丰宁杨木栅子35kV输变电工程设计变电部分.docx
《丰宁杨木栅子35kV输变电工程设计变电部分.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《丰宁杨木栅子35kV输变电工程设计变电部分.docx（59页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
丰宁杨木栅子35kV输变电工程设计变电部分
工程编号：
J13104-B01C
工程名称：
承德丰宁杨木栅子35kV变电站工程
设计单位：
承德天汇电力设计有限公司
承德丰宁杨木栅子35千伏输变电工程
初步设计说明书
承德天汇电力设计有限责任公司
设计证号：
A213006294
勘察证号：
033141-kb
2013年03月
批准：
审核：
校核：
编制：
1工程总的部分
1.1设计依据
杨木栅子35ｋV变电站是依据冀北电力有限公司冀北电发展[2012]146号文件——关于承德供电公司2013年35千伏及以下配网项目可行性研究报告的批复。
参考《国家电网输变电工程典型设计》。
依据当地气候环境进行初步设计的。
1.2工程建设规模和设计范围
1.2.1变电站建设规模
承德丰宁杨木栅子35千伏变电站规划安装主变2×6.3MVA，电压等级为35/10.5千伏，户外布置。
低压侧安装无功补偿电容器2×2Mvar，户外布置。
35千伏规划出线1回至汤河35kV变电站，远期规划架空出线2回。
10千伏规划出线6回，远期规划10回，配电装置采用户内高压开关柜双列布置，电缆或架空出线。
1.2.2设计范围及分工
承德丰宁杨木栅子35千伏输变电工程包括：
1）新建站部分
承德丰宁杨木栅子35千伏变电站本规划安装主变2×6.3MVA，电压等级为35/10.5千伏，户外布置。
每台主变低压侧安装无功补偿电容器2Mvar，户外布置。
35千伏规划出线1回至汤河35kV变电站，远期规划架空出线2回，配电装置采用户外软母线改进中型双列布置，架空出线；10千伏规划出线6回，远期规划10回，配电装置采用户内高压开关柜双列布置，电缆或架空出线。
2）35千伏线路部分
满堂110kV站至杨木栅子35千伏变电站。
线路全长32.6公里（其中满堂110千伏变电站至汤河段为新建双回线路，线路长度6公里），导线采用LGJ-150/25（供电半径为9.5公里，可满足5－8年负荷增长的需求）。
3）对端变电站部分
满堂110kV站使用备用间隔，在线路中间，T接汤河35千伏变电站，汤河35千伏变电站扩建一个35千伏出线间隔。
4）线路与变电工程分界点
本工程设计以35kV进线架构为分界点，架构线路侧列入线路工程。
5）编制工程项目的初步设计概算书。
1.3站址概况
1.3.1站址自然条件
该站位于丰宁满族自治县杨木栅子乡，交通方便。
中心地理坐标：
东经116°25′，北纬41°。
㈠、主要气象数据：
该所工程初步设计气象条件的选择主要是结合本地区多年设计及运行经验而确定。
其数值由丰宁县气象局提供，详见下表：
气象条件
气温（℃）
风速（m/s）
结冰（mm）
最高气温
40
0
0
最低气温
-35
0
0
年平均气温
0
0
0
覆冰
-5
10
10
最大风速
-5
30
0
安装情况
-10
10
0
外过电压
15
10
0
内过电压
5
15
0
年雷电日数
40日／年
㈡、污秽等级
根据津京唐电网污区分布图划分污秽等级，本变电站邻近钼矿勘探区，故按D级绝缘设计。
屋外配电装置外绝缘泄漏比距；（以系统最高工作电压为基准）中性点非直接接地系统：
≥3.1cm/kV
1.3.2环境影响评价结论
站址周围环境较好，无污染源，无通讯干扰等问题，符合国家有关要求。
1.3.3进出线走廊条件
35千伏配电装置布置在站区北侧，向北架空进线；10千伏配电室布置在站区南侧，向南电缆沟道或架空出线；主变压器布置在站区中央；电容器布置在35千伏配电装置西侧；35千伏站用变布置在35千伏进线中间。
1.3.4征地拆迁及设施移改内容
本工程按终期规模进行征地，东西宽40m，南北长42m。
站址总征地面积1680平方米。
根据规划意见，预估修建进站道路等征地及赔偿费用。
1.3.5工程地质、水文地质和水文气象条件
站址区地层结构较为简单，覆盖层较薄，上部为黄土状粉土、下部粉质粘土。
站址区域不受50年一遇洪水影响。
站址附近无河流流经，不受河道变迁影响，不存在内涝问题。
1.4技术原则及存在问题
1.4.1接入系统方案
根据可研批复，承供丰宁杨木栅子35千伏输变电工程，导线型号为LGJ-150/25钢芯铝绞线，长度约为32.6km。
满堂至汤河段双回路架设，约6km。
1.4.2电气主接线
根据承德调控中心提供的数据：
杨木栅子35千伏主接线采用单母线接线，三相短路电流4.03kA。
10千伏主接线采用单母线分段接线，三相短路电流8.95kA.
1.4.3主要设备选择及配电装置型式
主要设备选择依据国家电网公司输变电工程“通用设备”（2011年版）选择：
⑴主变压器：
主变压器的选型及技术参数见下表
项目
技术参数
备注
型号
SZ11-6300/35
额定容量
6300kVA
电压比
35±3×2.5%/10.5kV
短路阻抗
Uk=7.5%
连接组别
YNd11
调压方式
有载调压
冷却方式
自冷式
中性点接地方式
不接地
⑵35kV电气设备：
断路器选用户外真空断路器ZW17-40.5-1250/25。
CT选择户外干式单相布置，主变受总CT变比200-400-600/5，0.2S/0.5/10P20/10P20，进线CT变比400-600-800/50.2S/0.5/10P20，配置三相联动弹簧操作机构；隔离开关选用GW5-35DW-2000/31.5双柱V型单接地隔离开关（带辅助接点），配手动操作机构；35kVPT型号为TYD35/√3-0.02HF中性点带消谐器，0.2/0.5/3P。
避雷器选用交流无间隙金属氧化锌避雷器。
⑶10kV电气设备：
选用金属密封小车式开关柜，柜内配置真空断路器、干式电流互感器、交流无间隙金属氧化锌避雷器、干式电压互感器。
开关柜型式
主要参数
最高工作电压
（kV）
额定电流
（A）
互感器变比
开断电流
（kA）
动稳定电流峰值（kA）
进线柜
真空断路器
架空进线
12
2500
400-600-1200/5
0.2S/0.5/10P20/10P20
25
63
母联分段柜
真空断路器
架空进线
12
2500
400-600-1200/5
25
63
母联隔离柜
12
2500
25
63
出线柜
真空断路器
架空出线
电缆出线
12
1250
100-200-400/5
0.2S/0.5/10P20
25
63
电压互感器、避雷器柜
干式
12
10/√3/0.1/√3/0.1√3/0.1/3
25
63
站用变压器柜
干式DY0
12
S11-50/10.5/0.4
⑷10kV并联电容器：
并联补偿电容器装置采用室外框架式成套装置，容量为2×2000千乏。
电容器组串接12%干式空心串联电抗器。
电容器选用无重燃的真空断路器进行投切。
⑸站用变压器：
站用变压器选用容量为50kVA的低损耗变压器。
35kV站变选用油浸式，安装在35kV母线上；10kV站变选用干式，安装在10kV母线上。
3、导体选择
35kV均采用LGJ-240/30
主变10kV侧室外进线采用TM100×10，外套绝缘护套。
室内母线和进出线桥均为密封式，进线和母线采用TM100×10，架空出线采用TM80×8。
1.4.4系统保护
主变保护：
设差动、复合电压闭锁过电流、延时电流过负荷发信号及各种非电量保护；
线路保护：
设无时限电流速断、定时限过电流等保护；
三相一次重合闸（位置不对应和保护起动两种方式）；
合闸后加速保护；过负荷保护；低周减载保护；
10kV出线具有小电流接地选线功能
电容器保护：
设过电流、过电压、低电压保护；
过电压保护；低电流闭锁低电压保护；零序电压保护（开口三角）；
10kV分段保护：
二段定时限电流保护（三相式，母线充电保护），
过负荷报警
1.4.5调度自动化
新建承德丰宁杨木栅子35千伏变电站属丰宁县调调度管理。
该变电站的远动信息向丰宁县调传送。
按保护集中布置，计算机全监控无人值班，智能化变电站设计。
远动系统与监控系统统一考虑，共用采集单元，所有保护、测控、故障录波等均采用微机装置，所有装置通过通信网共享资源。
模拟量信息、开关量输入/输出信息由测控装置采集，电能量信息由电能量数据通信终端采集。
1.4.6通信
实现与监控系统的通讯管理。
实现与站内保护装置、自动装置、测控装置的通讯管理。
实现与直流设备、微机五防装置的通讯管理。
实现与调试设备的通讯管理。
实现与调度主站的通讯管理（采用直采直送方式，不能用监控机转发，提供4路全双工通道接口，其中2路模拟通道和2路数字通道，模拟通道配有防雷措施，数字接口配有光电隔离措施）。
采用标准通讯规约
采用标准的网络通讯协议。
杨木栅子35千伏变电站配置1套SDH光传输设备，设备配置155Mb/s（1+1）光口；满堂110千伏变电站配置155Mb/s（1+1）光口。
丰宁杨木栅子35千伏变电站配置1套PCM设备，丰宁县调配置1套PCM设备。
丰宁杨木栅子35千伏变电站配置1套综合数据网设备作为备用。
为将来接入县调调度数据网做准备。
1.4.7控制方式及二次线
变电所按无人值班变电站设计。
取消常规控制屏，实现计算机全监控。
继电保护及自动测控装置应具有通信总线接口、授时接口和调试串行接口。
遥测、遥控、遥信采用分层分布式结构，由保护测控装置实现。
测量电流回路与保护电流回路相互独立。
本站采用综合自动化系统方式，具有“四遥”功能，采用分层分布式网络结构模式。
采用标准远动通讯规约和网络通讯协议，并符合DL/T677-1999标准，以满足数据通信互联性、互操作性和互换性要求。
全站设强制性微机五防闭锁装置，具有在线对位，仿真模拟预演等功能。
设置五防后台，与综合自动化系统通讯。
每回35千伏、10千伏出线及主变两侧配置电子式多功能电度表1块，1+0配置。
1.4.8站区总平面布置
进站大门设在西侧围墙处，正对主要运输道路；35千伏配电装置布置在站区北侧，向北架空进线；10千伏配电室布置在站区南侧，向南电缆沟道出线或架空出线；主变压器布置在站区中央；电容器布置在35千伏配电装置西侧。
1.4.9竖向布置
站区采用“平坡式”竖向布置形式，场地按不小于0.3%的坡度由四周向中间站内道路找坡，由站内道路自然排出站外。
根据水文专业所提供资料，站址不受频率2%时的洪水影响。
站内建筑物室内外高差均取0.45m。
1.4.10建筑方案
本变电站为户外无人值班变电站。
10千伏配电室东西向布置，总长29m，宽6m，单层布置，层高4.8m，建筑总高度为6.15m。
站内建筑物根据运行管理模式及智能化技术要求进行了优化，建筑物房间大小按照设备需求进行布置，并最大可能的压缩建筑面积，节约建筑成本。
建筑外立面采用国网灰作为主色调，外墙勒脚贴瓷砖，上部刷涂料分层布置，不设置复杂立面造型，瓷砖均采用国网典设标准色，简洁、大方，使建筑物富有现代工业建筑气息，并体现国网公司企业文化。
外墙：
房屋墙身外墙加聚苯板保温层，乳胶漆，埋入地下墙体做防水1:
2水泥砂浆加5%（按水泥重量计）防水粉。
窗台以下贴瓷砖，窗台以上刷涂料，瓷砖、涂料质量和颜色由甲方确定。
内墙水泥净光面，刷二遍涂料，做法参见05J7-1-19。
所有墙体砌筑应留穿墙管线与孔洞要准确无误，不得后凿。
外窗应采用单框对开塑钢中空玻璃窗户，性能要求：
传热系数≤2.4W/（mk）,气密性为4级,抗风压不低于3级,水密性不低于3级。
玻璃的可见光透射比≥0.4。
二主变中间的2个窗户采用防火抗压材料制作。
进门应采用优质金属成品智能防盗门（铁皮厚度≥1mm，装门限器）。
配电室防盗门应将上下门懢做成活动式，采用丙级防火门。
选定门窗生产厂家后应先提供门窗样式、分格尺寸、色彩、性能参数，经建设单位和设计单位认可后订货施工。
所有门窗均向外开启。
花岗岩窗台面。
配电室为细石混凝土地面，地面采C30素砼随打随抹，瓷砖踢脚。
控制室、机动间地面铺800*800mm地板瓷，石棉隔音板（暗龙骨）吊顶，顶高3.4米。
在配电室隔墙上装2个低压配电箱（开关型号、数量由建设方确定）用以控制照明和事故照明，控制室装25W高效节能筒灯15盏和2盏GTZM8100D（或NSE9730-J35）（20W）强光节能事故照明工作灯，机动间装2套40W双管日光灯；配电室安装6盏GTZM8100（150W）（或NSC9730-J150）强光节能泛光工作灯，装4盏GTZM8100D（或NSE9730-J35）（20W）强光节能事故照明灯，灯高2.8米。
配电室预留2个视频探头位置及电缆护套管，控制室预留2个视频探头及电缆护套管，室外预留视频探头6个，视频线用25mm金属护线管。
低压照明导线选用截面及器件应经建设单位和设计单位认可后订货施工。
1.4.11通用设计、通用设备、通用造价的应用
丰宁杨木栅子35千伏变电站设计方案与通用设计方案对比表
项目名称
35kV变电站典型设计
A-4方案
本工程方案
对比结果
1、主变压器台数及容量
本期安装一台容量为10MVA变压器，远景安装2台容量为10MVA变压器
两台容量为6.3MVA变压器
考虑经济运行及可研批复，主变容量比典型设计有所减少
2、出线规模
35kV出线1/2回；
10kV出线6/12回；
35kV出线1/2回；
10kV出线6/10回；
10kV出线比典型设计少2回出线
3、无功补偿分组及容量
每台主变压器各配置一组1.5Mvar并联电容器组
每台主变压器各配置一组2Mvar并联电容器组
根据当地负荷特点，电容器选择2X2Mvar。
4、电气主接线
35kV单母线；
10kV本期单母线接线，远期单母线分段接线；
35kV单母线；
10kV本期单母线分段接线；远期单母线分段接线
10kV与典型设计远接线方式期保持一致
5、配电装置
35kV配电装置：
户外软母线改进中型双列布置
10kV配电装置：
户内高压开关柜双列布置
无功补偿：
户外成套装置
35kV配电装置：
户外软母线改进中型双列布置
10kV配电装置：
户内高压开关柜双列布置
无功补偿：
户外成套装置
与典型设计一致
6、电气总平面布置格局
围墙内占地面积：
1205m2;
围墙内占地面积：
1205m2;
与典型设计一致
7、监控系统
计算机监控，监控和远动统一考虑，可以满足无人值班要求。
计算机监控，监控和远动统一考虑，可以满足无人值班要求。
与典型设计一致
1.5主要技术经济指标
主要技术方案和经济指标统计表
序号
项目
技术方案和经济指标
1
主变压器规模，远期/本期，型式
2x6.3/2x6.3MVA,有载调压
2
（高）电压出线规模，远期/本期
1/2
3
（中）电压出线规模，远期/本期
4
（低）电压出线规模，远期/本期
6/10
5
低压电抗器规模，远期/本期
/
6
低压电容器规模，远期/本期
2×2000千乏/2×2000千乏
7
（高）电气主接线，远期/本期
单母线/单母线
8
（中）电气主接线，远期/本期
9
（低）电气主接线，远期/本期
单母线分段/单母线分段
10
（高）配电装置型式，断路器型式、数量
断路器3组
11
（中）配电装置型式，断路器型式、数量
12
（低）配电装置型式，断路器型式、数量
开关柜15台，断路器11组
13
地区污秽等级/设备选择的污秽等级
III/III
14
运行管理模式
无人值班
15
智能变电站（是/否）
是
16
变电站通信方式
光缆通信方式
17
站外电源方案/架空线长度（km）/电缆长度（km）
临时电源/1km
18
电力电缆（km）
10千伏:
0.24km;1千伏:
1km
19
控制电缆（km）
6.6km
20
光缆（km）
38km
21
接地材料/长度（km）
热镀锌扁钢，4km及铜排：
0.5km,
22
变电站总用地面积（公顷）
0.1333
23
围墙内占地面积（公顷）
0.1205
24
进站道路长度新建/改造（m）
20/0（估算）
25
总土石方工程量及土石比挖方/填方（m3）
381/113（含建构筑物挖方）
26
弃土工程量/购土工程量（m3）
268/0
27
边坡工程量护坡/挡土墙（m3/m3）
169
28
站内道路面积远期/本期（m2）
150/150
29
电缆沟长度远期/本期（m）
50/50
30
水源方案
站内打井50m
31
站外供水/排水管线（沟渠）长度（m）
0/50
32
总建筑面积远期/本期（m2）
211.48/211.48
33
主控通信楼建筑层数/面积/体积（层/m2/m3）
1/211.48/1300.6
34
（高）电压构架结构型式及工程量（t）
水泥杆支架4.0t
35
（中）电压构架结构型式及工程量（t）
无
36
地震动峰值加速度
0.05g
37
地基处理方案和费用
天然地基+换填处理（填方区）60万
38
主变压器消防方式
无
39
动态投资（万元）
40
静态投资（万元）
754.42
41
建筑工程费用（万元）
213
42
设备购置费用（万元）
353
43
安装工程费用（万元）
73
44
其他费用（万元）
115
45
建设场地征用及清理费（万元）
10
2电力系统部分
2.1电力系统现状
京津唐电网位于华北电网的东部受端，是华北电网的重要组成部分，承德地区电网位于京津唐电网的东北部末端，是京津唐电网网络结构较薄弱的地区电网。
2012年，承德电网最大用电负荷达到1934兆瓦，同比增长2.60%；全社会用电量达到146.99亿千瓦时，同比增长12.60%。
预计承德电网2013年全社会用电量将达到175.5亿千瓦时，全社会最大负荷将达到2306兆瓦；
2012年，丰宁电网最大负荷109.53兆瓦，与2011年基本持平。
丰宁电网的主要电源是潮河220千伏变电站。
县域共计6座110千伏变电站，13座35千伏变电站，其中10座35千伏变电站仍为单电源。
丰宁杨木栅子乡位于丰宁边界处，最近的电源为汤河35千伏变电站。
目前杨木栅子乡的主要电源为1条10千伏线路。
2．2建设必要性
丰宁杨木栅子乡区域依靠汤河35千伏变电站供电，与杨木栅子乡较远，供电半径较长，供电能力较弱。
近年，杨木栅子乡工农业用电增长较快。
汤河35千伏变电站已不能再进一步开放负荷。
基于以上几个方面，建议在杨木栅子乡新建35千伏变电站一座，以缓解汤河35千伏变电站供电的压力，同时这个区域的待增负荷能够开放，满足地方经济发展的需要。
丰宁杨木栅子35千伏输变电工程的实施科缩短当地供电半径，改善电压质量、提高供电可靠性，满足当地工农业生产的发展和生活需要。
汤河35千伏变电站主变容量为2×3.15MVA。
2011年杨木栅子乡地区最大负荷为1.57MVA。
预计符合情况如下表：
序号
用电客户
预计负荷（MVA）
1
居民用电
0.3
2
铁路工程用电
1.2
3
其他工厂、企业用电
0.5
总计
2.0
因此，建设丰宁杨木栅子35千伏输变电工程是十分必要的。
截止到2012年12月，承德市丰宁县现有丰宁、胡麻营、满堂、四岔口、北湾子、凤山110千伏变电站。
图2.1-12012年丰宁县电网现状图
2.3接入系统方案
根据可研批复，满堂110kV站至杨木栅子35千伏变电站。
线路全长32.6公里（其中满堂110千伏变电站至汤河段为新建双回线路，线路长度6公里），导线采用LGJ-150/25。
具体线路长度以线路专业测量为准。
丰宁杨木栅子35千伏站接入系统方案见图2.2-1。
图2.2-1丰宁杨木栅子35千伏站接入系统方案图
2.4建设规模
2.4.1主变规模
丰宁杨木栅子35千伏变电站终期规划建设2×6.3MVA。
本期建设2×6.3MVA。
2.4.2出线规模
35千伏出线：
出线方向向北，规划出线2回，本期1回；10千伏出线方向向南，规划出线10回，本期6回；杨木栅子35千伏出线排列顺序如图2.3-1所示：
图2.3-1丰宁杨木栅子35千伏站出线排列顺序
35千伏出线：
规划出线2回，本期1回。
10千伏出线：
规划出线10回，本期6回。
2.4.3无功补偿装置
规划每台主变低压侧配置无功补偿电容器2000千乏，其中串抗分别按抑制3、5次谐波设计。
2.5短路电流计算及主要参数
2.5.1主变参数
丰宁杨木栅子35千伏变电站终期规划规模为2×6.3MVA有载调压双绕组变压器，变比为35±3×2.5%/10.5千伏，容量比6.3/6.3MVA，联接组别为YNd11，本期建设规模为2×6.3MVA，变压器短路阻抗取Uk=7.5%。
2.5.2电气主接线
35千伏侧主接线：
终期采用单母线接线，本期建成单母线接线。
10千伏侧主接线：
终期采用单母线分段接线，本期建成单母线分段接线。
2.5.3电气设备短路水平
本次短路电流计算，主要校验丰宁杨木栅子35千伏变电站一次设备的短路电流水平，短路电流计算是以华北电力设计院《承德电网2020年220千伏及以上电网系统设计》为基础，承德调度控制中心提供的。
表2.4-1短路电流计算
母线名
基准电压（千伏）
三相短路电流（千安）
备注
丰宁杨木栅子35千伏母线
37
4.03
两台主变并列运行
丰宁杨木栅子10千伏母线
10.5
8.95
两台主变并列运行
丰宁杨木栅子35千伏三相短路电流计算结果为4.03千安，考虑电网以后发展，建议丰宁杨木栅子35千伏站35千伏电气设备短路水平均按不低于25千安设计，10千伏电气设备短路水平按不小于25千安设计。
2.5.4中性点接地方式
35千伏中性点不接地。
3电气部分
3.1电气主接线
3.1.135千伏电气主接线
丰宁杨木栅子35千伏输变电工程可行性研究报告评审意见，35千伏电气主接线采用单母线接线。
本期建设2台主变，建成单母线接线。
3.1.2 10千伏电气主接线
10千伏主接线终期采用单母线分段接线，终期出线10回，#1、#2主变带10千伏出线10回，正常运行方式为分列运行。
当一台主变检修、停运时，方可投入分段开关。
本期建成#1、#2主变及其对应10千伏母线，出线6回。
3.1.3 380V/220V电气主接线
380/220V站用电接线为单母线接线，采用ATS模块实现两路进线电源自动投切，可手动、自动切换并相互闭锁。
380/220V站用电接线按终期接线方式建设。
3.1.4 无功补偿
本站配置10千伏并联电容器组2组，容量为2×2000千乏，串抗选用12%。
采用单星形接线，差压保护，本期建设＃1、＃2主变压器，配置10千伏电容器组2组。
3.1.5 中性点接地方式
升级会员 