南方电网110kv变电站典型设计.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date南方电网2012年110kV变电站典型设计目录南方电网公司110kV500kV变电站标准设计(V1.0)第三卷 110kV变电站第六册 110B -G1a方案南方电网公司2012年12月-一、设计说明目 录 1 总的部分11.1 适用范围11.2 主要技术特点11.3 使用边界条件11.4 方案的模块拼接11.5 绿色设计原则11.6 模块的电气二次部分21.7 模块
2、的建构筑物21.8 本模块主要技术经济指标22 电气一次部分32.1 电气主接线32.2 主要电气设备选择32.3 绝缘配合与设备的绝缘水平42.4 电气总平面布置52.5 站用电及照明62.6 防雷接地62.7 电缆设施63 电气二次部分73.1 系统继电保护73.2 安全自动装置83.3 调度自动化83.4 电能采集系统93.5 二次安全防护93.6 元件保护93.7 计算机监控系统93.8 同期113.9 信号系统113.10 直流系统123.11 交流不间断电源系统133.12 时间同步系统133.13 电能质量监测系统133.14 视频及环境监测系统133.15 消防及火灾自动报警系
3、统143.16 二次设备的布置143.17 抗干扰措施及二次电缆的选择143.18 二次系统防雷144 电力系统通信154.1 通信系统业务要求154.2 设备配置原则164.3 通信设备布置要求165 土建部分175.1 变电站总体布置175.2 建筑设计185.3 结构设计195.4 供暖通风与空气调节205.5 给水排水205.6 消防211 总的部分1.1 适用范围本方案适用于远期2台主变建设规模的110kV GIS全户内变电站。1.2 主要技术特点CSG-110B-G1a方案的主要技术特点如下: 序号项目名称技术特性1建设规模主变压器本期263MVA(站内编号1、2),远期2x63M
4、VA110kV本期2回,远期2回10kV本期主变低压各装设36012kvar并联电容器组。远期每组主变低压侧装设36012kvar并联电容器组2电气接线110kV本期及远期采用内桥接线。10kV本期及远期采用单母线分段接线 3主要设备选型主变压器三相双绕组自冷有载调压电力变压器。110kV户内GIS设备单列布置。10kV户内移开式金属封闭高压真空开关柜。4.配电装置布置形式主变压器主变户内布置110kV采用户内GIS设备单列布置,架空进、出线。10kV采用KYN开关柜户内双列布置。5电气二次二次设备布置形式集中布置直流系统按双充双蓄配置,单母线分段接线,电压采用110V或220V配置计算机监控
5、系统按无人值班设计继电保护及安全自动装置采用微机型设备 6土建结构:采用现浇钢筋混凝土框架承重体系,现浇钢筋混凝土楼板、屋面板,砖墙维护,便于建筑房间的布置灵活,结构整体性好,抗震性能良好,较钢结构防火性能好。 1.3 使用边界条件(1)方案不涉及系统接入论证,只是根据南方电网变电站普遍情况提出的典型建设规模。(2)方案不涉及短路电流计算,只是根据主流设备的制造与使用情况提出各电压等级的短路电流水平。(3)方案适用的站址自然条件海拔:1000m以下;地震基本烈度:7度(0.10g);设计基本风压:按不大于0.75kN/m2考虑,50年一遇;覆冰:10mm以下;地基承载力特征值:fak=150k
6、Pa;(不考虑地下水腐蚀性)污区:d级地形条件:站址按已平整考虑凡站址自然条件较以上标准设计给定的条件恶劣时, 工程设计应依照有关规范作相应的调整。(4)方案适用的站址外部条件 a) 人口密度高,土地昂贵地区。b) 外部条件限制,站址选择困难区域。c) 特殊环境条件地区,如污秽严重地区、高地震烈度或高海拔地区。凡站址自然条件较以上标准设计给定的条件恶劣时, 实际工程设计应依照有关规范作相应的调整。1.4 方案的模块拼接(1)实际工程可通过使用本方案其他G1层模块组合而成。具体G1层模块见应用手册。(2)实际工程可通过使用G2层模块进行规模调整。具体G2层模块见应用手册。(3)模块拼接注意事项1
7、)对于本方案不能直接适用的变电站,需要因地制宜进行分析后,选择合适的G1层模块,按照同类方案的设计原则进行,结合G2层模块的规模调整,形成所需要的设计方案。1.5 绿色设计原则(1) 电气接线在满足可靠性、灵活性的前提下,力求做到经济合理,简单可靠,节省一次设备;电气接线的选择要为减少配电装置占地面积创造条件,应方便初期过渡及后期扩建。(2)优先考虑性价比高、维护少、环境影响小的电气设备,宜选用占地面积小、损耗、噪音及电磁干扰水平低的电气设备。照明灯具应采用环保型节能灯具。10kV并联电抗器户内布置时,带有效的减震和隔震措施。(3)变电站配电装置布置在满足安全可靠、技术先进、运行维护方便的前提
8、下紧凑、合理。同等规模下各电压等级区域的占地面积符合电力工程项目建设用地指标(火电厂、核电厂、变电站和换流站)(2010年版)规定。(4)变电站总体规划按最终规模统筹规划,预留发展用地按最终规模一次性征地,分期建设。(5)在条件允许的情况下,优先利用市政道路作为城市户内变电站的消防通道。(6)钢管柱构(支)架、房屋钢结构采用冷喷锌防腐工艺,体现绿色、低碳设计理念。(7)采取有效措施避免管网漏损,站前区广场、操作小道铺设渗水材质,绿化物种选择适宜当地气候和土壤条件的植物,以草坪和灌木为主,建筑围护结构内部和表面无结露、发霉现象。(8)生活给水系统设置合理,有条件时充分利用市政供水压力,加压供水压
9、力不大于0.35MPa。生活给水设备采用变频、叠压等节能型给水设备。(9)站内裸露场地按下列要求覆盖保护:1)水资源充沛地区,植草绿化;2)水资源缺乏地区,采用碎石、卵石等覆盖;3)湿陷性黄土地区和盐渍土地区,采用灰土封闭处理。(10)生活污水及含油废水处理达标后排放,减少对周围环境的影响。选用用水定额, 按GB 50015建筑给水排水设计规范及DL/T 5143变电所给水排水设计规程选用给水用水定额,不超过最高值,缺水地区采用低值。(11)雨水充沛地区,合理利用站前区、配电装置场地等区域的空地进行绿化。(12)尽量控制建筑物体积,干旱缺水地区采用继保下放布置,避免采用水消防系统,主变消防采用
10、合成泡沫喷雾等节水型灭火系统。(13)建筑材料中有害物质含量符合GB 18580GB 18588以及GB 6566建筑材料放射性核素限量的要求。(14)建筑外观简洁大方,体现工业化特征,建筑造型元素简约,无大量装饰性构件。土建与装修工程一体化设计施工,不破坏和拆除已有的建筑构件及设施,避免重复装修。(14)主变室内墙贴吸声板,衰减主变室内的反射噪声,减少噪声对周围环境的影响。(15)雨淋阀间户内布置,节省了用地,方便设备维修保养,延长设备使用周期,使变电站外观整齐美观。(16)卫生器具选用当前国家鼓励发展的节水设备(产品)目录中公布的设备、器材和器具,所有器具满足CJ 164节水型生活用水器具
11、及 GBT 18870节水型产品技术条件与管理通则的要求。(17)变电站站界环境噪声排放值不超过GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准和GB3096声环境质量标准的规定。(18)通风及空调应采用低能耗设备,通风系统应选用低噪声风机1.6 模块的电气二次部分(1)与本110kV配电装置模块配套的二次公用模块有:二次公用模块1(110B-G1a-G1-0EGY6模块,继电器室集中布置) (2)具体工程基本模块中的二次设备实际数量通过电气一次对G2层模块调整来获得。1.7 模块的建构筑物(1)与本主变及110kV基本模块配套的建筑模块(110B-G1a-T模块及110B-G1a-Z模块)。1.8
12、 本模块主要技术经济指标项 目单位指 标备注围墙内用地面积h0.2520全站总建筑面积2359.39总投资万元4915.34单位造价元/kVA389.852 电气一次部分2.1 电气主接线电气主接线方案的选择要满足可靠性、灵活性和经济性的要求。此外,还应满足维护方便,具有一定的运行经验,并顾及投资省、占地面积少、接线过渡方便等要求。2.1.1 110kV电气接线本方案终期为2台63MVA主变压器,2回架空出线,2回主变架空进线,110kV采用内桥接线。本期建设2台63MVA主变压器、2回架空出线。110kV采用内桥接线,PT及避雷器配置在110kV出线线路侧。2.1.2 10kV电气接线本方案
13、终期2台主变,每台主变10kV侧带15回电缆出线,3组6012kvar电容器组,1台消弧线圈装置,10kV采用单母线分段接线,两台站用变压器分别接入1M、2M。受短路容量限制,10kV母线正常方式按分列运行考虑。2.1.3 中性点的接地方式110kV系统为有效接地系统,主变压器110kV中性点采用隔离开关接地方式。变压器中性点接地方式可以选择不接地或直接接地,可满足系统不同的运行方式。为补偿电容电流,限制过电压水平,提高运行可靠性,10kV系统接地方式采用10kV消弧线圈接地,本方案容量为900kVA。380/220V站用电系统采用中性点直接接地方式。2.2 主要电气设备选择2.2.1 设备选
14、择所有设备抗震能力应能满足八度地震烈度要求。方案站址按d级污区考虑,根据南方电网公司220kV500kV变电站设计电气技术导则,防污等级按级设计。110kV中性点直接接地系统爬电比距按不小于43.3mm/kV考虑(电压按Um/3计算,Um为系统最高运行电压)。10kV中性点非直接接地系统爬电比距按不小于34.6mm/kV考虑(电压按Um/3计算,Um为系统最高运行电压)。所有设备均按远景短路水平选择, 110kV配电装置为40kA,10kV配电装置为40kA或31.5kA。主要设备选择结果见表2.2.1-1。表2.2.1-1 主要电气设备选择结果表序号设备名称型 号 及 规 范备 注1三相双卷
15、油浸式自冷有载调压降压电力变压器主变型号:SZ11-63000/110;容量比:60,60MVA;电压比:110683 1.25/10.5kV;短路阻抗: Uk=16;连接组别:YN,dll;调压方式:有载调压;电压比及短路阻抗根据实际工程核算选择2110kV气体绝缘封闭式组合电器126Kva主母线、断路器、隔离开关:2000A,40kA;b.CT:主变、出线配5个绕组,0.2S/0.5S/5P/5P/5P,10/10/10/10/10VA,400800/1A,5P40;c桥间隔配4个绕组,0.5S/5P/5P/5P,10/10/10/10VA,6001200/1A。主母线、分支母线采用三相共
16、箱式。PT电压比:110/3:0.1/3:0.1/3:0.1kV, 0.2/0.5/3P,50/50/50VA。氧化物避雷器,110kV: 108/268310kV电容器组户内成套框架式,6012kvar/334kvar,单Y接线,串接5%干式铁芯电抗器。410kV高压柜中置移开式开关柜,配真空断路器;12kV;a. 主变进线柜、分段柜4000A, 40kA;b其它柜1250A,31.5kA。510kV电容器组户内成套框架式,6012kvar/334kvar,单Y接线,串接5%干式铁芯电抗器。6站用变压器干式节能型,200kVA,10.56232.5/0.4kV, D,yn11,Uk=47接地
17、变压器干式,900kVA,10.5kV,ZN接线8消弧线圈干式,900kVA,10.5kV带温控湿显装置910kV氧化锌避雷器Y5W1-17/45W,额定电压17kV,8/20mS雷电冲击残压不大于45kV 10低压开关开关柜0.38kV柜,GCK型注:1)10kV 站用变压器和接地变压器。站用变压器与接地变压器分开独立布置,其容量根据接地方式选择,宜选择干式设备,具体工程应按实际情况校验。2)对10kV 中性点接地方式,具体工程应根据实际条件进行校验2.2.2 导体选择母线的载流量按系统规划要求的最大通流容量考虑,按发热条件选择导线截面。出线选用LGJ400导线。各级电压设备引线按回路通过最
18、大电流选择导线截面。根据上述原则选择的导线结果见表2.2.2-1。具体工程选择导体时需进行核算。表2.2.2-1 导体选择表电压(kV)回路名称回路工作电流(A)导体选择备注110主母线890LGJ-500型由长期允许电流控制主变进线347LGJ-400型由经济电流密度控制出线756LGJ-400型由经济电流密度控制10主母线36373(TMY-12510)进线36373(TMY-12510)或绝缘铜管母线JTMP-12/4000A按主变63MVA考虑注:导线环境温度按40 2.3 绝缘配合与设备的绝缘水平2.3.1 110kV电气设备的绝缘配合2.3.1.1 避雷器的配置为防止线路侵入的雷电
19、波过电压, 110kV架空出线、10kV母线、主变压器110kV侧中性点均安装氧化锌避雷器。主变压器110kV中性点装设隔离开关,变压器中性点接地方式可以选择不接地或直接接地,满足系统不同的运行方式。2.3.1.2 电气设备的绝缘配合。1)避雷器参数选择。110kV和10kV避雷器均选择无间隙氧化锌避雷器,避雷器的主要参数参见表2.3.1-1。表2.3.1-1 避雷器的主要参数项目母线避雷器备注110kV额定电压( kV,有效值)108最大持续运行额定电压( kV,有效值)73操作冲击(30/60ms)2kA残压( kV,峰值)235雷电冲击(8/20s)10kA(5kA)残压(kV,峰值)2
20、68陡波冲击(1/5ms)10kA(5kA)残压( kV,峰值)2952)电气设备绝缘配合。110kV设备的绝缘水平由雷电冲击耐压确定,以避雷器雷电冲击10kA 残压为基准,配合系数取不小于1.4,110kV电气设备的绝缘水平及保护水平配合系数参见表2.3.1-2。表2.3.1-2 110kV电气设备的绝缘水平及保护水平配合系数设备名称设备的耐受电压值雷电冲击保护水平配合系数雷电冲击耐压( kV,峰值)1min工频耐压(kV,有效值)全波截波内绝缘外绝缘内绝缘外绝缘主变压器480450550200185实际配合系数450/268=1.68截波配合系数550/295=1.86其它电器550550
21、550*230230断路器断口间550550230230隔离开关断口间630230*其它电器设备中仅电流互感器承受截波耐压试验。2.3.2 10kV电气设备的绝缘配合2.3.2.1 避雷器的配置为防止线路侵入的雷电波过电压, 10kV母线安装氧化锌避雷器。2.3.2.2 电气设备的绝缘配合1)避雷器参数选择。10kV避雷器选择无间隙氧化锌避雷器,避雷器的主要参数参见表2.3.2-1。表2.3.2-1 避雷器的主要参数项目母线避雷器备注10kV额定电压( kV,有效值)17最大持续运行额定电压( kV,有效值)13.6操作冲击(30/60ms)2kA残压( kV,峰值)38.3雷电冲击(8/20
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