光伏电站110kV初设说明.docx
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光伏电站110kV初设说明
1.
1.1
1.2
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4.
4.1
4.2
总的部分
本设备适用场合
对设备方案组合的说明
电气一次部分
电气主接线
短路电流及主要电气设备、导体选择
绝缘配合及过电压保护
电气总平面布置
站用电及照明
电缆设施
电气二次部分
系统继电保护
计算机监控系统
元件保护及自动装置
UPS电源系统
图像监视及安全警卫系统
火灾自动报警系统
二次设备布置
集成变电站二次设备的接地、防雷及抗干扰
电流互感器、电压互感器二次参数选择框架结构部分
站区场地概述
站区布置及交通运输
4.3整体钢制框架
4.4框架设计
4.5采暖通风
4.6消防
5.附图
5.1预装式变电站电气主接线图
5.2预装式变电站保护配置图
5.3站用电系统接线图
5.4直流系统图
5.5计算机监控系统方案
5.6110kV配电室、10kV配电室及变压器室断面图
5.710kV配电室、保护控制器及变压器室断面图
5.8二层110kV配电室、保护控制室及变压器室断面图
5.9一层10kV配电室及变压器室平面布置图
5.10一层10kV配电室平面布置图
5.12二层保护控制室平面布置图
为了满足负荷日益增长对城市电源点和较大用户的用电需求，满足社会和企业对节约、节能、环保、经济适用的要求，满足国网公司对变电站进行标准化设计的理念，使变电站工程建设由过去的规划设计、招标采购、建设施工、安装调试、验收投运等多个环节，变为只有规划定货和验收投运的交钥匙项目，减少了流程、加快了进度、节约了资源，方便了用户。
1总的部分
110kV集成变电站为钢框架结构、底层悬空、全封闭的室内变电
站。
它具有结构紧凑、占地面积小，建设周期短、造价相对较低，对环境影响小、适应性强，并且表面喷涂有防紫外线涂料，在高温地区可有效降低室内温度。
实现工厂化生产、无人值守的预装式变电站。
110kV为1回架空进线，10kV为6回电缆出线。
110kV集成变电站按户内无人职守变电站设计。
整站设计参照《国
家电网公司输变电工程典型设计一--110kV部分》为依据，110kV配电
装置GIS断路器；主变选用自冷有载调压变压器；10kV配电装置采用
金属铠装移开式开关柜，室内单列布置。
1.1本设备适用场合
（1）人口密度高，土地昂贵地区
（2）外界条件限制，站址选择困难区域
（3）特殊地形条件
（4）高地震烈度地区
（5）咼原地区
（6）严重大气污染地区
（7）电缆出线多的项目
1.2对设备方案组合的说明
技术条件表
序号
项目名称
技术条件
1
主变压器
30MVA
2
岀线规模
110kV1回电缆
10kV6回电缆
3
电器主接线
110kV线路变压器组接线
10kV单母线接线
4
无功补偿装置
10kV母线按6000kvar配置
5
短路电流
110kV,40kA;10kV主变压器进线25kA,出线25kA
6
主要设备选型
主变压器：
选用110kV低损耗三相三绕组有载调压油浸变压器（带平衡线圈）
110kV：
GIS断路器
10kV:
金属铠装式开关柜（KYN28-12柜体配装
ZN63-12真空断路器）
电容器：
户内装配式成套电容器柜
接地变：
DKSC9-400/10.5-80/0.4干式接地变压器
7
监控系统
计算机监控系统，不设常规控制屏，监控和远动统一考虑，可满足无人职守要求
8
结构部分
全站建筑占地面积264平方米，主要为全封闭钢制框架结构
9
站址条件
按地震动峰值加速度0.10g，设计风速30m/s，地基承载力特征值fak=150kPa，地下水无影响，非采暖区设计，假设场地为同一标高。
海拔2000m以下，国标山级污秽区设计
2电气一次部分
2.1电气主接线
2.1.1集成变电站设计规模及主接线
（1）变电站最大容量为30MVA（110/10kV）,三相三绕组自冷有载调压电力变压器（带平衡线圈）。
（2）110kV出线，本期及最终1回，采用线路变压器组接线方式。
（3）10kV出线，本期及最终6回，采用单母线接线方式。
（4）无功补偿电容器，本期及最终6000（3000+3000）kvar,接入10kV母线上。
2.1.2各级电压中性点接地方式
（1）变压器中性点接地方式：
110kV侧直接接地或不接地；10kV侧经消弧线圈谐振接地。
（2）由于10kV侧全部采用电缆出线，电缆接地电容电流较大，因
此采用消弧线圈进行补偿。
由于主变压器10kV侧没有中性点，采用站
用电与消弧线圈公用的接地变压器，设计方案每台消弧线圈的容量按300KVA可调容量设计，实际接地电容电流不同时，可按实际进行配置。
2.2短路电流及主要电气设备、导体选择
2.2.1短路电流水平
各电压等级的设备短路电流选择如下：
110kV电压等级的设备短路电流为40kA;
10kV电压等级的主变压器进线设备为25kA,出线为25kA
2.2.2主要电气设备选择
（1）主变压器。
主变压器选用110kV低损耗双绕组有载调压油浸
变压器，考虑到城市噪声控制，应优先选用自冷型。
推荐型号为：
SZ11-30000/110115±8X1.25%/11kV
绕组级别：
ynyn（带平衡绕组）
阻抗：
Uk%=10.5
（2）110kV设备。
采用GIS断路器，其断路器额定电流为2000A,
额定开断电流为40kA。
（3）10kV设备。
选用金属铠装移开式开关柜（KYN28-12柜体配
装ZN63-12真空断路器）；主变回路选用真空断路器，其额定电流为2000A,额定开断电流为25kA;出线回路选用真空断路器，其额定电
流为1250A,额定开断电流为25kAo
（4）无功补偿装置。
采用可调容式无功补偿装置，电容器选用6000kvar户内装配式电容器成套装置。
（5）站用电及消弧线圈。
10kV侧设有1台DKSC9-400/10.5-80/0.4干式接地变压器兼站用电压器，消弧线圈容量为300kVA,实际工程
中根据实际接地电容电流不同时，可按实际进行调整。
2.2.3导体选则
110kV没有穿越功率，按每条线路带1台主变压器（30MVA计算,
10kV母线按1台主变压器（30MVA计算。
导体选择的原则如下：
（1）母线的载流量按最大穿越功率考虑，按发热条件校验。
（2）各级电压设备见链接回路通过最大电流考虑，按发热条件校
验。
110kV主变压器出线选择LGJ-240/30导线，10kV主变压器进线选择2X（TMY-80X10）铜排。
2.3绝缘配合及过电压保护
电器设备的绝缘配合，参照DL/T620-1997《交流电器装置的过电
压保护和绝缘配合》确定的原则进行。
氧化锌避雷器按GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》
及国家电网生计【2005】174号的附件3《110（66）kV-750kV避雷器技术标准》中的规定进行选择。
2.3.1110kV电气设备的绝缘配合
（1）避雷器选择。
其主要技术参数见下表。
主变压器
480
450
550
200
185
其他电气
550
550
230
230
断路器断口间
550
550
230
230
隔离开关断口间
630
265
265
2.3.210kV电气设备的绝缘配合
（1）避雷器选择。
根据DL/T620-1997第426条所述，当“变压器高低压侧接地方式不同时，低压侧宜装设操作过电压保护水平较低的避雷器”。
目前国内厂家生产的氧化锌避雷器，其保护性能和工作
特性优良。
为此，主变压器10kV侧配置17/45kV氧化锌避雷器，其主要技术指标见下表。
110kV氧化锌避雷器主要技术参数
避雷器型号
YH10型
额定电压（kV,有效值）
102
最大连续运行电压（kV，有效值）
79.6
操作冲击残压（kV，峰值）
226
雷电冲击10kV残压（kV,峰值）
266
陡坡冲击10kV残压（kV,峰值）
299
10kV氧化锌避雷器主要技术参数
避雷器型号
YH5型
额定电压（kV,有效值）
17
最大连续运行电压（kV，有效值）
13.6
操作冲击残压（kV，峰值）
38.3
雷电冲击5kV残压（kV,峰值）
45
陡坡冲击5kV残压（kV,峰值）
51.8
（2）110kV电气设备的绝缘水平。
绝缘水平按GB311.1-1997《高
压输变电设备的绝缘配合》选取，110kV电气设备的绝缘水平见下表。
（2）10kV电气设备的绝缘水平。
绝缘水平按GB311.1-1997选取,
10kV电气设备的绝缘水平见下表。
110kV电气设备的绝缘水平
、、实验电压
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
载波
内绝缘外绝缘
内绝缘外绝缘
10kV电气设备的绝缘水平
'实验电压
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
载波
内绝缘外绝缘
内绝缘外绝缘
主变压器
75
75
85
35
35
其他电气
75
75
42
42
断路器断口间
75
75
42
42
隔离开关断口间
85
49
233雷电过电压保护
（1）主变压器绝缘配合。
在变压器中性点装设氧化锌避雷器。
（2）110kV、10kV配电装置及电容器雷电过电压保护。
在110kV
进线端装设氧化锌避雷器；10kV出线端及主母线均装设氧化锌避雷
器；为防止10kV电容器操作过电压，在并联电容器首端装设氧化锌避雷器。
2.3.4防直击雷保护
整站采用全封闭钢制框架，可有效防直击雷，无需另设避雷针。
2.3.5接地
集成变电站接地按有关技术规程的设计要求，并按《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》要求，静态保护的保护屏装设了专用接地网。
整体集成站接地网按常规设计，采用水平接地体与垂直接地体组成，水平接地体由60mnK8mm的扁钢组成，垂直接地体为直径50mm
镀锌钢管，接地网接地电阻符合DL/T621-1997《交流电气装置的接地》的规定。
2.4电气总平面布置2.4.1电气总平面布置
集成变电站的主体为全封闭钢制框架结构，内部分为110kV配电
室、主变压器室、10kV配电室、保护控制室。
整站占地面积为264平方米。
2.4.2配电装置形式
（1）110kV配电装置采用户内六氟化硫移动小车式断路器。
（2）10kV配电室采用户内金属铠装移开式开关柜（KYN28-12柜体配装ZN63-12真空断路器）。
（3）无功补偿6000（3000+3000）kvar户内电容器成套装置。
2.5站用电及照明
2.5.1站用电
变电站10kV侧设1台DKSC9-400/10.5-80/0.4干式接地变压器
兼站用变压器，变压器总容量为400kVA，其中站用电容量为80kVA,
经过断路器接入10kV母线上。
站用电为380/220V三相四线制中性点直接接地系统，站用变压器
采用单母线分段接线。
站用电屏共1面，置放于保护控制室内。
2.5.2照明
（1）动力电源系统。
按功能区域配置检修电源，电源引自站用配电屏。
（2）照明电源系统。
照明电源系统根据运行需要和事故处理时照
明的重要性确定。
其电源分交流站用电和直流电源两种。
交流站用电
来自站用配电屏，主要供正常照明；直流电源是由蓄电池直流母线经
直流电源屏转供，主要供站内事故照明。
直流电源容量应满足维持事
故照明1小时的要求。
（3）主要照明方式。
110kV>10kV配电室装置荧光灯及白炽灯混
和照明；变压器室装置投光灯、荧光灯及白炽灯混和照明；保护控制
室装置荧光灯、白炽灯混合照明。
整站所有110kV>10kV配电室、变
压器室、保护控制室均设事故照明，事故照明采用白炽灯。
2.6电缆设施
保护控制室分为二层布置，一层为10kV配电室，二层、三层为保
护控制室。
整站内所有电缆均通过布设在站内电缆桥架，汇总并分别接入布置在二层、三层保护控制室的相应屏体内。
电缆涂防火涂料，电缆桥架口处设防火隔板、防火包，以防电缆
着火或阻止火势蔓延。
3电气二次部分
3.1系统继电保护
3.1.1线路保护
110kV线路的电源侧变电站配置一套线路保护装置，负荷侧变电站
可以不配。
保护包括完整的三段相间和接地距离、四段零序方向过流保护。
3.1.2故障录波
110KV集成变电站，其线路、主变压器配置一套故障录波器。
3.2计算机监控系统
3.2.1系统设备配置
（1）监控系统采用分层、分布、开放式网络结构，主要由站控层设备、间隔层、过程层（选配）以及网络设备构成。
站控层设备按变电站远景规模配置，间隔层设备按工程实际建设规模配置。
（2）站控层设备：
主机兼操作员工作站、远动通信设备、公用接口装置、打印机等，其中主机兼操作员工作站和远动通讯设备均按单套配置，远动通信设备采用无硬盘专用装置。
（3）网络设备：
包括网络交换机、光/电转换器、接口设备和网络连接线、电缆、光缆及网络安全设备等。
（4）间隔层设备：
包括测控单元、网络接口等。
（5）时间同步时钟装置完成对监控系统设备的对时。
（6）测控单元按断路器回路配置，采用保护、自动化测控合一的配置方式。
3.2.2系统网络结构
（1）变电站采用单网结构，站控层网络与间隔层网络采用直接连接方式。
（2）站控层网络采用以太网。
网络应具有良好的开放性，以满足与电力系统其它专用网络连接及容量扩充等要求。
（3）间隔层网络具有足够的传送速率和极高的可靠性，采用以太
网。
3.2.3系统软件
主机兼操作员工作站应采用安全的UNIX、Linux或经过软件加固的Windows操作系统。
324系统功能
监控系统实现对变电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备遥测、遥信、遥调、遥控等全部的远动功能和同步对时功能，具有与调度通信中心交换信息的能力。
（1）信号采集
监控系统的信号采集类型分为模拟量、状态量（开关量）。
a）模拟量：
电流、电压、有功功率、无功功率、频率、温度等。
b）状态量（开关量）：
断路器、隔离开关以及接地开关信号，继电保护装置和安全自动装置动作及报警信号，全站其它二次设备事故及报警监视信号。
（2）与站内智能设备的信息交换
站内智能设备主要包括了微机型继电保护及安全自动装置、直流系统、UPS系统、火灾报警系统、图像监视及安全警卫系统等设备。
a）监控系统与继电保护的信息交换。
保护的跳闸信号以及重要的告警信号采用硬接点方式接入测控装
置，采用非保持接点。
每套保护装置的保护硬接点信号见下表，接入监控的保护硬接点信号可在此基础上简化。
继电保护装置硬接点信号内容
序号
信号内容
1.110kV线路保护
信号1
线路保护动作
信号2
重合闸动作
信号3
保护装置故障（含直流消失）
信号4
保护运行异常
信号5
保护通道故障（如有）
2.故障录波器信号
信号1
故障录波器装置动作
信号2
故障录波器装置故障
信号3
故障录波器装置电源消失
3.主变压器保护信号
信号1
保护动作
信号2
非电量保护动作
信号3
保护装置故障（含直流消失）
信号4
保护运行异常
4.10kV线路保护
信号1
线路保护动作
信号2
重合闸动作
信号3
保护装置故障（含直流消失）
5.自动装置
信号1
保护动作
信号2
保护装置故障（含直流消失）
b）监控系统与其他智能设备的信息交换。
对于直流系统、UPS系
统、火灾报警等智能设备，采用两种方式实现监控系统与智能设备的
信息交换：
方式一：
重要的设备状态量信号或报警信号采用硬接点方式接入测控装置，采用非保持接点。
方式二：
配置智能型公用接口装置，安装在二次设备室网络通信设备屏中，该公用接口装置通过RS-485串口方式实现与智能设备之间的信息交换，经过规约转换后通过网络传送至监控系统主机。
（3）防误操作闭锁功能
同时
监控系统应具备巡逻闭锁软件实现全站的防误操作闭锁功能,在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。
（4）小电流接地选线功能
采用监控系统实现小电流接地选线功能。
（5）通信规约
a）监控系统与微机保护的通讯规约使用DL/T667-1999规约或
DL/T860（IEC61850）规约，与电能计量计费系统通信规约使用DL/T
719-2000规约。
b）监控系统与调度端网络通信采用DL/T634.5104-2002规约，与
调度端专线通信采用DL/T634.5101-2002规约。
（6）系统工作电源
监控系统站控层工作站等设备采用站内2卩8＞电。
间隔层测控设备
采用直流供电。
间隔层需要交流220V供电的设备，可采用直流逆变方式供电。
3.3元件保护及自动装置
3.3.1主变压器保护
（1）主变压器微机保护按主、后分开单套配置，主保护与后备保护引自不同的电流互感器二次绕组。
或采用主后一体双套配置，每套保护分别引自不同的电流互感器二次绕组。
（2）变压器配置独立的非电量保护。
3.3.2并联电容器保护
不接地系统配置微机型三段式相间电流保护，配置过电压、低电
压及放电线圈开口三角零序电压保护/中性点不平衡电流保护/差压保
护；低电阻接地系统配置零序电流保护。
3.3.310kV线路保护
不接地系统配置微机型三段式相间电流保护及三相一次重合闸
（架空线路）；低电阻接地系统配置零序电流保护。
如果电流保护不能
满足需要根据实际选择配置相间距离保护或全线速动保护。
3.3.4接地变压器、接地电阻保护
接地变压器配置微机型三段式相间电流保护、零序电流保护及本体保护。
保护动作跳变压器各侧断路器。
接地电阻配置一段式零序电流保护，保护动作跳变压器各侧断路器。
3.3.5自动装置
（1）10kV小电流接地选线由监控系统实现
（2）低频减载装置
根据系统要求配置微机型低频减载装置，10kV线路一般采用一
体化装置中的自动低频减载功能。
3.4UPS电源系统
3.4.1直流系统
（1）直流系统电压
110kV集成变电站操作直流系统采用220Vo
（2）蓄电池形式，容量及组数
装设1组。
110kV集成变电站蓄电池采用阀控式密封铅酸蓄电池，
蓄电池容量按2h事故放电时间考虑。
（3）充电装置型式及台数
110kV集成变电站采用高频开关充电装置，充电模块按N+1配置，
配置1套。
（4）直流系统接线形式
110kV集成变电站直流采用单母线接线。
蓄电池组设有专用的试验放电回路。
试验放电设备经隔离和保护
电器直接与蓄电池组出口回路并接。
（5）直流系统供电方式
110kV集成变电站的二次设备通常为集中布置，直流系统不设置直流分屏，采用直流系统屏一级供电方式。
保护控制室的测控、保护、
故障录波、自动装置等设备采用辐射式供电方式。
（6）直流系统设备布置
直流系统屏布置在保护控制室内。
蓄电池可组屏与直流系统屏一
起布置在保护控制室内。
（7）其他设备配置
a）每段直流母线设置一套微机监控装置，根据直流系统运行状态，
综合分析各种数据和信息对整个系统实施控制和管理，并通过RS-485
通信接口将信息上传至站内监控系统。
直流系统重要信息同时通过硬接入点方式输入站内监控系统。
b）蓄电池组配置一套蓄电池巡检仪，检测蓄电池单体运行工况，对蓄电池充、放电进行动态管理。
c）在直流屏上装设置直流绝缘监察装置，在线监视直流母线的电
压，过高或低时均发出报警信号。
包括检测直流馈线的接地情况。
d）蓄电池出口，充电装置直流侧出口回路、直流馈线回路和蓄电
池试验放电回路，装设备保护器。
保护电器采用专用直流空气开关，分馈线开关与总开关之间至少保证3〜4级级差。
3.4.2UPS电源系统
110kV集成变电站配置一套交流不停电电源（UPS系统。
UPS电
源采用直流逆变方案。
3.5图像监视及安全警卫系统
为便于变电站运行管理，保证变电站的安全运行，在110kV集成
变电站内设置一套图像监视及安全警卫系统。
其功能满足安全防范要求。
图像监视及安全警卫系统设备包括视频服务器、终端监视器、多画面分割器、录像设置、摄像机、云台、防护罩、编码器及沿变电站四周设置远红外线探测仪器或电子栅栏等。
其中视频服务器等后台设备按全站终期规模配置，并保留有远方监视的接口。
就地摄像头按本期建设规模配置。
站内配电装置区、主要设备室的摄像头的配置形式及数量，参见下表。
110kV集成变电站图像监视及安全警卫系统配置
序号
安装地点
摄像头类型
说明
1
主变压器
一体化摄像机
室内配置1个一体化摄像机
2
110kV配电室
一体化摄像机
室内配置1个一体化摄像机
3
10kV配电室
一体化摄像机
室内配置2个一体化摄像机
4
保护控制室
一体化摄像机
室内配置2个一体化摄像机
5
全景
室外快球
集成变电站顶配置2个室外快球
6
红外对射
100m红外对射
集成站四周装设红外对射装置
3.6火灾自动报警系统
（1）110kV集成变电站设置一套火灾自动报警系统，包括火灾报警控制器、探测器、控制模块、信号模块、手动报警按钮等。
（2）火灾探测区域应按独立室划分。
110kV集成变电站探测区或有保护控制室、各级电压等级配电室、主变压器室、电缆井、沟等。
（3）根据所探测区域的不同，配置不同类型和原理的探测器。
（4）火灾报警控制器应设置在警卫室靠近门口处。
当火灾发生时，火灾报警控制器可以及时发出声光报警信号，显示发生火警的地点。
3.7二次设备布置
（1）集成变电站二次设备屏体采用统一PK-10型号。
（2）保护监控系统组屏方案，110kV保护及测控屏体布置在保护
控制室内，变压器保护及测控屏体布置在保护控制室内，计量、远动、
直流、交流、通讯、电池、误防等屏体也均布置在保护控制室内，10kV
采用保护测控一体化装置，布置在相应的开关柜。
3.8集成变电站二次设备的接地、防雷及抗干扰
3.8.1接地
（1）控制电缆的屏蔽层两端应可靠接地。
（2）所有敏感电子装置的工作接地不与安全地或保护地混接。
（3）在保护控制室、敷设二次电缆的通道、就地端子箱及保护用
结合滤波器等处，使用截面积不小于100mm2的裸铜排与变电站的主
接地网紧密连接的等电位接地网。
（4）在保护控制室下层的电缆夹层内，按屏体布置的方向敷设
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