110kV输变电工程可行性研究报告.docx
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110kV输变电工程可行性研究报告
110kV输变电工程可行性研究报告
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2017年9月修订
1．工程概述
1.1设计依据
某某电网“十二五”规划
1.2工程概况
为促进某某市高新产业园区开发区经济发展，满足该区域用电负荷快速增长的需要，提高电网的供电能力和供电可靠性，新建110kV某某输变电工程。
根据某某市对高新产业园区的规划，此区域共分为电子产业园区、科技孵化区、高端机械制造区、文化科技区、新能源新材料蓝色经济发展区、社区住宅及其配套设施，共占地约10平方公里。
35kV某某站将不能满足供电需要。
为解决供电紧张的矛盾，提高该区域的供电能力，本工程在高新产业园区内龙泉街南侧、铁塔路东侧新建110kV某某达变电站，建设110kV线路2回。
工程计划2016年开工建设，2017年建成投运。
2．电力系统一次
2.1电力系统概况
2.1.1某某电网现状
截止2013年底，某某电网全社会用电量为27.8亿kWh，网供电量20.01亿kWh，网供最大负荷325MW。
截止2013年底，某某电网有2座220kV变电站，变电容量450MVA；11座110kV变电站，变电容量718.45MVA；13座35kV变电站，变电容量160.9MVA。
110kV输电线路14条、155.921千米；35kV输电线路27条、206.56千米；10kV配电线路158条、1718.27千米。
2013年网供电量20.01亿kWh，同比增长20.2％，最大负荷325MW，同比增长14.4％。
形成了以220kV某某变电站、仁和变电站为中心，110kV为骨干网架、35kV为主网架、城区及东南部由220kV某某站作为电源点供电，其他地区由220kV仁和站作为电源点供电，采用以220kV站、110kV站、35kV站主变有载调压为主要调压手段，部分重要用户及10kV配变使用有载调压变压器为辅助手段，实现四级调压水平，以达到提高电压质量的目的。
2013年某某电网地理接线示意图详见附图1。
2.1.2高新产业园区电网现状
某某站供电区域为整个高新产业园区，同时可为城区、开发区、某某镇供电。
高新产业园区总用地面积约10千米2。
该区域有电子产业高端机械制造、文化科技、新能源新材料等产业。
目前该地区全部由电网供电，最高电压等级为10kV，主要由110kV醴泉站10kV站北线、十里堡线，35kV某某站10kV灵芝线供电。
至2013年底，该区域网供最大负荷为15MW。
2.1.3高新产业园区负荷预测
自2009年以来，随着某某市经济的快速发展，以及新开工项目的投产，高新产业园区用电负荷呈现高速增长，目前该区域已入驻项目有该区域有永和铸造、金益纺织、信泰食品等铸造、纺织、食品加工类灯企业，并且台湾LED、孵化研究中心已有明确意向并开工建设，2013年该区域最大负荷已达到了15MW，报装容量为10MVA。
表1.3-1高新产业园区近期详细新增负荷情况表单位：
MW
序号
建设项目
项目内容
预计投产日期
一期用电负荷
二期用电负荷
最终用电负荷
1
某某铸造有限公司
工厂
2016.11
1.5
2
3.5
2
某某纺织
工厂
2016.12
0.5
2
2.5
3
某某市信泰食品有限公司
工厂
2016.12
0.5
2
2.5
4
某某市富荣工贸
工厂
2016.8
0.5
1
1.5
5
圣德食用菌
工厂
2016.6
0.2
0.63
0.83
6
石通石业
工厂
2017.4
1
0
1
7
某某市三泰纺织
工厂
2017.3
0.63
1
1.63
8
台湾LED
工厂
2017.12
0.63
2
2.63
9
孵化研究中心
工厂
2017.12
0.5
1
1.5
表1.3-2高新产业园区电力电量预测表单位：
MW
年度
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
网供最高
负荷
15
21
25
35
42
50
56
60
2.1.4工程建设必要性
随着某某市经济发展总体规划，该区域共规划为电子产业园区、科技孵化区、高端机械制造区、文化科技区、新能源新材料蓝色经济发展区、社区住宅及其配套设施，共占地约10平方公里。
企业入驻后，高新产业园区经济将快速发展，目前某某市政府正在按照规划加大对该园区的招商引资力度，大量企业将纷纷入驻。
目前，该区域有永和铸造、金益纺织、信泰食品等铸造、纺织、食品加工类灯企业，并且台湾LED、孵化研究中心已有明确意向并开工建设，2013年该区域最大负荷已达到了15MW。
预计2016年该区域负荷将达25MW。
该站建成后，通过负荷割接，到2017年该站将有负荷35MW，经预测，2015年该地区电网最高负荷将达到50MW。
2017年110kV某某站投运后，可满足某某市高新产业园区经济和社会发展对电力的需求，增加电源布点，改善该地区电网结构，提高抵抗自然灾害能力，提高供电能力，在该园区内新建110kV某某变电站是十分必要的。
2.2系统方案和建设规模
2.2.1接入系统方案
从220kV仁和站110kV双回出线至110kV某某站。
本期接入系统方案示意图详见附图2。
2.2.2建设规模
本工程按照《国家电网公司标准化建设成果（输变电工程通用设计、通用设备）应用目录（2011年版）》选用110-A3-3方案，并进行局部优化。
2.2.2.1变电部分
远景规模：
规划安装3台50MVA双绕组有载调压变压器。
电压等级为110/10.5kV；110kV规划出线2回，主接线采用扩大内桥接线方式；10kV规划出线36回，主接线采用单母线三分段接线；所内规划安装无功补偿电容器3×（4000+4000）kvar，串联5%电抗器，电抗器按分组配置。
远期安装3套接地补偿装置。
变电站采用半户内布置，按照智能变电站设计；采用光缆通讯方式。
土建按远景规模一次建成。
本期规模：
新建2台50MVA双绕组有载调压变压器；110kV出线2回，主接线采用内桥接线方式；10kV出线24回，本期采用单母线分段接线；安装无功补偿2×（4000+4000）kvar电容器；安装2套接地补偿装置。
变电站采用半户内布置，按照智能变电站设计；采用光缆通讯方式。
本期110kV某某变电站电气主接线示意图详见附图3。
对侧间隔：
对侧间隔不需变化。
对侧保护：
因220kV仁和站至某某站110kV双回线路中有1回T接入万仁热电，需在220kV仁和站加装三侧光纤差动保护装置1套。
2.2.2.2线路部分
从仁和站至某某站110kV双回线路，架空出线同塔双回架设至某某站，其中1回T接入万仁热电。
新建架空线路2×10.5千米，导线采用JL/G1A-300/40钢芯铝绞线，全线采用钢管杆。
（已组立铁塔20基，长度约3千米，未架设线路）。
2.2.2.3通信部分
沿220kV仁和站至110kV某某站110kV新建线路架设1条24芯OPGW-24B1-100光缆，长度为10.5千米；沿220kV仁和站至110kV万仁热电站110kV新建及原有线路架设1条24芯OPGW-24B1-100光缆，长度为4.3千米；沿110kV万仁热电站至110kV某某站新建线路架设1条24芯OPGW-24B1-100光缆，长度为7.2千米。
光缆总长度22.4千米，导引光缆1.4千米。
光传输设备采用SDHSTM-16、PTN设备，通过220kV仁和站接入地调及县调光通信网。
2.3短路电流计算
1）根据系统提资，本站的电源来自220kV仁和变电站的110kV母线；某某站主变建设远景规模为3×50MVA。
以此为依据计算。
2）根据上述条件：
经计算，2020年110kV某某变电站110kV母线最大运行方式下短路电流计算结果如下：
110kV某某变电站短路电流计算结果表
序号
短路点
三台主变10kV侧并列
运行三相短路电流
两台主变10kV侧并列
运行三相短路电流
1
110kV母线
6.89kA
6.89kA
2
10kV母线
22.63kA
19.57kA
根据以上计算结果，采用110kV侧并列运行，10kV侧分列运行方式。
110kV电压等级的设备开断电流为40kA；10kV电压等级的设备开断电流为31.5kA和25kA。
2.4无功补偿平衡
无功补偿应满足系统各种正常及事故运行方式下电压水平的需要，原则上应使无功就地分区分电压基本平衡。
变电站无功补偿以补偿变压器无功损耗为主，适当兼顾负荷侧的无功补偿。
根据该地区经济发展及负荷增长的实际情况，某某站单台主变容量选择为50MVA。
按照《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，变电站无功补偿容量为主变容量的15%～25%。
因此，某某站远景按每台主变配置1×（4000+4000）kvar低压电容器规划，本期安装2×（4000+4000）kvar电容器。
3．电力系统二次
3.1系统继电保护
保护配置现状：
220kV仁和站本期需增加110kV三侧光纤差动保护装置1套。
3.2系统调度自动化
3.2.1调度管理
110kV某某变电站为潍坊地调和某某县调调度，远动信息直送至潍坊地调和某某县调。
3.2.2远动系统
本站与地调及县调通信采用电力调度数据网络和远动专线互为备用的方式，数据网络通信为主用方式，远动专线为备用方式。
远动专线通道：
110kV某某变电站与地调及县调之间应具有一路四线双工远动专线通道，通道速率600bit/s。
要求在通道信噪比为17dB时，误码率不大于10-5。
远动通道应安装防雷保护器。
数据网络通道：
传输速率为2M。
通道的具体安排详见本设计系统通信部分。
3.2.3电力调度数据网络接入及二次安全防护
3.2.3.1潍坊电力调度数据网总体描述
电力调度数据网是承载属于生产控制大区调度业务的专用网络。
调度数据网在专用通道上使用独立的网络设备组网，在物理层面上实现与电力企业其它数据网及外部公共信息网的安全隔离。
调度数据网划分为逻辑隔离的实时子网和非实时子网，分别连接控制区和非控制区。
调度数据网按分层设计，由核心层、骨干层和接入层构成，110kV某某变电站属调度数据网接入层，配置双路由设备，采用双2M上联潍坊地调节点。
3.2.3.2本站电力调度数据网络接入
按照山东电力调度数据网建设的整体设计原则，110kV某某变电站配置2套独立的路由接入设备，分别接入潍坊地调接入网的两个节点。
本工程数据网络接入设备包括路由器2台、交换机2台。
要求路由器配置：
4个E1口，2个百兆/千兆自适应电口，1AUX,1Con，512MBDDR，支持MPLSVPN，双交流电源模块。
3.2.3.3本站二次系统安全防护
根据山东电力二次系统安全总体要求，本站二次系统安全分区如下：
将监控系统、继电保护置于控制区；电能量采集装置置于非控制区。
本站配置纵向加密认证装置2台，以满足二次安全防护的相关要求。
控制区与非控制区之间设置2台硬件防火墙加以防护。
3.2.4电源要求
按照《电力系统调度自动化系统设计技术规程》的要求，远动设备、数据网和电能量计量设备应采用站用一体化电源的UPS供电方式。
电源由电气专业按需求统一配置。
3.3系统通信
3.3.1调度管理体制
110kV某某站由潍坊地调和某某县调调度，由潍坊供电公司和某某市供电公司运行管理。
3.3.2系统通信现状
某某地区电力通信网现已建成了主站采用2.5Gbit/s光传输设备、24座变电站通信分站采用622Mbit/s光传输设备，以16芯ADSS光缆为传输介质环状拓扑为主、链状拓扑为辅的全光通信网路结构，满足了不断增加的电力通信业务对通信带宽和传输速率的需求。
3.3.3接入系统通道组织
地调部分：
110kV某某站接入地调光纤通信网。
县调部分：
110kV某某站接入县调光纤通信南环，光缆通道作为主通道；无线专网通道作为备用通道。
3.3.4光纤电路
（1）光缆线路部分
沿220kV仁和站至110kV某某站110kV新建线路架设1条24芯OPGW-24B1-100光缆，长度为10.5千米；沿220kV仁和站至110kV万仁热电站110kV新建及原有线路架设1条24芯OPGW-24B1-100光缆，长度为4.3千米；沿110kV万仁热电站至110kV某某站新建线路架设1条24芯OPGW-24B1-100光缆，长度为7.2千米。
光缆总长度22.4千米，导引光缆1.4千米。
（2）系统部分
本站新上潍坊地调SDH-162.5G光传输设备一套，某某县调新上潍坊地调SDH-162.5G光传输设备一套，接入潍坊地调光纤通信网。
220kV仁和站增加STM-16光口板。
本站安装1套PCM终端复用设备，某某县调及潍坊地调配置PCM接入设备各一套，分别用以向地调、县调提供调度电话、自动化专线通道；本站设配线设备1套，用于光缆、2M、音频配线。
地调及县调设置音频配线单元1套，潍坊备调PCM设备上增配数据接口板1块。
本工程配置潍坊地区数据承载网接入层PTN设备1套，由仁和变接入潍坊地区PTN数据承载网。
在仁和变的数据承载网设备上对某某变方向配置1块GE光口。
数据网主要承载调度数据网络双平面的第二通道，以及新建110kV某某变电站工业监控、远程抄表通过传输设备FE接口等业务，同时为该站的自动化分级数据提供专用通道，该区域为配网自动化实施的规划范围，数据网为独立组网架构，不占用SDH传输带宽。
4、变电站站址选择及工程设想
4.1站址选择
该站址位于高新产业园区内龙泉街南侧约50米、铁塔路东侧约70米。
该处地势平坦，进出线电缆畅通；交通方便，易于设备运输、施工管理；附近无重要军事、通讯设施，是理想的建站地点。
110kV某某变电站站址照片
4.2站址技术条件
表4.2-1站址方案技术条件表
No
比较技术条件、项目
某某站站址
1
站址地理位置
站址位于高新产业园区龙泉街南侧约50米、铁塔路东侧约70米
2
地形地貌
站址原地形平坦。
地貌类型为平原。
3
地表植被
站区为某某中部，地面种植蔬菜。
4
场地自然高程（黄海）
地面标高最大值52.1m，最小值51.8m，地表相对高差0.30m
5
五十年一遇洪水位
52.3m
6
地震烈度
地震动峰值加速度为0.10g（相应的地震基本烈度为7度），地震动反应谱特征周期为0.35s（建筑场地土为中软场地土）。
7
地质状况
地基土按组成成分及物理力学性质自上而下分为五层：
第1层：
耕土（Q4ml）,平均厚度1.10～1.10m，层底埋深1.10m。
第2层：
粉质黏土（Q4al+pl），褐黄色，为可塑状态。
场地普遍分布。
厚度：
1.90～1.90m,，平均1.90m；层底埋深：
3.00～3.00m，平均3.00m。
承载力特征值fak＝120kPa。
第3层：
粉土（Q4al+pl），黄褐色，湿，密实。
场地普遍分布。
厚度：
3.10～3.10m，平均3.10m；层底埋深：
6.10～6.10m，平均6.10m。
承载力特征值fak＝180kPa。
第4层：
粉土（Q4al+pl），褐黄色，饱和，中密。
场地普遍分布。
厚度:
0.40～0.40m，平均0.40m；层底埋深：
6.50～6.50m，平均6.50m。
承载力特征值fak＝180kPa。
第5层：
全-强风化泥岩，紫红色，场地普遍分布，该层未穿透。
最大揭露3.50m，相应埋深10.00m。
承载力特征值fak＝250kPa。
8
水源
站内打井
9
道路引接
新建进站道路路宽4.0m，长约50m。
路况较好。
10
土石方工程量
（挖/填）
围墙内占地2234.4m2，填土量为：
4100m3
11
拆迁与赔偿工程量
站区范围内为农田，有农作物，在征地时需赔偿
12
出线条件及线路长度
地势较开阔，110kV向北出线、10kV全电缆向北向西出线。
13
电气布置
东西向出线，110kV配电装置布置在站址北侧，主变压器布置在站址南侧。
14
污秽等级
e级
15
压覆文物及矿藏
无
16
历史文化遗迹
非文物保护区
17
环境保护
非生态、环境保护区
18
军事设施
无
19
城乡规划
与城乡规划无冲突
20
站址用地性质
建设用地
21
协议收集
正在办理
22
综合评价
站址可行
4.3进站道路
站址的进站道路由铁塔路接入，新建进站道路路宽4.0m，长约50m。
路况较好。
5变电站工程设想
5.1电气主接线及主要电气设备选择
5.1.1电气主接线
（1）主变：
主变采用三相双绕组自冷有载调压电力变压器，额定容量为50MVA，电压等级为110/10.5kV。
（2）110kV进线：
2回架空进线，采用内桥接线方式；最终2回架空进线，采用扩大内桥接线方式。
（3）10kV出线：
本期24回电缆出线，采用单母线分段接线方式；最终36回电缆出线，采用单母线三分段接线方式。
（4）无功补偿：
每台变压器分别配置1×（4000+4000）kvar无功补偿并联电容器组，分别接在10kV母线上。
5.1.2主要电气设备选择：
1）、主变压器：
选用低损耗、检修周期较长的三相双绕组自冷式有载调压变压器。
主变压器的选型及主要技术参数选择结果表：
项目
技术参数
主变压器型号
SZ11-50000/110
额定容量
50000kVA
容量比
100/100
电压比
110±8×1.25%/10.5kV
短路阻抗
Ud%=17
接线组别
Yn,d11
调压方式
有载调压
冷却方式
自冷
中性点接地方式
经隔离开关和放电间隙接地
注：
中性点附电流互感器
2）、110kV电气设备：
选用SF6封闭式组合电器，其断路器额定电流为2000A，额定开断电流为40kA，三相共箱。
3）、10kV电气设备：
选用铠装移开式户内交流金属封闭开关柜，柜中断路器选用合资真空断路器，主变压器和分段回路额定电流为3150A，开断电流为31.5kA；出线回路额定电流为1250A，开断电流为25kA；配干式电流互感器、干式电压互感器、交流无间隙金属氧化物避雷器。
4）、无功补偿装置：
每台变压器分别配置1×（4000+4000）kvar无功补偿并联电容器组，分别接在10kV母线上。
5）、10kV接地变及消弧线圈成套装置：
接地变：
DKSC-700/10.5
消弧线圈装置型号：
XHDCZ-630/10.5
5.2电气布置
（1）电气总平面布置
本站为半户内布置的变电所，主体是一个综合建筑楼，配电装置楼按二层布置。
配电装置楼南北方向20米，东西方向40.8米。
主变压器室布置在一层南侧，室外安装，南靠站内环行道路，便于运输；北侧一层为10kV配电装置室，其上二层为110kVGIS室；综合建筑楼西端和东端部一层布置有电容器室，接地变室位于二楼东端。
综合楼的四周设有环型运输道，大门向西开。
本站设有电缆层（地下2.6米），布置在10kV配电装置室和电容器室的下部，10kV电缆从电缆层引入引出，主变压器和开关柜二次电缆通过电缆桥架到二层控制室。
站内设有环行运行通道，围墙内占地面积为2234.4平方米。
5.3站用电
某某变电站10kV侧远景设有三台接地变，其中两台兼站用变压器。
本期上两台干式接地变兼站用变压器。
站用额定容量选为100kVA，消弧线圈的容量为630kVA，接地变压器容量为700kVA，1#、2#接地变分别经断路器开关柜接入10kVⅠ、Ⅱ段母线上。
5.4防雷接地
本站利用建筑房屋顶的避雷带和两根30m的独立避雷针构成联合保护网，保护主建筑物、室外变压器及其他连接导线。
本站接地根据《交流电气装置的接地》（DL/T620－1997）设计，按照国家电网公司《十八项反措》要求，静态保护的保护屏、10kV开关柜装设专用等电位接地铜排，就地端子箱、汇控柜等处装设等电位接地铜排网，铜排截面不小于100mm2。
考虑到接地网的腐蚀率，变电站接地干线采用40mm×4mm的铜排，垂直接地体采用Φ17.2镀铜钢棒，接地支线采用60mm×6mm的镀锌扁钢。
本站接地以水平接地体为主，垂直接地体为辅构成复合接地网。
主接地网采用不等距网格布置，接地干线采用接地铜排，室内设备接地支线采用接镀锌扁钢，接地网接地电阻要求不大于0.5Ω。
5.5光/电缆敷设及防火
5.5.1电缆设计原则
5.5.1.1电缆敷设
布置于生产综合楼一层的设备，其电力电缆和控制电缆利用电缆半层敷设；布置于生产综合楼二层的设备，其电力电缆和控制电缆通过电缆桥架通至电缆半层；主变压器区设有电缆沟通至电缆半层。
5.5.1.2电缆型式及规格
（1）高压电力电缆：
10kV电力电缆采用阻燃型三芯金属铠装铜芯电缆（ZR-YJV22）。
（2）0.6/1kV电力电缆：
采用阻燃型三芯金属铠装铜芯电缆（ZR-VV22）。
（3）控制电缆：
采用聚氯乙烯绝缘钢带铠装、单屏蔽的铜芯电缆，屏蔽层两端接地。
5.5.2光缆选择和敷设
光缆选择和敷设应满足如下要求：
（1）二次设备室内通信联系采用屏蔽双绞线，采样值和保护GOOSE等可靠性要求较高的信息传输采用光纤。
（2）主变主、后备保护的电流、电压，以及GOOSE跳闸控制回路等需要增强可靠性的两套系统，应采用各自独立的光缆。
（3）智能变电站电缆选择及敷设的设计应符合GB50217的规定。
（4）光缆选择根据其传输性能、使用的环境条件决定；采用多模光纤，室内光缆的缆芯采用紧套光纤，采用非金属阻燃增强型光缆。
（5）由二次设备室至各配电装置室敷设主干光缆，在配电装置处经光缆接头盒分配至各间隔相应设备。
（6）敷设方式采取直埋、穿管敷设、微槽敷设、电缆沟敷设、槽盒敷设等方式。
（7）屏柜内的光纤固定于光纤终端盒或光纤配线架中。
5.5.3电缆防火
为了防止电缆着火和火灾蔓延，本工程将采取如下措施
5.5.3.1电缆选用阻燃型。
多芯电缆应采用挤包内衬层，不得采用绕包内衬层；交流回路单芯铠装电力电缆应选用双非磁性金属铠装电缆（如VV62或VLV62）。
5.5.3.2交流回路单芯铠装电力电缆的铠装层采取单点直接接地。
5.5.3.3在各屏柜下方，各继电器室进出口，室外电缆沟每隔一定区段，采用耐火材料封堵，且将封堵两侧各1米范围内的电缆外皮采用防火包带粘贴或涂防火涂料。
5.5.3.4同一回路工作电源与备用电源电缆，应布置在不同支架层。
5.5.3.5各电缆每隔30m应在电缆外皮加印不可擦除褪色的电缆编号。
5.5.3.6靠近含油设备（如电缆终端或电压、电流互感器等）的电缆沟盖板，应予以密封处理。
5.5.3.7同一层支架上电缆排列的配置，应符合下列规定：
（1）控制和信号电缆可紧靠或多层叠置；
（2）除交流系统用单芯电力电缆的同一回路可采取品字形配置外，对重要的同一回路多根电力电缆，不应叠置；（3）除交流系统用单芯电缆情况外，电力电缆的相互间应有1倍电缆外径的空隙。
5.5.3.8交流单芯电缆不得单独穿入钢管，电缆固定夹具不应构成闭合回路。
5.5.3.9根据电缆设计规程，对室外电缆沟采用分段阻隔措施，凡通向屋内配电装置的电缆孔洞及柜、盘屏的孔洞待电缆敷设完毕后均采用有效阻燃材料严密封堵，在靠近含油设备（主变压器等）的电缆沟盖板予以密封处理。
电缆穿出地面处应有足够的穿管保护，未穿电缆前用圆锥形砂浆混凝土将保护管两头堵
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