66kV高台变新建工程可行性研究报告.docx
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66kV高台变新建工程可行性研究报告
66kV高台变新建工程可行性研究报告
1工程概述
1.1设计依据
1.1.1哈尔滨电网“十二五”规划报告；
1.1.2与本工程有关的其他重要文件有《县中小城镇及农村电力网发展规划》、《电力网“十二五”规划》《农网改造升级三年（2010-2012年）规划》；
1.1.3黑龙江省电力有限公司企业标准：
《输变电工程建设设计技术原则》；
1.1.4国网公司《220kV输变电项目可行性研究深度规定》；
1.1.5设计咨询合同。
1.2工程背景
镇是县的政治、文化、教育中心，一直由一座66kV二次变（镇西侧）保障电力供应，担负着整个城区的供电、亚麻厂、水泥厂、开发区，而且还担负着高台乡、新村乡2个乡镇的供电，目前已经严重过负荷，如果遇到二次变检修停电，整个县城和2个乡镇全部停电，给地方经济的发展、居民生活生产带来诸多不便。
二次变建设于上世纪七十年代，现运行的主变是1988年4月生产的，随着经济的发展和社会的进步，城镇居民生产生活用电飞速增长，按照变当时的设计运行水平，现在的变电能力根本不适应电能需求。
1.3设计水平年
本工程根据电网规划选定2011年为设计水平年，展望到2020年。
1.4主要设计原则
1.4.1本期工程满足镇等周边地区今后十年负荷发展的需要。
1.4.2主要遵照《黑龙江电网建设与改造技术导则》、《电力系统设计技术规程》、《电力系统安全稳定导则》等相关技术导则、设计规程。
1.4.3采用国网公司推行的典型设计和典型设备。
1.5设计范围及配合分工
本可研编制的范围包括：
电网现状分析，电力需求分析，负荷预测，新建变电站工程供电方案，电气计算，系统通信、保护，变电站本体电气一次、二次、土建、暖通、给排水设计，66kV输电线路终端改造设计及投资估算等。
2电力系统一次
2.1电力系统概况
2.1.l电力系统现况
2009年末，我局辖区内新建220kV一次变一座，主变容量120MVA。
辖区内电力网络结构为以220kV一次变为中心辐射状的网架结构，已有运行的变电所有六座，分别是66kV柳河变、变、六团变、华炉变、加信变和中和变，主变总容量51.2MVA。
2011年1月完善工程的青川变、2012年1月完善工程的玉河变、升级工程的寿山变三座变电所相继投入运行，主变总容量达到68.65MVA。
现有66kV送电线路12条，总亘长202.788km（见电网现状图）。
2011年供电区电网供电量1.85亿千瓦时；最高供电负荷53.73兆瓦。
2.1.2电网现况简介
截止到2011年末，供电区有66kV变电站9座，分别为柳河变、变、六团变、华炉变、加信变、中和变、青川变、玉河变和寿山变，变电总容量68.65MVA；66kV线路12条，线路长度202.788km。
表2-1供电区现有变电站变电容量与负荷统计表
序号
电压等级
变电站名称
主变容量（MVA）
最大负荷（MW）
负载率
1
66kV
变
2×10
20.343
101.7%
2
66kV
柳河变
2×3.15
6.235
98%
3
66kV
华炉变
6.3+2
7.759
93.48%
4
66kV
六团变
1×6.3
5.612
89.07%
5
66kV
中和变
2×2
5.352
133.8%
6
66kV
加信变
2×3.15
8.002
127%
7
66kV
青川变
2×3.15
1.541
24.47%
8
66kV
玉河变
2×4
2400
80%
9
66kV
寿山变
1×3.15
2100
66.7%
2.1.3电源现况简介
截止到2011年末，供电区现有装机总容量为1.875MW，全部为小水电。
电源装机现况统计表
表2-2
序号
电（场）厂名称
能源类型
装机容量（MW）
并网电压等级
类别
1
中和水电站
水电
0.8
10
县调
2
加信水电站
水电
0.875
10
县调
3
新城水电站
水电
0.2
10
县调
2.1.4区域电网现状
9座66kV变电所10kV出线：
1、变：
①新村线、②高台线、③林业线、④农机线、⑤城北线、⑥城南线
2、柳河变：
①延安线、②福山线、③平安线、④柳河线
3、华炉变：
①卫星线、②安山线、③华炉线
4、六团变：
①太平线、②永兴线
5、中和变：
①崇河线、②长亭线、③中和线、④庆阳线
6、加信变：
①利民线、②加信线、③致富线、④凤山线
7、青川变：
①河福线、②西四线、③三北线、④新百线
8、玉河变：
①长寿线、②河西线、③红星线
9、寿山变：
①民志线、②尚义线、③长兴线、
2.2用电需求预测
2.2.1供电区区域概括
供电区域范围是高台乡、新村乡及镇东部。
2.2.2供电区区域经济和社会发展规划
供电区域内招商引资成果显著，永和豆浆等大型企业纷纷落户。
高台线、新村线供电区负荷特性季节性强，负荷集中在5、6、7月份，伟东线、农机线、亚麻线供电区负荷稳定，位于镇老工业区，农机厂、鞋厂、电子元件厂、苗圃、桃园、木器厂等工矿企业。
社会事业全面进步，该地区人民生活水平有了较大幅度提高。
该地区居民的吃穿住行等条件得到改善，精神文化生活日趋丰富。
消费层次的改变，大功率家用电器走入家庭等诸多因素，均导致了本供电区域电力负荷增长较快。
2.2.3本工程供电分区及功能定位
本期设计考虑城网的供电可靠性，将二次变的部分负荷转至本变电所配带，加之新增负荷，主变选择单台20MVA，根据经济发展态势预计二期输电容量2×20MVA。
2.2.4供电区用电需求预测
（1）66kV高台变电站现有负荷
该区域目前主要由5条10kV线路供电，总计算负荷为12.678kW。
具体详见下表：
表2-3高台变供电区域现有负荷
供电区域
10年用电量
KWH
11年用电量
KWH
10年最大电流
A
11年最大电流
A
高台线
6712310
7631896
162
200
伟东线
11464179
12943058
165
120
农机线
17196269
19638139
132
165
新村线
7566358
8801279
90
98
亚麻线
13154769
14254923
126
149
合计
56093885
63269295
675
732
（2）负荷预测
随着县国民经济和城镇建设迅速发展，县电量、负荷也有着快速的增长。
2004—2011年县电量负荷发展情况如下表及图所示。
2004—2011年县电量负荷发展情况
年份
项目
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2004～2011年增长率（%）
供电量（亿kWh）
0.95
1.01
1.07
1.24
1.38
1.55
1.63
1.65
8.21
增长率（%）
——
6.32
5.94
15.89
11.29
12.32
5.16
1.23
——
供电负荷（MW）
20.77
21.41
24.23
27.65
31.17
35.02
37.35
38.07
9.04
增长率（%）
——
3.08
13.17
14.11
12.73
12.35
6.65
1.93
——
最大负荷利用小时数（h）
4573
4706
4430
4467
4413
4417
4360
4480
——
由上表可以看出，2004—2011年县电量负荷保持了良好的增长趋势，电量、负荷年均增长率分别为8.21%和9.04%。
特别是2006年，由于地区大面积的农田灌溉和粮米深加工等小工业的大量投入，电量负荷出现了加速增长，电量负荷增长率达15.89%以上；2009增长率保持了正的增长趋势，增长率在5.16%左右。
镇东北部经济发展均很快，03-10年年均增长率在6-14%之间，05到08年的增长率均在12%以上。
在未来几年农田灌溉、优质米加工、粮油加工发展迅速，将带动负荷快速增长。
结合全区的整体发展趋势，2010负荷增长率相对与05、08年有所下降，预计在5-8%之间。
2007—2011年高台变计划配带分区负荷统计结果单位：
kW
分区
2007
2008
2009
2010
2011
高台线
2227
2406
2598
2806
3464
伟东线
2269
2450
2646
2858
2078
农机线
1815
1960
2117
2286
2858
新村线
1237
1336
1443
1559
1697
亚麻线
1732
1871
2021
2182
2581
水泥线
400
400
400
400
400
合计
9281
10023
10825
11691
12678
分通过对各区域历史数据、发展方向的分析对各区负荷进行等增长率方法预测，历史年平均增长率8%，本期高台变带高台线、新村线、亚麻线、水泥线全部负荷，带农机线、卫东线50%负荷以及考虑2012年新增供电区内永和豆浆生产厂、集中供热站负荷等外界因素，负荷平均增长率预测按8%计算。
新建高台变负荷预测表
分区
2011
2012
2013
2014
2015
年平均增长率
高台线
3464
3741
4040
4364
4713
8
伟东线
1039
1122
1212
1309
1414
8
农机线
1429
1543
1667
1800
1944
8
新村线
1697
1833
1980
2138
2309
8
亚麻线
2581
2787
3010
3251
3511
8
水泥线
400
400
400
400
400
永和豆浆线
2400
2880
2880
2880
总计
10610
13826
15189
16142
17171
8
预计最大负荷
8488
11061
12151
12914
13737
远期预测至2020年,按照经济持续上涨的增长态势，年平均增长率为10%的速度增长，到2020年高台变的供电区的负荷将达到25651KW。
2.3电力电量平衡
境内无大中型发电厂，只有三座小水电：
中和水电站装机容量800kW、年发电量82万kWH，加信水电站装机容量875kW、年发电量192万kWH，新城水库装机容量200kW、近年停机。
变电容量需求：
根据负荷预测，按容载比1.4计算，高台变电所变电容量如下表：
2011—2020年高台变供电区域变电容量平衡表
单位：
kWkVA
年份
2011
2012
2015
2020
远景
负荷
8488
11061
13737
25651
变电容量
11883
15486
19231
28729
2.4工程项目的提出
66KV变严重过负荷，无法正常供电，已经局部限电，满足不了县城镇经济发展需求，为了打破这个束缚地方经济发展的“瓶颈”，适应“十二五”期间负荷高速增长和对供电可靠性的需求，保障镇的供电质量。
2.5相关电网规划
根据已审定的《哈尔滨电网“十二五”规划报告》，66kV高台变电站将由220kV一次变供电。
同时根据地区规划发展，一期66kV延华线一回π入π出，在高台变预留一回66kV进、出线通道。
2.6工程建设的必要性
镇是县的政治、文化、教育中心，一直由一座66kV二次变（镇西侧）保障电力供应，目前运行主变为2台10000KVA主变，最大负荷达到20234KW，已经超负荷运行，而且2011年在高台西侧新建永和豆浆加工厂新投配电变压器2台容量是4000KVA和1200KVA，计划2012年投产，因此必须将负荷移出一部分才能保证现有二次变的安全、可靠运行。
66kV二次变担负着整个城区的供电、亚麻厂、水泥厂、开发区，而且还担负着高台乡、新村乡2个乡镇的供电。
66kV高台输变电工程建成投产后，将从根本上解决了二次变的供电能力不足的问题，同时保证了镇供电区的供电可靠性，可以及时排除故障点，减小施工检修停电、故障停电的停电时间、范围。
如果遇到二次变检修停电，整个县城和4个乡镇全部停电，给地方经济的发展、居民生活生产带来诸多不便。
2.7工程建设方案及相关电气计算
2.7.1本工程供电范围
供电区域范围是高台乡、新村乡及镇东部。
2.7.2变电站站址选择
66KV高台变电所地处镇东加油站西侧空地，镇东北侧，地势较高、交通方便，不会出现出现颠覆性因素。
厂房设计方案选用《国家电网公司输变电工程典型设计（2006版）》中A-3方案，场区占地面积5550m2,，总征地面积9100m2，厂房土建一层建筑面积537m2，所站合一管理模式，砖混结构，采暖方式为电取暖，消防工具采用推车式干粉灭火器，深井取水，排水采用站内深井。
高台乡位于县城东3公里，东与六团镇为邻，南靠蚂蜒河，西与新村乡相连，北和太平川种畜场接壤。
乡政府驻地高台屯。
以农业为主，主要作物有玉米、大豆、谷子、水稻，亚麻，电力机井有效灌溉面积7945亩。
工业有锅炉厂、白灰厂、砖厂、采石场、木器厂，矿产有白灰石、建筑石。
地势南低北高。
南部因靠近蚂蜒河，多为平原，北部因靠山，多为丘陵。
境内有金沙河、东柳树河从新村流入经此汇入蚂蜒河。
属温带大陆性季风气候，春风大、气候干旱，夏季短、炎热多雨，秋霜早、常有霜冻，冬季长、寒潮频繁。
最高气温35℃，最低气温-40℃。
年均降水量570毫米，降水主要集中在七、八月。
无霜期120天。
2.7.3电压等级选择
根据该地区电网现状，本工程主变压器高压侧电压选取66kV，低压侧电压选取10kV。
2.7.4主变容量选择
为使运行方式灵活，并且供电区满足中长期负荷发展的供电需要，本变电所主变容量规划本期1×20MVA，终期2×20MVA。
2.7.5接入系统方案
由220KV一次变供出的66KV延华线改造5.4KM后新建0.6KM进入高台变，其中：
原66kV延华线18#—41#杆改造3.52KM，导线由原来的LGJ-70更换为LGJ-150导线，新建66kV高台线0.6km，导线截面选用LGJ-150，新架地线采用12芯OPGW光纤6KM。
66kV送电线路由220kV一次变起，途径镇西侧，在镇的东北侧高台村的西侧。
厂址位于现镇东加油站东侧空地。
本期建设输电容量1×20MVA；66kV进线位置合理、10kV出线能够原供电网络方便衔接。
2.7.7潮流计算分析
2.7.7.1计算条件
（1）计算水平年为2020年，最高供电负荷时，10kV出线平均功率因数按0.95考虑，变压器容量均为20MVA，配置,3.0Mvar电容器。
（2）最小供电负荷按目前考虑。
2.7.7.2运行方式
（1）方式一、2020年最高供电负荷（主变压器负载率为66.7%），系统电压（变66kV母线）为66kV，高台66kV变电站主变压器电压抽头在66-2×1.25%/10.5kV。
（2）方式二、2020年最高供电负荷（主变压器负载率为66.7%），系统电压（变66kV母线）为64kV，高台66kV变电站主变压器电压抽头在66-5×1.25%/10.5kV。
（3）方式三、2020年最高供电负荷（主变压器负载率为66.7%），系统电压（变66kV母线）为64kV，66kV线路及主变压器“N-1”，高台66kV变电站主变压器电压抽头在66-6×1.25%/10.5kV。
（4）方式四、2020年最高供电负荷（主变压器负载率为86.7%），系统电压（变66kV母线）为66kV，高台66kV变电站主变压器电压抽头在66-4×1.25%/10.5kV。
（5）方式五、2020年最高供电负荷（主变压器负载率为86.7%），系统电压（66kV母线）为64kV，高台66kV变电站主变压器电压抽头在66-6×1.25%/10.5kV。
（6）方式六、2020年最高供电负荷（主变压器负载率为86.7%），系统电压（变66kV母线）为64kV，66kV线路及主变压器“N-1”，高台66kV变电站主变压器电压抽头在66-8×1.25%/10.5kV。
（7）方式七、最小供电负荷，系统电压（变66kV母线）为70.62kV，高台66kV变电站主变压器电压抽头在66+8×1.25%/10.5kV。
2.7.7.3计算结果及分析
潮流计算结果详见附图，可以看出：
（1）采用有载调压变压器，在2种主变压器负载率的正常运行方式时，高台66kV变电站的10kV母线电压质量满足要求。
（2）主变压器电压抽头选用66±8×1.25/10.5kV时，能实现逆调压运行方式，因此推荐主变压器电压抽头采用66±8×1.25/10.5kV。
（3）变电所配置3.0Mvar电容器/台主变压器，可以使得66kV侧功率因数达到0.98以上。
2.7.8短路电流计算
（1）计算水平年为2020年。
（2）变电站1回66kV线路来自变，安装1台主变压器，容量均为20MVA。
（3）经过短路电流计算后，高台66kV变电所66kV侧短路电流为2.15kA；
2.7.9消弧装置
66kV高台变新建后，10kV侧12回出线，线路全部为架空线路，线路总长约12×5km，经过计算不采用消弧装置。
2.8电气参数选择
2.8.1主变参数
主变采用三相、自冷式、双绕组、油绝缘、有载调压变压器。
容量：
20MVA
电压变比：
66±8×1.25%/10.5kV
接线组别：
YN,d11
阻抗：
Ud%=9
2.8.2短路电流水平
66kV设备短路电流水平按31.5kA考虑，10kV设备短路电流水平按31.5kA考虑。
2.8.3无功补偿容量
10kV并联电容器选择框架式成套装置，变压器补偿容量为3MVar，配额定电抗率为5%的干式铁芯电抗器。
2.8.4电气主接线
66kV电气主接线：
采用双母线进线。
10kV电气主接线：
采用单母线分段接线。
2.9电力系统一次结论与建议
1）66kV高台新建工程的建设，将能满足镇、高台乡、新村乡及其周边等开发新区新增负荷的供电需要，提高城乡地区电网的供电可靠性。
2）66kV高台变新建方案为：
①进出线间隔母线一个，采用GW5A-60ⅡDW/630A隔离开关四组、LW35-72.5（W）六氟化硫开关两组、LCWB5-60W电流互感器二组、HY5WZ2-96/232母线避雷器一组。
②主变进线间隔母线一个，采用LW35-72.5（W）六氟化硫开关、LCWB5-60W电流互感器、和二组GW5A-60DW/630A隔离开关配合保护。
③电压互感器间隔：
采用GW5A-60ⅡDW/630A隔离开关一组，JDCF-66W1电压互感器一组和HY5WZ2-96/232避雷器一组。
④10KV出线12条，本期8回，预留4回，配电装置室内置，单母线简易分段，采用KYN28A-12型号开关柜14面，柜内配置ZN73-12/630真空开关12台，电流互感器LZZBJ9-12的12组，配置1组电力电容器补偿BAMH-11/√3-3000Kvar分三档可调，配置10kv电压互感器JSZBKR-12W2一台，10KV避雷器9组。
⑤所用变采用SC9-100/10.5一台，10KV熔断器一组。
⑥二次采用微机保护，室内布置，综合自动化一套，蓄电池GFM-200AH一组，直流电源GZDW-100/250一套。
⑦通讯采用光纤通讯，由高台变接至二次变，高台变新投光纤SDH一个，PCM一个，配线架1个，蓄电池GFM-65AH一组，直流电源GZDW-65一套，相对应二次变增加1块光板，调度室增加PCM一个和部分光板等。
⑧土建一层建筑面积537平方米。
3电力系统二次
3.1系统继电保护
3.1.1系统现况和存在的问题
现运行的66kV高台变电所66kV电源为延华线，延华线在变出口保护为电流保护（速断及过流）。
本次高台变新建后，应重新设置电流保护，以满足保护选择性的要求。
3.1.2系统继电保护配置方案
66kV延华线在高台变出口配置电流保护，66kV延华线在220KV变侧需配置电流保护。
3.3调度自动化
3.3.1现况及存在的问题
66kV高台变电所由县电业局调度。
3.3.2远动系统
（1）调度关系
66kV高台变电所由县电业局调度，由于高台变综自系统有远动装置，远动信息可上传。
66kV高台变建成后，配置远动屏，实现调度通信，高台变与县电业局调度光纤通道具备后，通过光纤通道实现信息上传。
（2）远动信息及传输
A）模拟量
66kV线路的有功功率、无功功率及电流；主变压器低压侧的有功功率、无功功率及电流；各级母线电压。
B）开关量
断路器位置信号；66kV继电保护动作信号；全所事故总信号。
C）脉冲量
线路有功电量；主变压器低压侧有功电量。
3.3.3相关调度端系统
变电所采用综合自动化方式，可实现遥测、遥信、遥调、遥控和遥视等功能，即综合自动化系统已经包括了远动装置。
远动通道具备后，县电业局调度SCADA系统设置数据库增容模块，调度模拟屏元件费用。
调度生产管理DMIS系统设置新增模块。
3.4电能计量装置及电能量远方终端
66kV高台变的66kV电源线路关口计量点设在220KV变66kV延华线出口侧。
3.4.2电能计量装置及电能量远方终端配置
66kV高台线计量点，配置0.2S级关口表，共2块。
按照有关《电测量及电能计量装置设计技术规程》规定，电能计量装置应接于电流互感器和电压互感器的专用二次绕组（电流互感器准确级次为0.2S级，电压互感器准确级次为0.2级）。
4变电站站址选择
4.1基本规定
4.1.1站址选择过程
与土地、规划部门协商，计划建设高台变占地面积9100平方米。
4.1.2拟选站址概述
66KV高台变电所地处镇东加油站西侧空地，镇东北侧，地势较高、交通方便，不会出现出现颠覆性因素。
站址交通便利，靠近负荷中心，地势开阔66kV电缆进线及10kV电缆出线路径顺畅，满足建站条件。
4.2站址区域概况
66kV高台变位于规划用地内，交通便利，变电站南侧15米现有县级二级道路，。
4.3出线条件
66kV及10kV均为电缆出线，66kV出线沿变电所北侧进出线，10kV出线沿变电站南侧出线。
4.4站址水文气象条件
4.4.1水位
66kV高台变所址位于县镇东侧，可防百年一遇洪水。
4.4.2气象资料
4.4.2.1站址气象特征值
地势南低北高。
南部因靠近蚂蜒河，多为平原，北部因靠山，多为丘陵。
境内有金沙河、东柳树河从新村流入经此汇入蚂蜒河。
属温带大陆性季风气候，春风大、气候干旱，夏季短、炎热多雨，秋霜早、常有霜冻，冬季长、寒潮频繁。
最高气温35℃，最低气温-40℃。
年均降水量570毫米，降水主要集中在七、八月。
无霜期120天。
县气象局提供气象资料（统计时长30年）
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