shè)計(jì)協(xié)議。

?GB50059-2023＜〈35?HOkV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范＞＞

?GB50060-2023?3?llOkV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范＞＞

?GB50227-2023＜〈并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范〉

?GB50062-2023?電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)

范＞＞

?GB50034-2023＜〈建筑照明設(shè)計(jì)原則〉〉

?GB50229-2023〈〈火力發(fā)電廠與變電所設(shè)計(jì)防火規(guī)范〉

?DL/T620-1997＜〈交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合＞＞

?GB50065-2023交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)》

?GB50057-2023《:建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》

1.4站址選擇

本站為顧客變電站，站址設(shè)在廠區(qū)正北方向，交通運(yùn)送以便。整

年主導(dǎo)風(fēng)向北偏西北,變電站位于上風(fēng)口。

L5氣象條件

年平均氣溫：17.0℃

極端最高氣溫：38.9℃

極端最低氣溫：-11.2℃

最熱月平均氣溫：29.0℃

最冷月平均氣溫：-4.8℃

年平均降雨量：1450mm

日最大降雨量：191.2mm

年平均相對濕度:75%

主導(dǎo)風(fēng)向：北偏西北

最大積雪厚度：9cm

廠區(qū)海拔高度：96、120m

1.6其他條件

污穢等級(jí)IH級(jí)

地震烈度VI度

1.7值班人員設(shè)置

總降壓站按照廣2人值守設(shè)計(jì)。

2、電氣主接線

本工程一期和二期llOkV系統(tǒng)均采用線變單元接線方式，一期與

二期GIS不聯(lián)絡(luò)。10kV側(cè)一期和二期聯(lián)絡(luò)，一期已經(jīng)設(shè)計(jì)并已安裝

了隔離柜，二期設(shè)置母聯(lián)柜與一期隔離柜連接。正常運(yùn)行狀況下，母

聯(lián)柜與一期和二期進(jìn)線柜做連鎖（三臺(tái)斷路器只容許兩臺(tái)同步合閘）;

僅某期變壓器出線故障時(shí)，合上母聯(lián)柜，保證兩條生產(chǎn)線部分重要負(fù)

荷供電。

3、負(fù)荷計(jì)算（項(xiàng)目一期）

裝機(jī)功率計(jì)算有功

#2主變負(fù)荷

Pe(kW)Pjs(kW)

二期原料磨配電站1592011144

二期窯頭配電站64304830

二期水泥磨配電站92306461

二期水泥磨配電站（預(yù)留）76305341

2#主變壓器總負(fù)荷3921026800

二期余熱發(fā)電90006500

考慮余熱發(fā)電后#2主變3021020300

根據(jù)以上計(jì)算，#2主變壓器選用25000kVA,與2主變負(fù)荷率為

85.5%。

4、無功功率賠償

無功功率采用靜電電容器賠償，總降壓站既有兩套電容賠償裝

置，容量分別為4200kVar和5400kVar,從目前運(yùn)行狀況看一套

5400kVar即可滿足一期生產(chǎn)線的J賠償容量，因此，總降二期改造時(shí)將

運(yùn)用原4200kVar這套電容賠償裝置，不再新增。在二期各電氣室和

變電所的低壓母排上設(shè)低壓電容集中賠償裝置，根據(jù)設(shè)定的功率因數(shù)

自動(dòng)投切，采用可控硅自動(dòng)投切。通過以上賠償，滿足110kV側(cè)功

率因數(shù)不不大于0.95日勺規(guī)定。

5、短路電流計(jì)算

5.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

?系統(tǒng)極大運(yùn)行方式下上級(jí)110kV母線阻抗值(暫缺)

?基準(zhǔn)容量：1OOMVA

5.2最大運(yùn)行方式下的短路電流

短路點(diǎn)

llOkV母線10kV母線

項(xiàng)目

短路點(diǎn)平均電壓Up(kV)11510.5

基準(zhǔn)電流Ij(kA)0.5025.499

超瞬變短路電流有效值I”(kA)暫缺20.82

短路沖擊電流值ich(kA)暫缺53.2

6、主設(shè)備選型

6.1主變壓器(二期)

名稱：三相油浸自冷式有載調(diào)壓雙繞組電力變壓器

型號(hào)：SZ13-25000/110

額定容量：25000kVA

額定電壓：

一次側(cè)：110±8X1.25%kV

二次側(cè)：10.5kV

相數(shù)：三相

頻率：50Hz

阻抗電壓比例：10.5%

冷卻方式：油浸目冷

連接組別：Yn,d-ll

有載調(diào)壓特性：十七檔8±1.25%

6.2llOkV配電設(shè)備（二期）

名稱：SF6組合電器(GIS)

額定電壓：HOkV

標(biāo)稱電壓：126kV

額定頻率：50Hz

額定電流：2023A

額定短路開斷電流:40kA

額定峰值耐受電流:100kA

控制電源電壓：DC220V

電機(jī)額定電壓：DC220V

6.3llOkV斷路器

名稱：SF6斷路器

操作機(jī)構(gòu)：彈簧機(jī)構(gòu)

額定電壓：HOkV

標(biāo)稱電壓：126kV

額定頻率：50Hz

額定電流：2023A

額定短路開斷電流:40kA

額定峰值耐受電流:100kA

控制電源電壓：DC220V

電機(jī)額定電壓：DC220V

6.4llOkV隔離開關(guān)

名稱：隔離開關(guān)

操作機(jī)構(gòu)：電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)

額定電壓：llOkV

標(biāo)稱電壓：126kV

額定頻率：50Hz

額定電流：2023A

額定短路開斷電流:40kA

額定峰值耐受電流:100kA

控制電源電壓：DC220V

電機(jī)額定電壓：DC220V

6.5llOkV接地開關(guān)

名稱：接地開關(guān)

操作機(jī)構(gòu)：電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)

額定電壓：llOkV

標(biāo)稱電壓：126kV

額定頻率：50Hz

額定電流：2023A

額定短路開斷電流：40kA

額定峰值耐受電流：100kA

控制電源電壓：DC220V

電機(jī)額定電壓：DC220V

6.6UOkV電流互感器

名稱：電流互感器

額定電壓：UOkV

標(biāo)稱電壓：126kV

額定頻率：50Hz

額定短路熱穩(wěn)定電流：40kA

額定短路動(dòng)穩(wěn)定電流：100kA

一次電流：見系統(tǒng)圖

二次電流：5A

精確級(jí)次:

計(jì)量繞組：0.2S

測量繞組：0.5

保護(hù)繞組：3*10P20

互感器容量：30/30/30/30/30VA

6.7llOkV電壓互感器

名稱：電壓互感器

標(biāo)稱電壓：126kV

額定頻率：50Hz

額定短路熱穩(wěn)定電流：40kA

額定短路動(dòng)穩(wěn)定電流：100kA

一次繞組額定電壓：HOkV

二次繞組額定電壓：2*100/V3

剩余繞組額定電壓：100V

精確級(jí)次:

計(jì)量繞組：0.2

測量繞組：0.5

剩余繞組：3P

互感器容量：75/120/300VA

6.810.5kV開關(guān)柜

名稱：中壓開關(guān)柜

型號(hào)：KYN28A-12

額定電壓：10.5kV

額定頻率：50Hz

額定電流:見系統(tǒng)圖

額定短路開斷電流:31.5kA

額定峰值耐受電流：80kA

控制電源電壓：DC220V

6.9所用電柜

本站二期設(shè)50kVA所用變壓器一臺(tái),裝設(shè)在二期所用變室內(nèi)。二

期所用變低壓側(cè)連接至一期交流屏，作為站用交流備用電源。所用變

壓器的參數(shù)如下：

型號(hào)：SCI1-50/10

額定容量：50kVA

形式：干式

額定電壓:

一次側(cè)：10kV

二次側(cè)：0.4kV

相數(shù)：三相

頻率：50Hz

連接組別：D,yn-11

6.10高壓電容賠償裝置

2#電容賠償額定容量：4200kVar（運(yùn)用一期既有設(shè)備）

額定電壓：10kV

額定頻率:50Hz

每套高壓電容賠償裝置包括如下設(shè)備：電容器、電抗器、噴逐式

熔斷器、避雷器、放電線圈等。

6.1110kV斷路器

名稱：真空斷路器

操作機(jī)構(gòu)：彈簧機(jī)構(gòu)

額定電壓：10.5kV

額定頻率：50Hz

額定電流：見系統(tǒng)圖

額定短路開斷電流：31.5kA

額定峰值耐受電流：80kA

控制電源電壓：DC220V

7、“五防”配置

7.1110KV配電裝置的聯(lián)鎖

斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等所有開關(guān)設(shè)置電氣聯(lián)鎖，以保證

系統(tǒng)安全與人身安全。隔離開關(guān)與接地開關(guān)之間采用機(jī)械閉鎖裝置，

隔離開關(guān)閉合時(shí)，不能合接地開關(guān)，接地開關(guān)閉合時(shí)，隔離開關(guān)不能

合。

進(jìn)線間隔設(shè)有單相帶電指示器，與進(jìn)線處迅速接地刀聯(lián)鎖。

7.2lOkV高壓開關(guān)柜的“五防”閉鎖

?小車進(jìn)退機(jī)構(gòu)與斷路器之間閉鎖

當(dāng)斷路器處在合閘狀態(tài)時(shí)，通過機(jī)械聯(lián)鎖使小車處在鎖定狀態(tài)，

防止帶負(fù)荷推拉小車。

小車未推到位或處在拉出位置時(shí)，通過機(jī)械和電氣聯(lián)鎖保證斷路

器不能合閘。

?小車與接地開關(guān)之間閉鎖

只有當(dāng)小車移出柜外時(shí)，才能合上接地開關(guān)；接地開關(guān)合上時(shí)，

小車不能推進(jìn)柜內(nèi)。

?二次插頭和小車鎖定機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)鎖

二次插頭未插好，小車不能進(jìn)入鎖定狀態(tài)。只有當(dāng)小車處在拉出

位置時(shí)，才能拔下二次插頭。

?柜后門與接地開關(guān)及斷路器間聯(lián)鎖

后門完全關(guān)閉后，斷路器才能合閘；只有接地開關(guān)合上后，后門

才能打開。

7.3其他電氣閉鎖系統(tǒng)

在成套電容賠償裝置前、后門裝設(shè)電磁鎖，進(jìn)線處裝有帶電顯示

裝置，可以控制電磁鎖。當(dāng)進(jìn)線處有電壓時(shí)，電磁鎖鎖住電容賠償裝

置前后門；當(dāng)電容賠償裝置前、后門沒有完全關(guān)閉時(shí)，不能合配電開

關(guān)柜的斷路器。

8、電氣總平面布置

本變電站一期土建工程已經(jīng)完畢，預(yù)留了二期設(shè)備位置。整個(gè)建

筑物長28米，寬17.6米，占地面積493平方米（包括室外變壓器的

占地面積），建筑面積748.5平方米。

llOkV配電裝置布置在二層平面，寬9.6米，長15.5米，層高

7.5米。

變壓器為在一層平面戶外布置。由于兩臺(tái)變壓器之間距離太小，

中間加防火隔墻。

控制室布置在二層平面。二期主變保護(hù)屏、主變測控屏及線路保

護(hù)屏都安裝在本控制室中。

10kV開關(guān)室布置在一層平面，寬9.6米，長19.5米，層高5.0

米。兩期開關(guān)柜均為雙列面對面布置，中間采用封閉式母線橋連接。

電容器室布置在一層平面，獨(dú)立房間。電容器柜單列布置。

電氣設(shè)備間之間門采用防火門。

9、過電壓保護(hù)及接地

9.1過電壓保護(hù)

為防止雷電波侵入本站，在HOkV進(jìn)線處、變壓器中性點(diǎn)設(shè)置

氧化鋅避雷器。在10kV母線處裝設(shè)大容量過電壓保護(hù)裝置，安裝在

IOkV開關(guān)柜內(nèi)。

為防止在操作真空斷路器時(shí)產(chǎn)生的I操作過電壓，在各出線回路裝

設(shè)過電壓保護(hù)裝置，安裝在10kV開關(guān)柜的電纜室。

9.2防雷

一期已經(jīng)所有完畢。

9.3接地

一期己經(jīng)完畢一期設(shè)備可靠接地，二期新增設(shè)備連接至一期預(yù)留

接地接口。

10、二次接線及繼電保護(hù)

10.1直流系統(tǒng)

直流電源一期已經(jīng)考慮了二期容量和回路預(yù)留，為此總降控制室

內(nèi)二期的直流電源直接引自直流屏備用回路。

10.2繼電保護(hù)

繼電保護(hù)采用數(shù)字式微機(jī)保護(hù)裝置，具有遙控、遙信、遙測、遙

調(diào)、遙脈功能。保護(hù)配置如下：

(l)110kV線路差動(dòng)保護(hù)

?UOkV進(jìn)線裝設(shè)線路縱差保護(hù)，與上級(jí)縱差屏配對設(shè)置。

(2)主變壓器保護(hù)

?比例制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)，動(dòng)作于跳開主變兩側(cè)斷路器。

?UOkV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)，動(dòng)作于跳開主變兩側(cè)斷路

器。

?10kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)，動(dòng)作于跳開主變10kV側(cè)

斷路器和10kV母聯(lián)斷路器。

?非電量保護(hù)(本體重瓦斯、壓力釋放、有載調(diào)壓開關(guān)重瓦斯),

動(dòng)作于跳開主變兩側(cè)斷路器。

本體輕瓦斯、本體油溫高、本體油位低、有載輕瓦斯、有載油位

低動(dòng)作于信號(hào)。

(3)10kV配電變壓器保護(hù)

?電流速斷、過電流，動(dòng)作于跳閘。

?零序保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?重瓦斯保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?輕瓦斯、溫度，動(dòng)作于報(bào)警。

(4)高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)

?2023kW及以上日勺電機(jī)，設(shè)比例制動(dòng)日勺差動(dòng)保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?過熱保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?零序保護(hù)，動(dòng)作于報(bào)警。

?低電壓保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

(5)電容器保護(hù)

?電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?過電壓保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?低電壓保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?不平衡電壓保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?零序保護(hù)，動(dòng)作于報(bào)警。

(6)10kV線路保護(hù)

?電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?過負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。

?零序保護(hù)，動(dòng)作于報(bào)警。

10.3電氣測量

配電變壓器回路：裝設(shè)綜合電能表，測量電流、有功電度。

電機(jī)回路：裝設(shè)綜合電能表，測量電流、有功電度。

10kV進(jìn)線回路：裝設(shè)綜合電能表，測量電流、電壓、有功電度、

無功電度、有功功率、無功功率、功率因數(shù)。

電容器回路：裝設(shè)綜合電能表，測量電流、無功電度。

母聯(lián)柜：裝設(shè)電流表。

10.4計(jì)量

UOkV進(jìn)線裝設(shè)計(jì)量裝置，計(jì)量屏與一期合用同一種屏，在原一

期計(jì)量屏里增長計(jì)量電表(原一期已預(yù)留了安裝計(jì)量表的位置)。計(jì)

量用電流互感器日勺精度等級(jí)為0.2S級(jí)，電壓互感器的精度等級(jí)為0.2

級(jí)。

計(jì)量屏的端子應(yīng)加封簽，計(jì)量屏內(nèi)計(jì)量表計(jì)的設(shè)置與供電部門協(xié)

商決定，選擇符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T規(guī)定的產(chǎn)品。

10.5監(jiān)控系統(tǒng)

(1)控制功能

?llOkV斷路器的控制操作

控制操作具有四層操作可供選擇，第一層控制設(shè)置在站內(nèi)監(jiān)控計(jì)

算機(jī)工作站上，可通過鍵盤或鼠標(biāo)進(jìn)行控制操作，作為在站內(nèi)操作控

制的重要操作方式。

第二層控制設(shè)置在主變保護(hù)柜上，完全獨(dú)立于通訊網(wǎng)絡(luò)，通過選

擇開關(guān)和控制開關(guān)直接面向?qū)ο蟮牟僮鞣绞剑捎美鲜降亩谓泳€對

斷路器實(shí)行控制，重要作為當(dāng)通訊網(wǎng)絡(luò)完全失效，而不能通過遠(yuǎn)動(dòng)通

道在調(diào)度中心和站內(nèi)監(jiān)控計(jì)算機(jī)工作站上對斷路器控制操作的一種

后備方式。

第三層控制設(shè)置在遠(yuǎn)方調(diào)度控制中心，遠(yuǎn)方調(diào)度中心運(yùn)行值班人

員可通過遠(yuǎn)動(dòng)通道對變電站斷路器控制操作。

第四層控制在11OKV斷路器就地操作機(jī)構(gòu)箱上，通過選擇開關(guān)和

控制按鈕進(jìn)行操作控制，重要作為開關(guān)檢修、調(diào)試時(shí)用，也是控制操

作的最終后備方式。

?10kV斷路器的控制操作

第一層控制設(shè)置在站內(nèi)監(jiān)控計(jì)算機(jī)工作站上，可通過鍵盤或鼠標(biāo)

進(jìn)行控制操作，作為在站內(nèi)操作控制的重要操作方式。

第二層控制設(shè)置在保護(hù)屏或開關(guān)柜上，完全獨(dú)立于通訊網(wǎng)絡(luò)，通

過選擇開關(guān)和控制按鈕進(jìn)行操作控制，重要作為開關(guān)檢修、調(diào)試時(shí)用，

也是控制操作日勺后備方式。

(2)監(jiān)測功能

?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集分為二部分：一部分為來自現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，另一部

分為微機(jī)采集裝置和自動(dòng)裝置傳送的有關(guān)數(shù)字信息，包括交流模擬

量、電度量及開關(guān)量。

模擬量信號(hào)為來自現(xiàn)場PT、CT二次側(cè)和站用變的交流模擬量，

主變溫度量。

開關(guān)量輸入回路的信號(hào)電源采用DC220V引入采集裝置。

部分信號(hào)通過通訊方式傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)中。

?數(shù)據(jù)處理

系統(tǒng)對所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及監(jiān)測，根據(jù)電壓量、電流量

計(jì)算有功、無功功率、功率因數(shù)等。