220KV变电站工程技术规格书.docx
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220KV变电站工程技术规格书
220kV变电站工程技术规格书
一、总论
1.1概述
1.1.1项目名称及内容
名称：
威远钢铁有限责任公司钒资源综合利用项目220kV变电站施工总承包工程
内容：
220kV变电站一座及其配套设施的设备成套提供、建造及相关服务的总承包。
1.1.2项目说明
新建钒资源综合利用项目220kV变电站施工总承包工程是钒资源综合利用项目的配套工程，担负威钢公司老区生产和钒资源综合利用项目范围内的用电负荷的输变配电。
1.1.3总体要求
1）对所提供的技术、设备的质量、技术性能指标、设备的安装、系统建造、调试及售后服务等完全负责。
同时，投标方所提供的技术和设备应达到国内先进水平，并具备经济、可靠、安全的特点，且具有成功商业运行的经验。
2）220kV变电站施工总承包工程项目设备供货范围
新建钒资源综合利用项目220kV变电站施工总承包工程项目所需的全部变电站设施、设备、仪表及其软件均在采购范围内。
3）技术服务要求
技术服务内容包括:
①系统调试（调试前提供书面的系统、设备调试方案）；②试运行（试运行前提供现场运行规程）；③对技术人员及操作工人的培训（理论和实践）等服务；④保证期的生产指导；⑤三大规程的编制。
4）项目施工建造：
包括本工程范围内的全部内容。
5）项目进度
总工期：
11个月。
应编制从合同生效到项目验收的、切实可行的项目进度表及网络图。
进度表包括：
土建、设备制造和安装（含仪表及自动化设备）、调试、试运行等必需的各阶段时间节点。
1.2工作界面划分
1.2.1双方工作界面划分如下：
1.3.1.1220kV变电站红线内由投标方负责，红线外由招方负责；
1.3.1.2220kV进线至220kV的GIS套管处由招标方负责，220kV的GIS套管处至220kV变电站内由投标方负责，交接点在220kV的GIS套管处。
1.3.1.4220kV变电站内公辅管网、通讯、消防等由投标方负责，交接关系以各单元总图红线为界，交接点在红线外1m处。
1.3.2投标方承担的工程内容
红线范围以内的工作内容由投标方负责，其工作内容包括设备等采购、建安、单机调试、无负荷联动试车、配合试运行服务等。
1.3220kV变电站工程规模及主要工艺技术参数
1.3.1设计规模
1.3.1.1主变容量：
本期：
2×180MVA最终：
3×180MVA；
1.3.1.2220千伏出线：
最终4回出线，本期2回出线；
1.3.1.3110千伏出线：
最终12回出线，本期8回出线；
1.3.1.410千伏无出线：
10kV电容器最终12组；本期8组；10kV站用变最终2台，本期2台。
本期只上10kVI、II段母线。
1.3.2变电站为连续工作制，每天三班，每班工作8小时。
1.3.3主要技术参数
全厂估算负荷如下：
（主变低压侧）
有功功率：
196.1MW
无功功率：
52.4Mvar
表观功率：
203.0MVA
功率因数：
0.97（补偿后）
1.4总图布置
220kV变电站工程详见红线图。
1.5环境保护
本工程的环境保护设计按以下有关环保法规、标准进行，如有与该项目环境影响评价及其审批意见不一致之处，应以环评及其审批意见为指导进行下阶段设计。
1.7.1设计依据及遵循的环境保护法规、等级
《建设项目环境保护管理条例》国务院令[1998]第253号；
《建设项目环境保护设计规定》（87）国环字第002号文；
《钢铁工业环境保护设计规范》GB50406－2007。
设计执行的排放标准见表8.1－1。
表8.1－1工程执行的排放标准值
污染物
执行标准
标准级别
标准值
生活
污水
《污水综合排放标准》
（GB8978－1996）
一级
COD：
100mg/LBOD5：
20mg/L
SS：
70mg/L
1.7.2本工程所产生生活污水主要含COD约350mg/L，BOD5约250mg/L，SS约300mg/L，污水经过化粪池处理后排至全厂生活污水排水管网，送全厂生活污水处理厂统一处理。
1.7.3为美化环境、净化空气、改善厂区劳动条件，设计充分利用厂内空地、道路两侧通道和周边场地进行厂区绿化。
1.7.4本工程的环境管理和监测工作由威钢公司所设置的专门环境保护管理和监测机构负责.
二、工程项目设施
2.1变电设施
220kV变电站1座。
2.2电气一次部分
2.2.1电气主接线
2.2.1.1变电站建设规模
1）、主变容量:
本期3×180MVA，最终2×180MVA，预留扩建第3台主变的位置；
2）、220千伏出线：
最终2回，本期2回（内江、茶山）；
3）、110千伏出线：
最终12回，本期8回（铁前降I、铁前降II、轧钢降I、轧钢降II、老厂1#站两回、老厂2#站两回）；
4）、10千伏出线：
本期及最终均不出线；
5）、10千伏无功补偿：
最终3×4×10MVar，本期2×4×10MVar。
电气主接线根据DL/T5218-2005《220kV～500kV变电所设计技术规程》中规定要求设置。
2.2.1.2220kV电气接线
220kV采用双母线接线，设专用母联断路器。
该接线供电可靠、调度灵活。
2.2.1.3110kV电气接线
110kV采用双母线接线，设专用母联断路器。
该接线供电可靠、调度灵活。
2.2.1.410kV电气接线方案
10千伏采用单母线接线，本期及最终均不出线，仅出电容器及站用变回路；电容器补偿最终3×4×10Mvar，本期2×4×10Mvar，共分为8组（8×10020kvar），本期上10千伏I、II段母线的8组电容器组。
电容器组采用相电压差动保护接线。
2.2.1.5各级中性点接地方式
主变压器为三绕组型，220kV和110kV为星形接线，中性点通过隔离开关接地。
10kV为∆形接线，为不接地系统。
2.2.2短路电流及主要电气设备选择
2.2.2.1短路电流
本工程短路电流设计水平年为2020年时，本站220kV母线单相短路电流为14.23kA和110kV母线短路电流为15.36kA。
随着电网装机容量的不断增加和电网的逐步加强，电网供电能力和可靠性提高的同时，短路水平也随之增加。
本次设计按照以下短路水平选择设备：
220kV电压等级：
50kA
110kV电压等级：
40kA
10kV电压等级：
31.5kA
2.2.2.2主要设备选择
主要电气设备选型符合国家电网基建[2011]374号文“关于印发国家电网标准化建设成果（通用设计、通用设备）应用目录（第二次增补）的通知”的要求。
主变压器选型
1）采用有载调压三相三绕组变压器；
2）220kV变电站作为威钢厂区110kV电网供电的主要电源，应采用降压型变压器；
3）变压器冷却方式推荐采用自然油循环自冷（ONAN）；
4）三次绕组额定容量按照50%全容量考虑，选用90MVA；
5）接线组别为YNy0d11；
6）变压器阻抗按照2011年版通用设备选择。
主变压器选择结果见表3-1。
表3-1主变选择结果表
项目
参数
型式
三相三绕组，油浸式有载调压
容量
180/180/90MVA
额定电压
230±8×1.25%/121/10.5kV
接线组别
Yny0d11
阻抗电压
Uk1-2%＝14，Uk1-3%＝35，Uk2-3%＝20
冷却方式
自然油循环自冷（ONAN）
套管CT
高压套管
600～800/5A,5P30/5P30/0.5,
外绝缘爬电距离不小于6300mm
中压套管
800～1600/5A,5P30/5P30/0.5,
外绝缘爬电距离不小于3150mm
高压中性点套管
200～400～600/5A,5P30/5P30,
外绝缘爬电距离不小于3150mm
中压中性点套管
200～400～600/5A,5P30/5P30,
外绝缘爬电距离不小于1813mm
220kV电气设备选择
由于本站站址所处地区为山地，场地狭窄，站址场地不具备按常规AIS设备布置的条件；且威钢新老厂区污染较重；GIS相比于常规的AIS设备具有外绝缘件少，安装简单、运行便利、占地少、抗震性能好的特点，虽然GIS设备的投资较AIS设备大，但为了保证设备安全运行，节约土地及减少土建工程量和减少房屋拆迁。
本站220千伏、110千伏配电装置均采用GIS设备屋内布置，主变压器采用屋外布置。
220kV主要设备采用户外GIS设备，架空出线。
进出线避雷器、电压互感器采用敞开式设备。
为减少停电时间，方便扩建，预留间隔上主母线、母线侧隔离开关及检修接地开关。
220kVGIS主母线应选每个独立气室不超过2个间隔，且气室长度均不宜超过8米。
GIS分支母线气室长度不超过12米。
气室分布应按照功能元件划分独立气室。
每个独立气室间气体不得联通，并配备1个带温度补偿和压力指示器的抗震型SF6气体密度继电器，密度继电器与本体之间应有手动阀门以满足不拆卸即可进行校验的要求。
按照短路电流水平，220kV设备额定开断电流为50kA，动稳定电流峰值125kA。
根据通用设备标准参数选择220kV母线额定工作电流3150A，母联、进出线回路额定工作电流3150A。
220kV主要设备选择结果见表3-2。
表3-2220kV主要设备选择结果
设备名称
型式及主要参数
备注
GIS
断路器
252kV，2500A，50kA
隔离开关
252kV，2500A，50kA/3s
接地开关
252kV，50kA/3s
电流互感器
252kV，2×1250/5A（2500/5A），
5P30/5P30/0.5/0.2S5P30/5P30/5P30
出线间隔
252kV，2×1250/5A（2500/5A），
5P30/5P30/0.5/0.2S5P30/5P30/5P30
主变间隔
252kV，2×1250/5A（2500/5A），
5P30/5P30/5P300.5/5P30/5P30
母联间隔
母线型电压互感器
252kV，（220/√3）/（0.1/√3）/（0.1/√3）/（0.1/√3）/0.1
0.2/0.5/3P/3P
线路型电压互感器
户外、电容式、A相，
252kV，
0.2/0.5/3P
避雷器
Y10W-216/562kV
110kV电气设备选择
110kV主要设备采用户内GIS设备，电缆出线。
为减少停电时间，方便扩建，GIS主母线一次上齐，预留间隔上主母线、母线侧隔离开关及检修接地开关。
110kVGIS主母线应选每个独立气室不超过2个间隔，且气室长度均不宜超过8米。
GIS分支母线气室长度不超过12米。
气室分布应按照功能元件划分独立气室。
每个独立气室间气体不得联通，并配备1个带温度补偿和压力指示器的抗震型SF6气体密度继电器，密度继电器与本体之间应有手动阀门以满足不拆卸即可进行校验的要求。
按照短路电流水平，110kV设备额定开断电流为40kA，动稳定电流峰值100kA。
根据通用设备标准参数选择110kV母线额定工作电流2000A；母联、进出线回路额定工作电流2000A。
110kV主要设备选择结果见表3-3。
表3-3110kV主要设备选择结果
设备名称
型式及主要参数
备注
GIS
断路器
126kV，2000A，40kA
隔离开关
126kV，2000A，40kA/3s
接地开关
126kV，40kA/3s
电流互感器
126kV，1000-2000/5A
5P30/5P305P30/0.5/0.2S
主变间隔
126kV，1000-2000/5A
5P30/5P300.5/5P30/5P30
母联间隔
126kV，600-1200/5A
5P30/5P305P30/0.5/0.2S
出线间隔
母线型电压互感器
126kV，（110/√3）/（0.1/√3）/（0.1/√3）/（0.1/√3）/0.1kV，0.2/0.5/3P/3P
线路电压互感器
A相，126kV，
（110/√3）/（0.1/√3）/0.1kV，0.5/3P
避雷器
108/281kV
10kV电气设备选择
10kV开关柜采用中置式高压开关柜，单列布置。
按照短路电流水平，10kV断路器额定短路开断电流为31.5kA，动稳定电流峰值80kA。
10kV进线柜额定电流为3150A，其余柜额定电流为1250A。
柜内所有断路器均采用SF6断路器，配一体化弹簧操作机构。
主要设备选择结果见表3-4。
表3-435kV主要设备选择结果
设备名称
型式及主要参数
备注
电容器
户外框架式成套设备，10kV，10Mvar
站用变
户外油浸式无载调压变压器，10kV，Dyn11，315kVA
开关柜
SF6断路器
12kV，3150A，40kA
主变
12kV，1250A，31.5kA
电容、站变
接地开关
12kV，31.5kA/4s
电流互感器
干式，12kV，4000/5A，
5P30/5P30/0.5/0.2S
主变
干式，12kV，800/5A，5P30/0.5/0.2S
电容
干式，12kV，100/5A，5P30/0.5/0.2S
站用变
电压互感器
干式，12kV，（10/√3）/（0.1/√3）/（0.1/√3）/（0.1/3）kV，0.2/0.5/3P
熔断器
电压互感器保护用，10kV，0.5A，31.5kA
母线设备
避雷器
YH5W-51/134
2.2.2.3导体选择
（1）各级电压设备引线按回路通过的最大电流选择导线截面，按发热条件校验；主变进线侧导体、母联导体载流量按不小于主变额定容量1.05倍计算。
（2）220kV、110kV、10kV出线回路的导体规格不小于送电线路的规格。
选择结果见表3-5。
表3-5导体选择结果
电压
（kV）
回路名称
回路电流最大
（A）
选用导体
控制条件
导线根数×型号
载流量（A）
220
主母线
1350
由设备厂家明确
3150
按实际穿越功率
母联
1350
由设备厂家明确
3150
按实际穿越功率
出线
1350
2×LGJ-400/35
1764
按系统提资
主变压器进线
450
LGJ-630/45
990
-
母线设备
-
-
-
110
主母线
2700
由设备厂家明确
3150
按实际穿越功率
母联
2700
由设备厂家明确
3150
按实际穿越功率
出线
330
YJLW03-64/110-1x800mm2
820
按系统提资
主变压器进线
944
2×LGJ-630/45
1960
-
母线设备
-
-
-
10
主变压器进线
3000
全封闭绝缘管母
4000
由实际负荷控制
主母线
3000
由设备厂家明确
4000
由实际负荷控制
电容器回路
550
YJV22-8.7/15-3×500
710
由载流量控制
站用变回路
20
YJV22-8.7/15-3×240
430
由热稳定校验控制
2.2.3绝缘配合及过电压保护
电气设备的绝缘配合，参照国家标准GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》、行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护绝缘配合》确定的原则进行选择。
2.2.3.1220kV电气设备的绝缘配合
（1）避雷器选择
220kV氧化锌避雷器按2009版通用设备选型，作为220kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表3-6。
表3-6220kV氧化锌避雷器主要技术参数
名称
参数
额定电压（kV，有效值）
216
持续运行电压（kV，有效值）
168.5
操作冲击500A残压（kV，峰值）
478
雷电冲击10kA残压（kV，峰值）
562
陡波冲击10kA残压（kV，峰值）
630
（2）220kV电气设备的绝缘水平
220kV系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般都能耐受操作过电压的作用。
所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。
雷电冲击的配合，以雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取1.4。
按国网采购标准真能干对设备的要求，220kV电气设备的绝缘水平见表3-7，经核算满足配合要求。
表3-7220kV电气设备的绝缘水平
试验电压
设备名称
设备耐受电压值
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
950
1050
1050
395
460
其它电器
1050
1155
460
断路器断口间
1050
460
隔离开关断口间
1050+200
460+145
2.2.3.2110kV电气设备的绝缘配合
（1）避雷器选择
110kV氧化锌避雷器按2009版通用设备选型，作为110kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表3-8。
表3-8110kV氧化锌避雷器主要技术参数
名称
参数
额定电压（kV，有效值）
108
持续运行电压（kV，有效值）
84
操作冲击500kA残压（kV，峰值）
239
雷电冲击10kA残压（kV，峰值）
281
陡波冲击10kA残压（kV，峰值）
315
（2）110kV电气设备的绝缘水平
110kV系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般都能耐受操作过电压的作用。
所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。
雷电冲击的配合，以雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取1.4。
按国网采购标准真能干对设备的要求，110kV电气设备的绝缘水平见表3-9，经核算满足配合要求。
表3-9110kV电气设备的绝缘水平
试验电压
设备名称
设备耐受电压值
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
480
550
530
200
230
其它电器
550
530
230
断路器断口间
550
230
隔离开关断口间
550+100
230+70
2.2.3.3雷电过电压保护
（1）主变压器的绝缘配合
本工程选用三相三绕组电力变压器，主变压器220kV/110kV/10kV侧均按设置避雷器，以保护主变压器。
（2）220kV、110kV、10kV配电装置雷电过电压保护。
220、110kVGIS出线套管处均配置避雷器,10kV电容器电缆处设置避雷器。
220kV及110kV母线不配置避雷器。
10kV开关柜每组母线配置1组避雷器。
（3）防直击雷
全站采用在220kV配电装置架构上、110kV配电装置场地设置避雷针进行直击雷保护。
220kV架构避雷针的高度为30m，110kV场地独立避雷针的高度为30m。
2.2.3.4设备外绝缘及绝缘子串选择
根据2008年《四川省电力系统污区分布图》，本站址属IV级污秽区，本站设备最小公称爬电比距按31mm/kV选择，本站户外电气设备均按不低于此要求选择。
站址海拔高度1000米以下，空气间隙A1、A2按DL/T5352-2006《高压配电装置设计技术规程》中要求不进行修正；设备外绝缘参数执行《国家电网公司物资采购标准高海拔外绝缘配置技术规范》规定。
220千伏绝缘子串选用16（XWP-16），110千伏绝缘子串选用9（XWP-16）。
系统标称电压（kV）
35
110J
220J
≤1000m海拔时A1值（mm）
400
900
1800
≤1000m海拔时A2值（mm）
400
1000
2000
2.2.3.5接地
变电站接地采用水平接地带为主、垂直接地极和防腐离子接地体为辅的混合接地网，接地带选用－50×8的热镀锌扁钢，垂直接地极选用50热镀锌钢管，离子接地体建议采用40根DV-040G防腐接地体。
根据本工程初设阶段的《岩土工程勘察报告》本站场地地基土含有中风化砂岩的土壤电阻率为1200Ω•m。
本变电站按大电流接地系统设计。
依据“两型一化”的要求，全场取消绿化，敷设150mm厚的碎石,并在有接地引下线的构架、设备支架周围周围2米见方的地方，上层敷设50mm厚的沥青混凝土，下层敷设100mm厚碎石（粒径＜50mm）素土夯实。
通过以上处理则可以满足跨步电势的要求，但不满足接触电势的要求。
因此本变电站还需采取降阻措施：
变电站的降阻方案考虑用离子接地极降阻的方式，通过在变电站四周敷设40套防腐离子接地体，并与水平接地网并联后，要求任何季节变电站接地电阻满足要求。
2.2.4电气设备布置及配电装置
2.2.4.1电气总平面布置
电气平面布置力求紧凑合理，出线方便，减少占地面积，节省投资。
全站总布置按照变电站最终规模设计。
220kV采用户内GIS配电装置布置在站区北侧，10kV电容器室与220kV配电装置同属一栋建筑；110kV户内GIS配电装置布置在站区南侧，10kV配电室采用屋内成套开关柜与110kV配电装置室、主控制室及辅助房间布置于同一建筑内；110kV出线经电缆引至站外。
在220kV配电装置和主变压器场地之间设置一条运输道路。
变电站出口位于南侧，正对主变运输道路。
电气总平面布置方案图详见B2011201C-D0101-03。
2.2.4.2220kV配电装置
按照国家电网通用设计使用手册〔2011年版〕，本工程总体布置型式参考220-A3-2方案。
220kV配电装置采用户内GIS，采用架空出线，主变架空进线方式，采用分相式断路器双列布置；出线架构间隔宽度13m；出线门型架挂点高度14m。
主变压器构架中心线至运输道路中心线距离12.75m，220kV配电装置室至围墙纵向尺寸17m。
2.2.4.3110kV配电装置
110kV配电装置参照标准设计A3-2方案。
110kV配电装置采用户内GIS，采用电缆出线、主变架空进线方式（预留3#主变采用电缆进线），采用三相共体断路器双列布置；110kV户内GIS配电装置室横向尺寸30.0m、纵向尺寸13.5m。
2.2.4.410kV配电装置
本方案10kV配电装置采用中置式开关柜户内单列布置，主变进线采用架空母线桥方式，其余出线均采用电缆，整个10kV配电装置室的平面布置横向尺寸为50m，纵向尺寸为10.0m。
2.2.5站用电及照明
2.2.5.1站用电
本变电站站用电源交直流一体化系统包括交流、直流、逆变等部分，由交流进线模块、交流馈线模块、充电模块、逆变电源模块、站用通信电源模块、直流馈线模块、直流母线绝缘监测模块、蓄电池组、蓄电池监测模块、数字一体化监控模块组成。
交流站用电系统为380/220V中性点接地系统，由一体化电源系统的交流低压配电柜供电。
为提高供电可靠性，站用电系统采用单母线分段接线，每台站用变各带一段母线，同时带电分列运行。
重要回
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