第一卷第1册第01篇 J5AIS1 说明书+清册.docx
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第一卷第1册第01篇J5AIS1说明书+清册
2011年版
南方电网变电站标准设计
第一卷500kV变电站标准设计
第一册500kV配电装置模块
第一篇CSG-500B-J5AIS1模块
南方电网公司
2010年12月
第一章：
设计说明
1总的部分
1.1模块建设规模
CSG-500B-J5AIS1为500kV变电站500kV配电装置模块之一,其建设规模见表1-1-1。
本
模块按照终期规模建设设计，通过增减公用模块及子模块，得到所需的方案。
表1-1-1CSG-500B-J5AIS1方案建设规模
序号
项目
建设规模
1
500kV出线
共8回
2
500kV主变进线
第1、2台主变进串，第3台主变经断路器接母线
线路高抗或母线高抗的配置应根据具体工程的实际系统条件进行计算，本模块具备接入高抗模块（子模块）的条件。
1.2模块的特点和适用范围
CSG-500B-J5AIS1模块的主要技术特点参见表1-1-2。
表1-1-2CSG-500B-J5AIS1方案主要技术特点
序号
项目名称
技术特性
1
电气接线
采用一个半断路器接线，第1、2台主变进串，第3台主变经断路器接母线，不装设线路、变压器出口隔离开关。
2
短路电流
63kA
3
主要设备选型
户外SF6双断口瓷柱式断路器
4
配电装置型式
采用悬吊管母线中型分相断路器三列式布置，间隔宽度28m。
5
电气二次
采用变电站综合自动化系统，2台或3台测控装置组一面屏。
一回500kV线路组两面保护屏，一台500kV断路器组一面保护屏。
6
土建
500kV构架采用多边形或圆形单条直焊缝钢管人字柱结构，支架采用单钢管柱结构。
钢结构采用冷喷锌或热镀锌防腐处理，优先考虑采用符合环保、节能要求的冷喷锌防腐处理。
根据电气平面布置接入各继电器小室等建筑物公用模块。
1.3模块与南网标准设计方案（2006版）的差异
表1-1-3本模块与南网标准设计方案（2006版）的差异
序号
南网标准设计方案内容
本模块改动内容及理由
1
CSG-500B-P1方案#3主变进线采用常规敞开式设备直接接入母线。
本模块#3主变进线采用HGIS设备直接接入母线。
设备可靠性更高、场区占地面积更小。
2
CSG-500B-P1方案总平面布置中设置了线路高抗、就地继电器小室、站用配电室。
本模块中线路高抗、就地继电器小室、站用配电室定义为子模块及公用模块，可随意调用或增减数量，十分灵活。
3
电缆沟采用砖砌沟壁，混凝土压顶形式。
沟壁高度小于800mm（包括800）电缆沟采用砖砌沟壁，混凝土压顶形式；高度大于800mm电缆沟采用C25混凝土沟壁。
详见标准图集图册。
4
所有钢结构构件均要求采用热镀锌防腐。
所有钢结构采用冷喷锌或热镀锌防腐处理。
优先考虑采用符合环保、节能要求的冷喷锌防腐处理。
1.4模块绿色设计原则
（1）电气接线在满足可靠性、灵活性的前提下，力求做到经济合理，简单可靠，节省一次设备；电气接线的选择要为减少配电装置占地面积创造条件，应方便初期过渡及后期扩建。
（2）优先考虑性价比高、维护少、环境影响小的电气设备，宜选用占地面积小、损耗、噪音及电磁干扰水平低的电气设备。
照明灯具应采用环保型节能灯具。
（3）配电装置布置在满足安全可靠、技术先进、运行维护方便的前提下应紧凑、合理。
500kV配电装置宜采用悬吊式管母线户外分相中型布置，以减少变电站的占地面积，节省工程投资。
（4）钢结构优先采用冷喷锌防腐工艺，体现绿色、低碳设计理念。
1.5 模块使用边界条件
（1）模块不涉及系统接入论证，只是根据南方电网变电站普遍情况提出的典型建设规模。
（2）模块不涉及短路电流计算，只是根据主流设备的制造与使用情况提出各电压等级的
短路电流水平。
（3）模块具备与500kV变电站其他子模块对接以及公用模块接入的条件。
（4）模块可通过增减子模块（完整串或不完整串）的方式对建设规模进行调整。
（5）模块适用的站址自然条件
海拔：
1000m以下；
地震基本烈度：
7度（0.10g）；
设计基本风压：
按不大于0.75kN/m2考虑，50年一遇；
覆冰：
10mm以下；
地基承载力特征值：
fak=150kPa；（不考虑地下水腐蚀性）
凡站址自然条件较以上标准设计给定的条件恶劣时,工程设计应依照有关规范作相应的调整。
1.6模块的电气二次部分
（1）与本500kV配电装置模块配套的二次公用模块有：
二次公用模块1（G5JSF1模块，继电器室下放布置）,详见第一卷第四册第二十二篇；
二次公用模块2（G5JDJ1模块，继电器室集中布置）,详见第一卷第四册第二十三篇。
（2）具体工程基本模块中的二次设备实际数量通过电气一次对子模块调整来获得。
本模块可设两个继电器小室，布置在500kV配电装置场地中。
1.7模块的建构筑物
（1）与本500kV配电装置模块配套的建筑公用模块有：
500kV继电器小室模块1（G5JDS1模块）,详见第一卷第四册第七篇；
380V配电室模块1（G0PDS1）,详见第一卷第四册第十篇；
380V配电室模块2（G0PDS2）,详见第一卷第四册第十一篇。
（2）与本500kV配电装置模块配套的其它建构筑物有：
雨淋阀间，详见《精细化设计、施工标准说明及图集》；
消防小室，详见《精细化设计、施工标准说明及图集》。
（3）建筑公用模块的选择和设置应根据具体工程500kV配电装置平面布置确定。
1.8本模块主要技术经济指标
（1）占地面积:
2.6520hm2；
2电气一次部分
2.1电气接线
作为500kV变电站，确保系统运行安全可靠是确定本站电气主接线型式的首要条件；此外，还应满足操作灵活、维护方便，具有一定的运行经验，并顾及投资省、占地面积少、接线过渡方便等要求。
本模块500kV采用一个半断路器接线。
其优点主要如下：
a.高度可靠性，每一回路由两台断路器供电，母线故障只跳开与此母线相连的所有断路器，任何回路不停电。
即使在断路器检修情况下出现故障，停电回路也不会多于两回。
b.运行调度灵活，正常时两条母线和全部断路器都投入运行。
c.操作方便，隔离开关仅作检修操作用，避免了用隔离开关进行大量倒闸操作。
500kV电气接线采用一个半断路器接线。
其中2组主变压器接入串中，1组主变压器经1组断路器接入母线，为方便检修，接入母线的主变压器回路除断路器母线侧装设带接地开关的隔离开关外，在主变压器侧加装了接地开关；500kV最终组成5个完整串。
本模块按照终期8回500kV出线、2台主变压器进串、1台主变接母线，构成5个完整串，共装设16组断路器考虑。
本模块可接入的电气一次公用模块及子模块包括：
（1）GOPDS1（380V配电室模块1）、GOPDS2（380V配电室模块2）、G5JDS1（500kV继电器小室模块1）、G3ZYD1（35kV站用电系统模块）
（2）Z5GBK1（1×120/150/180MVar高抗间隔）、Z5GBK2（2×120/150/180MVar高抗间隔）、Z5AIS1（500kV、AIS设备、完整串间隔）、Z5AIS2（500kV、AIS设备、不完整串间隔）、
Z5ZBJ1（500kV主变进母线间隔1、HGIS设备直进）、Z5ZBJ2（500kV主变进母线间隔2、HGIS设备侧进）
2.2主要设备和导体选择
主要设备选择结果见表1-1-4。
表1-1-4：
主要设备选择结果表
序号
名称
规范
备注
1
500kV瓷柱式断路器
断路器4000A，63kA；
2
500kV隔离开关
4000A，63kA（3s）
3
500kV电流互感器
电流互感器：
1S,2S,4S,5S（TPY，2×2000/1A，12Ω）、6S,9S（0.5S，2×2000/1A，20VA）、7S,8S（0.2S，2×2000/1A，20VA）、3S（5P20，2×2000/1A，20VA）
电流互感器：
1S,2S（TPY，2×2000/1A，12Ω）、3S,4S,5S（5P20，2×2000/1A，20VA）、6S（0.5S，2×2000/1A，20VA）、7S（0.2S，2×2000/1A，20VA）
4
500kV接地开关
550kV，63kA
5
500kV电容式电压互感器
500/
:
0.1/
:
0.1/
:
0.1/
:
0.1/
kV（线路）
500/
:
0.1/
:
0.1/
:
0.1/
:
0.1kV（主变、母线）
6
500kV氧化锌避雷器
Y20W1-444/1063W（线路）
Y20W1-420/1006W（主变）
导体选择选择结果见表1-1-5。
表1-1-5：
导体选择结果表
电压
回路
回路电流（A）
选用导线
控制条件
（kV）
名称
正常/最大
导线根数（型号）
载流量（A）
500
母线
3470
LDRE-Φ250/230
8300
由载流能力及荷载控制,有裕度
跨线及出线
1440/2970
2（NRLH58GJ-1440/120）
5482
由载流能力控制,有裕度
主变引线
866（1155）
2（LGKK-600）
1800
由电晕控制
注：
最高允许温度+70℃的载流量，系按基准环境温度+25℃、无日照、无风、导线表面黑度为0.9条件计算的。
2.3绝缘配合及过电压保护和接地
（1）避雷器的配置
避雷器的装设组数及配置地点，取决于雷电侵入波在各个电气设备上产生的过电压水平，实际工程中需要采用雷电侵入波保护程序进行分析计算后确定。
CSG-500B-JAIS1模块中避雷器配置如下：
500kV出线、主变压器进线处装设避雷器，母线不装设避雷器。
（2）500kV电气设备的绝缘配合
参照电力行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（以下简称行标）确定的原则进行:
1）500kV工频过电压的标幺值如下
工频过电压的1.0p.u.=Um/
=550/
=317.5kV
2）工频过电压：
a线路断路器的变电站侧为1.3p.u
b线路断路器的线路侧为1.4p.u
3）变压器内、外绝缘的全波额定雷电冲击耐压与变电站避雷器标称电流下的残压间的配合系数取1.4。
4）高压电器、电流互感器、单独试验的套管、母线支持缘子等的全波额定雷电冲击耐压与避雷器标称电流下的残压间的配合系数取1.4。
5）变压器、电流互感器截波额定雷电冲击耐压取相应设备全波额定雷电冲击耐压的1.1倍。
6）电器设备内绝缘相对地额定操作冲击耐压与避雷器操作过电压保护水平间的配合系数不应小于1.15。
7）电气设备外绝缘相对地干态额定操作冲击耐压与相应设备的内绝缘额定操作冲击耐压相同，淋雨时耐压值可低5%。
变压器外绝缘相间干态额定操作冲击耐压与其内绝缘相间额定操作冲击耐压相同。
8）关于电气设备同极断口间的额定绝缘水平，参照行标确定，雷电冲击耐压（峰值）为1550＋315（kV）；操作冲击耐压（峰值）为1050＋450（kV）；1分钟工频耐压（有效值）为790（kV）。
9）500kV避雷器选择
500kV避雷器选择无间隙氧化锌避雷器，参照目前国内500kV避雷器制造水平来选型，其主要参数见表1-1-6。
表1-1-6500kV氧化锌避雷器参数表
避雷器类别
线路避雷器
变电站避雷器
额定电压（kV，有效值）
444
420
最大持续运行电压（kV，有效值）
324
318
操作冲击2kA残压（kV，峰值）
882
826
雷电冲击20kA残压（kV，峰值）
1063
1006
陡波冲击20kA残压（kV，峰值）
1159
1067
500kV电气设备绝缘水平参数的选择及保护水平配合系数见表1-1-7。
表1-1-7500kV电气设备绝缘水平及保护水平配合系数表
试验电压
设备
名称
设备耐受电压值
保护水平
雷电冲击耐压
（kV，峰值）
相对地操作
冲击耐压
（kV，峰值）
1min工频耐压
（kV，有效值）
雷电冲击
保护水平
（kV，有效值）
操作冲击
保护水平
（kV，峰值）
全波
截波
内绝缘
外绝缘
内绝缘
外绝缘
内绝缘
外绝缘
电容式电压互感器
1675
1675
1800
1175
1175
680
680
线路避雷器
1.4×1063=1488.2
实际配合系统
1675/1063=1.575
截波配合系统
1800/1159=1.55
线路避雷器
1.15×882=1014
实际配合系数
1175/882=1.33
其它电器
1550
1550
*1675
1175
1175
680
680
线路避雷器
1.4×1063=1488.2
实际配合系统
1550/1063=1.46
截波配合系统
1675/1159=1.445
线路避雷器
1.15×882=1014
实际配合系数
1175/882=1.33
断路器
断口间
1550+315
1550+
315
1050+
450
1050+
450
790
790
隔离开关断口间
1550+
315
1050+
450
790
*仅电流互感器承受截波耐压试验。
（3）外绝缘和绝缘子片数的选择
本标准设计适用环境污秽等级为III级及以下，设备的外绝缘按III级防护等级选取，按最高运行电压选择设备的爬电距离和绝缘子的片数，500kV泄漏比距取25mm/kV，单片绝缘子的爬电距离取450mm。
绝缘子宜选择玻璃绝缘子，耐张绝缘子串取2片零值，悬垂绝缘子串取1片零值，500kV耐张绝缘子串宜取33片，500kV悬垂绝缘子串取宜32片。
绝缘子的强度依导线荷载的大小选取，本标准设计暂按160kN选取，具体工程的张绝缘子应根据实际情况核算选择。
（4）直击雷保护
500kV配电装置构架上设置避雷针或独立避雷针作防直击雷保护，以构架避雷针为主。
（5）接地
本模块接地方式以水平接地体为主，辅以垂直接地极的混合接地网，接地体的截面选择应充分考虑热稳定和腐蚀要求。
变电站主接地网的接地电阻应满足DL/T621-1997《交流电气装置的接地》的要求。
设备的接地应满足“反措”要求。
如接地电阻不能满足要求，则需要采取降阻措施。
2.4配电装置及平面布置
500kV电气设备采用户外常规瓷柱式断路器设备、悬挂式管型母线分相中型布置，500kV线路向两个方向出线，主变压器进线方向与母线方向平行；母线隔离开关采用单柱垂直开启式隔离开关，串中隔离开关采用三柱水平开启式、双静触头三接地式隔离开关；接入串中的2组主变压器采用高架横穿方式接入，经1组断路器上母线的3号主变压器从母线端头接入母线。
悬吊母线高度取16.2m，母线构架高度取20.5m。
进出线门型构架高度取27m，主变压器高架进线构架高度取35m，间隔宽度取36m。
如具体工程要求配置线路高抗或母线高抗，则可调用高抗模块（子模块）布置于本模块中，本模块8回500kV出线及两段母线均具备高抗模块（公用）接入的条件。
如具体工程继电保护采用下放布置的方式，则可调用继电器小室模块（公用）布置于本模块中。
本模块500kV配电装置场地可设两个继保室。
2.5站用电及照明
（1）站用电布置
可调用站用配电室模块（公用）布置于本模块中，本模块500kV配电装置场地可设一个站用配电室，布置于500kV母线端头（靠主变侧）。
注：
1）如其他配电装置模块已调用了站用配电室模块（公用），则本模块不再调用。
2）站用电系统的接线可在配电装置模块拼接完毕后，在站用电模块中进行选择。
（2）照明及动力
1）照明及检修电源由380/220伏站用电供电。
2）事故照明，由直流电供电，由于蓄电池用110V，事故照明通过DC220V/DC110V逆变器变换为AC220V供电。
3）继电器小室和站用配电室拟采用铝合金栅格荧光灯具组成的发光带照明方式。
4）500kV屋外配电装置拟采用金属卤化物投光灯集中照射方式，利用独立灯柱设置投光灯平台。
照度标准满足南方电网《变电站安健环设施标准》要求。
5）站区道路,拟选用成套的单臂高压钠灯路灯,并采用光电自动控制。
6）屋外配电装置、继电器小室、站用配电室均考虑设检修电源箱。
2.6电缆设施
电力电缆全部选用阻燃B类铜芯电缆。
二次控制电缆选用阻燃B类铜芯双屏蔽铠装控制电缆。
外屏蔽层两端接地，内屏蔽层户内端一点接地。
户内采用电缆沟或活动地板敷设方式,户外采用电缆沟敷设方式。
电缆防火延燃措施按国标GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》中电缆防火和阻止延燃措施设计。
3电气二次部分
本模块电气二次部分为基本模块相应的控制、保护、测量、计量等二次设备。
3.1综合自动化系统
整个变电站自动化系统分为站控层和间隔层，网络按双网考虑。
模块含间隔层设备，间隔层按间隔配置，实现就地监控功能，连接各间隔单元的智能I/O设备等。
3.2保护及录波配置
500kV线路保护选用主后一体化形式，保护采用双重化配置。
500kV每台断路器配置一套保护。
500kV每段母线按双重化配置两套母差保护。
每4回500kV出线配置一套微机型故障录波器。
3.3公用系统
同步时钟对时系统、视频及环境监控系统、消防及火灾报警系统、交直流电源系统、安稳系统、功角测量等设备详见公用模块。
4土建部分
4.1模块总体布置
（1）总平面布置
全站总平面布置以进站主干道为主轴线，假设其西侧布置本模块场地。
本500kV配电装置模块场地可布置的建筑物模块有：
1）500kV继电器小室模块1（G5JDS1模块）,详见第一卷第四册第七篇；
2）380V配电室模块1（G0PDS1）,详见第一卷第四册第十篇；
3）380V配电室模块2（G0PDS2）,详见第一卷第四册第十一篇；
本500kV配电装置模块可布置的其它建构筑物有：
1）雨淋阀间，详见《精细化设计、施工标准说明及图集》；
2）消防小室，详见《精细化设计、施工标准说明及图集》。
建筑公用模块的选择和设置应根据具体工程500kV配电装置平面布置确定。
在模块场地空地可适当绿化，美化环境。
本模块主要技术经济指标见表1-1-8。
表1-1-8主要技术经济指标表
序号
项目
单位
指标
1
模块围墙内占地面积
ha
2.652
2
模块围墙长度
m
496
3
模块内总建筑面积
m2
根据实际布置的建筑物确定
4
模块内道路面积
m2
7572.0
5
模块内主电缆沟长度（0.6X0.6以上）
m
862.3
6
模块内场地处理面积
m2
10608.0
注：
1）模块内总建筑面积根据实际布置的建筑物确定。
2）围墙长度按3边、不考虑主干道侧围墙计算。
3）模块内布置的围墙、道路、电缆沟做法详标准图集图册。
4）模块场地处理面积按40%考虑。
（2）竖向布置
本模块场地竖向布置采用平坡式，场地设计平均标高取为±0.00m。
场地内布置的各继电器小室室内外高差取0.45m。
（3）管沟布置
高度小于800mm（包括800）电缆沟采用砖砌沟壁，混凝土压顶形式；高度大于800mm电缆沟采用C25混凝土沟壁；沟盖板采用角钢包边的混凝土盖板或复合材料沟盖板，保证盖板的平整和外形的美观。
（4）道路
本模块场地内道路采用公路型混凝土路面。
边界处的主干道采用双坡路面，宽度为5.5m，道路转弯半径12m；环形消防道路采用双坡路面，路面宽度为4m，道路转弯半径9m；相间道路路面采用单坡道路，路面宽度为3m，道路转弯半径7m。
本模块场地内道路呈环形布置，路面高出场地100mm，与电缆沟高出地面一致，其优点在于电缆沟横过道路时与路面平齐，避免了在此处出现缺口，影响美观。
在道路与电缆沟相交处，将道路整体浇筑跨过电缆沟，取消了过道路的电缆沟盖板。
这样处理能保证道路的连续性而成一整体，避免了由于沟盖板铺设的不平整而影响行车。
（5）配电装置场地处理
配电装置场地根据需要布置巡视小道。
巡视小道宽1.0m，部分场地可利用电缆沟作为巡视小道。
屋外配电装置场地根据实际情况采用绿化或铺碎石进行场地处理，以改善站区环境和运行条件。
4.2建筑设计
详见各建筑物公用模块。
4.3结构设计
（1）建筑物结构
详见各建筑物公用模块。
（2）屋外构支架
500kV构架采用多边形或圆型单条直焊缝钢管人字柱结构，构架横梁均采用主材为角钢的格构式三角形钢梁。
构架柱、梁的主材选型详见构架透视图中的构架材料表。
500kV构架一般高度27m，地线柱高度7.5m，主变高进构架高度35m，母线构架高度20.5m。
支架采用单条直焊缝钢管、单管结构。
所有钢结构采用冷喷锌或热镀锌防腐处理。
优先考虑采用符合环保、节能要求的冷喷锌防腐处理。
（3）电缆沟
高度小于800mm（包括800）电缆沟采用砖砌沟壁，混凝土压顶形式；高度大于800mm电缆沟采用C25混凝土沟壁；电缆沟盖板应用热镀锌角钢在底面包边、电缆沟边缘要用热镀锌角钢支承，以保证电缆沟的平整和外形的美观。
注意在道路段时要用过车辆的重型电缆沟盖板及混凝土沟壁或做成隧道式电缆沟。
电缆沟盖板也可采用复合材料沟盖板,但不得增加造价。
4.4水工
4.4.1给水排水部分
（1）给水系统
本模块场地内给水系统主要包括生活给水系统及消防给水系统，消防给水系统详4.4.2。
本模块场地内生活给水系统供水范围主要包括地面浇洒及绿化用水。
生活给水系统分界定为模块分界处的生活给水管道，通过生活给水管道向模块场地内各用水点提供可靠稳定的水量和水压。
（2）排水系统
本模块场地内排水系统主要为雨水排水系统。
建筑物屋面雨水采用雨水斗收集，通过雨水立管引至地面，直接排放至地面或通过排出管排至雨水口或雨水检查井。
室外地面雨水采用雨水口收集，通过室外埋地雨水管道及检查井采用重力自流方式排至站外。
（3）管道及附件
生活给水管道采用PP-R给水管道，管道、管件及阀门公称压力为1.0MPa；室内排水管道采用PVC-U排水管道；室外埋地排水管道采用钢筋砼排水管，砂石基础；各类阀门井及检查井均采用砖砌检查井和铸铁井盖及盖座。
4.4.2消防给水及灭火设施
本工程消防设计依据“预防为主，防消结合”的原则，采取一定的消防措施，立足于自救。
站内同一时间按一次火灾考虑。
本模块场地内消防给水及灭火设施主要包括室外内消火栓给水系统、水喷雾给水系统及灭火器配置系统。
（1）消防给水系统
本模块场地内消防给水系统包括室外消火栓给水系统和水喷雾给水系统。
消防给水系统独立设置，采用消火栓系统和水喷雾给水系统合用管网系统。
在模块场地内设置消防主管，室外消火栓给水系统给水管和水喷雾系统给水管均由该消防环管引出。
消防环管采用稳高压系统，由消防供水设备统一维持压力和加压供水
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