三房巷变电所初步设计说明书(共19页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上检索号：编 号：110kV三房巷升压站工程初 步 设 计说 明 书无锡供电设计研究院工程设计证书：苏设证丙字号 锡建设字315号2003年 4月110kV三房巷升压站工程初 步 设 计说 明 书总工 程 师：设 总：主任工程师：主要设计人：校 核：编 写：专心-专注-专业目 录1.概述I1.1 前言1设计依据11.2建设规模11.3设计范围11.4与线路设计分界点21.5所址条件21.6主变压器运输条件21.7主要技术经济指标22.系统条件32.1110KV母线短路容量设定32.2系统继电保护32.3通信通道组织要求32.4远方监控要求33.电气部分33.1电气主接线33.2短路电流及主要设备选择53.3过电压保护和接地63.4电气设备布置及配电装置73.5照明及动力83.6电气二次线93.7变电所自动化系统103.8对控制中心的功能要求123.9微机保护及自动装置配置123.10直流系统143.11交流所用电系统143.12电缆敷设与防火153.13辅助设施及其它154.土建部分154.1设计原始资料设定154.2所区布置与交通要求164.3建筑与装修164.4结构与基础174.5采暖通风174.6给水与排水系统185.环境保护和劳动安全卫生措施185.1生活废水、生活污水处理措施185.2噪声防治措施185.3环境绿化185.4消防185.5防SF6气体泄漏195.6安全防范19附录:附录1 所用负荷统计及所用变压器容量确定20附录2 蓄电池.充电装置型式及容量选择21附件:附件1 附件2 1. 概述1.1 前言江阴三房巷自备电厂位于江阴市东片的周庄镇东部原三房巷村南部三房巷工业区内，该地区历来是江阴地区经济发展比较迅速的地方。三房巷近期内已有6个批准的项目将在新工业园区内投资建设，迅速的发展造成了三房巷热、电负荷需求紧张。根据规划，三房巷将在新工业园区内建设一座高温高压级的热电厂。电厂本期建设2×30MW+2×15MW机组，建成后有部分电力可向电网供电，远景装机容量为3×30MW+3×15MW。根据区域电网情况及发展规划，电厂在新工业园区内建一座110kV升压站，热电厂所发电力通过10kV联络线直接送到110kV升压站10kV母线，主要电力通过升压站10kV母线馈给工业园区内的企业，内部消化。多余电力通过升压站上网。本期110kV三房巷升压站T接入220kV芙蓉变至220kV延陵变的110kV线路上。升压站远景将建成2回110kV线路，1回接至220kV芙蓉变作为主并网线，1回接至220kV延陵变作为备并网线。热电厂发电机侧开关作为第一并网点、第二解列点，110千伏升压变电所主变次总开关作为第一解列点和后备并网点。升压变电所配置相应的无功补偿、继电保护、交直流系统、远动通讯等设施，均按无人值班变电所设计。1. 2设计依据1、 关于下达三房巷实业股份有限公司110千伏升压变电所设计任务书的通知2、 110kV三房巷实业股份有限公司热电厂升压站设计联络会会议纪要1. 3建设规模远景规模：110kV 31.5MVA双圈三相电力变压器3台，110kV并网线路2回，一主一备。110kV双母线接线，10kV部分单母四分段。与电厂发电机10kV联络线6回，10kV负荷线路45回。10kV电容器为3×3600kvar，10kV接地变2台，分别接于T1、T2主变低压侧母线上，10kV消弧线圈3台分别接于T1、T2、T3主变低压侧母线上。本期工程：110kV 31.5MVA双圈三相电力变压器2台；110kV并网线1回；110kV双母线接线，10kV为单母三分段接线方式，II、III段本期搭接，与电厂发电机10kV联络线4回，10kV负荷线路30回。10kV电容器为2×3600kvar，10kV接地变2台，分别接于T1、T2主变低压侧母线上，10kV消弧线圈2台分别接于T1、T2主变低压侧母线上。1.4设计范围1.4.1本期新建2台31.5MVA主变（远景预留第3台31.5MVA主变）及相应的110kV户外PASS配电装置，10kV户内配电装置。1.4.2 10kV无功补偿并联电容器装置，10kV接地变及消弧线圈。1.4.3 交流所用电系统设备，过电压保护，接地和照明装置，1.4.4 直流操作电源系统设备的布置安装和接线；相应的继电保护及自动装置，测量及控制操作设备，远方微机测控系统设备的布置安装和接线；电缆及通信设施等。1.4.5 与电气设备相关的建筑物、构筑物，给水排水设施，通风设施。消防设施，安全防范及环境保护、绿化措施。1.5与线路设计分界点110kV配电装置以架空线耐张线夹（不含）为界。10kV配电装置以开关柜内电缆头为界。1.6所址条件 本升压站所址位于周庄工业园区内，地形平坦。周围工厂企业较多，污染较重。1.7主要技术经济指标1.7.1总投资： 万元单位造价：元 / kVA1.7.2材料消耗量（估量）：水泥： t钢材： t木材： m32. 系统条件2.1 110kV母线短路容量延陵变110kV母线短路容量：1968MVA芙蓉变110kV母线短路容量：1688MVA2.2 系统继电保护 2.3 通信通道组织2.4 远方监控3. 电气部分3.1 电气主接线3.1.1 主变压器升压站主变压器容量最终规模为3×31.5MVA，本期为2×31.5MVA。为便于无人值班管理，主变压器选用自冷有载调压型，型号为：SZ9-31500/110，电压等级110×2.5%/10.5kV，阻抗电压10.5%，接线组别YNd11。3.1.2 110kV配电装置110kV并网线远景2回，本期1回。110kV部分为双母线接线。进线间隔，主变间隔，母联间隔均采用PASS结构。3.1.3 10kV配电装置10kV部分远景单母四分段，本期单母三分段。T1主变带段母线，T2主变低压侧为A、B开关，分别接于、段母线（正常运行时A、B开关均合上，、段母线搭接），远景T3主变带段母线（本期不上）。主变低压侧分列运行，最终规模每台主变带负荷线路15回，与电厂发电机联络线2回，均采用电缆。3.1.4 无功补偿装于10kV母线侧，最终容量按3*3600kvar配置，本期配置2*3600kvar。3.1.5 接地变和消弧线圈由于升压站主变压器接线组别为YN，d11，低压侧无中性点引出，故考虑装设专用接地（所用）变压器，将其中性点引出后用来引接消弧线圈。本期T1、T2低压侧接地（所用）变各1台，消弧线圈各1台。远景T3主变低压侧只带接地消弧线圈1台。3.1.6中性点设备主变压器110kV侧中性点采用避雷器加保护间隙保护，也可经隔离开关接地。3.2 短路电流及主要设备选择3.2.1 短路电流计算在考虑主变低压侧不并列运行的况下短路电流计算阻抗见图3-1，图中阻抗均已归算为基准容量为100MVA的标幺值。 图3-1 计算阻抗图主变回路短路电流计算结果见下表：短路点编号短路点位置短路点平均工作电压短路电流周期分量起始值稳态短路电流有效值短路电流冲击值短路全电流最大有效值短路容量U(kV)I”(kA)I(kA)ich(kA)Ich(kA)S”(MVA)K1110kV母线K210kV母线30.6注：表中ich2.55I，Ich1.52I3.2.2 主要设备选择3.2.2.1 污秽等级本变电所配电装置除10kV配电装置外均为户外布置，由于周围工厂企业较多，污染较重，因此，所有电气设备的污秽等级为2.5级，要求电气设备的泄漏比距2.5cm/kV。断路器、隔离开关、流变选择见附表一、二、三。3.2.2.2 110kV PASS间隔设备3.2.2.3 10kV并联电容器并联电容器组布置在户内，为有利于消防，设计选用难燃介质的电容器组，采用装配式。3.2.2.4 10kV所变本变电所在10kV每段母线上各设一台所变，所用电计算容量为2×50kVA。设计考虑选用干式绝缘，并布置在10kV非标准开关柜内。3.2.2.5 导体本变电所110KV导线选用LGJQ-240。主变压器10kV侧额定电流为2309A，考虑到施工难度及对外不能停电的因素10kV主变进线考虑两个方案：一是从主变出来用10KV高压铝排母线接至10KV配电装置；二是从主变出来用10KV架空母线至10KV配电装置。设计推荐采用一方案。3.3 过电压保护和接地3.3.1 直击雷保护本变电所拟用4根30米避雷针作为对直接雷的保护。3.3.2 过电压保护为防止线路侵入的雷电波过电压，在110kV进线、主变压器10kV侧引出线、10kV每段母线及10KV架空出线上分别安装避雷器（全部采用氧化锌避雷器）。为保护主变压器中性点绝缘，在主变110kV侧中性点装设一台避雷器及放电间隙（间隙115mm）。10kV并联电容器根据规定装设氧化锌避雷器保护。3.3.3 接地升压站接地方式以水平接地体为主，辅以垂直接地极，主接地网用镀锌扁钢50×6。变电所主接地网接地电阻应不大于0.5。变电所四周与人行道相邻处，设置与主网相连接的均压带。本变电所10kV出线电缆有20根，对本变电所低压和通信线路及通向所外的管路，采用隔离接地措施。引出的10kV电缆和地下管线之间，交叉时避免相碰，并设绝缘护套。变电所内采取防静电接地及保护接地措施。考虑到微机监控系统对接地要求较高，二次设备室接地采用铜排。3.4 电气设备布置及配电装置3.4.1 电气总布置升压站110kV配电装置及主变压器为户外布置，10kV配电装置、并联电容器组等电气设备布置室内。110kV架空进线； 10kV出线及10kV联络线均采用电缆。二次设备室、电容器室及10kV配电装置一字排开，全为单层布置。3.4.2 配电装置3.4.2.1 110kV配电装置3.4.2.2 10kV配电装置10kV配电装置为单层布置，主变10kV电缆从柜下引入开关柜。10kV开关柜为双列，面对面布置，中间维护通道宽2.9米，柜后维护通道不小于1.2m。开关柜一次、二次电缆均敷设在电缆沟内。10kV配电室尺寸： 40m×9m×4.55m（长×宽×高）。3.4.2.2 并联电容器组10kV并联电容器布置在独立的电容器室内。3.5 照明及动力变电所正常照明由所用电交流屏供电，事故照明由直流屏供电。110kV配电装置及变压器照明采用投光灯。室内采用投光灯集中照明。10kV配电室及电容器室照明采用节能型荧光灯。二次设备室照明采用金属管型灯具配高效节能型荧光灯管，靠顶棚吊装。电气二次设备室、110KV及10KV配电装置、变压器间隔分别安装动力配电箱或电源箱，供给检修、试验和照明电源。3.6 电气二次线 3.6.1 电气二次设备室布置电气二次设备母线室内布置控制柜、主变压器保护柜、备自投及低周减载柜，公用设备柜、所用电柜、直流电源柜、远动通信柜及计量柜等。柜体尺寸均采用2360´800´600mm，色调一致，柜后加门的结构形式。室内设置工作台。3.6.2 二次回路的参数直流电压220V，交流电压380V/220V。电流互感器二次电流5A，电压互感器二次电压100V。3.6.3 防误操作闭锁10kV配电装置采用柜内带五防功能的机械闭锁，110kV采用厂家提供的机构中电气回路闭锁和电磁锁。3.6.4 电能计量表计的配置10kV线路及主变低压侧采用有功、无功合一的电子式电度表，具有远传功能。10kV电容器采用无功电度。计量选用独立的具有远传功能的电子式电度表。3.7 变电所自动化系统3.7.1 系统概述变电所自动化系统包括监控、保护、自动装置、智能化直流系统，智能型电度表及其它自动装置，它通过标准通信接口与网络互联进行信息交流，完成对设备保护、监测、控制、调节等功能，并能与调度通信实现四遥（遥测、遥控、遥信、遥调）。3.7.2 系统配置分层分布式结构，上层为系统管理层，由监控汇集单元、当地监控接口等组成。实现“遥测、遥控、遥信、遥调”及与调度通信联络，运行管理等功能。下层为交流数采、监控、保护系统。设有主变单元、10kV线路单元和电容器单元、交流所用电系统、直流系统、其它自动装置。根据建设单位的要求，保护全部采用电磁型。由于10KV开关柜上安装空间的原故，所以10kV线路和电容器组的保护安装在配电装置的开关柜上；监控、电度表采用集中组屏的方式。3.7.3 主要功能3.7.3.1 数据实时采集变电所自动化系统实时采集包括采集模拟量、状态量、脉冲量。模拟量主要采集：各级母线电压；线路、主变、电容器组的电流和功率；变压器的上层油温；直流系统及所用电系统的电压、电流等参数。状态量主要采集：断路器、隔离开关状态；有载调压分接头开关位置；各种保护的动作状态。脉冲量，由电度表输出脉冲信号，采集后累计或按峰、平、谷时段分段累计。一般通过数字通信传递，亦可通过硬接口输出。3.7.3.2 远方和就地操作、控制变电所自动化系统的监控系统可实现控制中心和调度的远方控制、操作，同时又在变电所电气二次设备室内留有微机接口，可接上监控机后进行全所控制操作，此外为考虑变电所事故状态的应急处理，在各种继电保护操作出口或10kV配电装置开关柜上保留就地控制手段。远方操作和变电所就地操作设置闭锁。3.7.3.3 电压和无功的调节控制根据系统需要和电网功率因素，无功及电压的综合变化实现变压器有载调压装置的自动调节和电力电容器组的自动投切，并发送状态信号。可分别实现自动、远方和就地操作方式。3.8 对控制中心的功能要求由于变电所内不设当地微机操作界面，仅留有接口。对变电所的运行及控制将由控制中心来完成，控制中心应具有以下功能：3.8.1 控制中心自动化系统的硬件和软件应采用标准化、模块化设计，配置灵活，扩充性好，具备在线自诊断和自恢复功能，便于检修和维护。3.8.2 提供交互式软件生成数据库，显示画面、报表，控制流程修改等一系列支撑软件，便于现场修改和扩充。3.8.3 汉字化、多种字符、多彩、多窗口显示，友好的人机界面，便于运行人员掌握和操作，实现画面、数据显示，数据修改，诊断检测。并根据运行需要打印各种信息和报表。3.8.4 数据处理、记录及设备管理能实现调度与管理，能对保护及其它装置动作记录和变电所运行的各种电气参数及各专业的历史数据进行存储、统计、处理。建立完整的运行操作、设备管理档案。3.8.5 事件顺序记录，越限报警当电力系统和运行设备发生故障，继电保护或自动装置动作，断路器跳闸，自动顺序记录；当设备运行异常，测量值越限时，自动报警显示打印记录。3.8.6 为了发挥微机的综合功能，该系统通过监控主机采集到的各操作对象的状态实时信息（包括断路器，隔离开关等），按防误操作规则，生成符合安全运行的操作票。3.8.7 根据需要可与各级调度通信。3.9 保护及自动装置配置3.9.1 主变压器主保护：差动保护 变压器重瓦斯保护(包括本体和有载调压装置)后备保护：110kV侧：复合电压闭锁过流保护 过负荷保护10kV侧：过流保护中性点： 零序电流保护其它保护：轻瓦斯（本体和有载调压装置）超温。压力释放阀动作报警3.9.2 10kV线路过流保护速断保护三相一次重合闸自动装置低周减载3.9.3 电力电容器组过流保护失压保护过电压保护差压保护3.9.4 自动装置110kV桥开关备自投；小电流接地检测装置；主变有载开关自动调整及电容器组自动投切。直流接地自动检测装置3.10 直流系统变电所自动化系统要求配置安全可靠的直流电源，本变电所采用两组半容量蓄电池组，两套充电装置接线，蓄电池容量： 50Ah、12V、36只。正常时两组同时工作，检修时可由一组蓄电池短时工作。充电机选用高频开关电源模块，以N+1冗余模式代替两组可控硅整流装置。直流系统接线为单母线分段接线，直流电压220V。直流柜选用智能型控制直流电源柜，运用微机技术对蓄电池、充电机等装置实现智能化实时管理，并可与变电所自动化系统的通信控制机接口，实现直流系统的四遥功能。3.11 交流所用电系统所用电系统低压接线采用三相四线制零线接地系统。两台所用变压器，为提高重要负荷的供电可靠性，所用电系统接线采用单母线分段接线，每台所变各带一段母线，重要负荷分别从两段母线双回供电。3.12 电缆敷设与防火户内采用电缆沟及埋管暗敷方式。 屏蔽层接地措施按国标GB 50217-94电力工程电缆设计规范要求设计。各相电流和电压线及其中性点线分别置于同一电缆内。电缆防火延燃措施按国标GB 50217-94电力工程电缆设计规范中电缆防火和阻止延燃措施设计。3.13 辅助设施及其它变电所内不设电气试验室，电气试验由建设单位考虑集中统一安排。有关继电保护、通信调试仪表及SF6气体检测、水份分析等设备，本设计仅在概算中列入补助费用，由建设单位统筹安排和采购。4. 土建部分附录1 所用负荷统计表及所用变压器容量选择序号名 称额定容量（kW）负荷类型1通 信3经常、连续2110kV油压机1.5断续、短时310kV操动机构0.825断续、短时4充电整流器5经常、连续5监控电源1经常、连续6保护电源1经常、连续7主控制楼动力15不经常、断续8主控制楼空调5经常、连续9主控制楼通风2.46经常、连续小计动力负荷P134.7851110kV加热1经常、连续210kV加热3.1经常、连续小计加热负荷P24.11110kV配电装置照明6短时、连续210kV配电装置照明6短时、连续3户外照明6短时、连续4主控制楼照明3短时、连续小计照明负荷P37.8由220kV500kV变电所所用电设计技术规程中公式3.1.2 S=0.85P1P2P3/cosf =0.85×34.7854.17.8÷0.6 =46.67kVA 由此，所用变压器容量可选50kVA。附录2 蓄电池、充电装置型式及容量选择直流负荷统计表负荷名称经常负荷事故负荷冲击负荷事故放电电流(A)P(kW)I(A)P(kW)I(A)P(kW)I(A)监控及保护装置1.587.187.18事故照明313.6313.63主变两侧跳闸3.75合计3.7520.81蓄电池型式及容量选择1、蓄电池个数的确定按每只蓄电池电压为12V考虑，共需18只(另外增加1只作备用，平时接入蓄电池组)，如换算到每只2V需108只。2、蓄电池容量选择参照火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定附录D“阶梯负荷计算法”计算：选择蓄电池容量C10=100Ah。另外考虑一组备用，共2组。充电装置型式及容量选择参照火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定附录B21计算。 Uc=nUcm=108×2.70=291.6(V)选择充电设备：300V 20A