冷水滩商业中心110kV输变电工程可行性研究报告.docx
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冷水滩商业中心110kV输变电工程可行性研究报告
1.工程概述
1.1工程概述
1.1.1110kV商业中心变电工程
本所址位于冷水滩城市中心区冷水滩面粉厂内，珊瑚东路以南33米、零陵北路以北约350米处，处于负荷中心。
变电站参照《国家电网公司输变电工程典型设计110kV变电站分册（湖南电力公司实施方案）》的B-3方案设计,10kV出线全部采用电缆。
变电站110kV配电装置采用GIS设备，扩大内桥接线方案，所有110kV配电装置本期全部上齐。
110kV出线终期2回，本期2回π接曲珍线。
主变压器本期1台,容量为50000kVA，终期3台，容量3X50000kVA；10kV出线本期12回，终期36回。
10kV配电装置采用户内中置式开关柜,本期采用单母线接线，终期采用单母线断路器四分段，本期不上分段开关，只上一面隔离柜。
本变电站的建设方案与《永州电网“十一五”规划和2020年远景目标网架展望》（以下简称十一五规划）有一定的偏差：
十一五规划中，商业中心变的110kV线路共有两回，分别至冷水滩北220kV变和T接冷水滩北220kV变至曲河220kV变的110kV联络线上；本期商业中心变的接入系统方案为，π接曲河变到珍珠塘变的110kV线路，在冷水滩北220kV变建成后，将商业中心变到珍珠塘变的110kV线路剖进冷水滩北220kV变，由冷水滩北220kV变带珍珠塘和商业中心变的负荷。
1.1.2110kV商业中心输电工程
本工程为曲珍线剖进冷水滩商业中心变工程。
线路采用双回路共塔架设，本工程一次性架设完成。
本线路起自曲珍线N28-N29号杆之间，止于商业中心变110kV龙门架，线路全长2×3.6km。
导线采用LGJ-300/25型钢芯铝铰线，地线采用XGJ-50（1×7-8.7-1270-B）型锌铝稀土合金镀层钢绞线，地线逐基直接接地。
1.1.310kV配电线路
10kV出线终期36回，本期出线12回。
采用电缆出线。
10kV出线列入《永州市城区中低压配电网规划》。
1.1.4工程建设时序及投资估算
110kV商业中心输变电工程为特事特办项目（发展[2007]50号文）已于2007年7月开工，预计于2008年6月建成投产，工程总投资约为3777.92万元。
1.2编制范围
110kV商业中心输变电工程包含如下子项目：
序号
分类
项目名称
1
变电部分
110kV商业中心变电所工程
2
线路部分
110kV商业中心变π接曲珍线
3
光纤配套
架设曲河变到商业中心变到珍珠塘变的24芯ADSS光缆及相关配套设备
上述项目的费用均列入本工程。
1.3设计水平年
鉴于冷水滩商业中心110kV变电站2008年6月投产运行,根据永州电网规划,选择2008年作为冷水滩商业中心110kV变电工程接入系统设计水平年。
2.工程建设必要性
2.1电力系统概况
永州冷水滩区城市110kV高压配电网目前是曲河－横冲－白竹亭－下河线－竹塘－曲河单环网结构，该环网负荷已经达到80MW以上。
由于短线路多，保护配合比较困难，正常运行方式时只能开环运行，供电可靠性低。
2007年珍珠塘变电站建成投产后,将形成曲河－珍珠塘－横冲－曲河环网,使冷水滩城区西北部电网结构得到加强。
冷水滩商业中心及其邻近区域目前由下河线110kV变电站主供，白竹亭、横冲110kV变电站带部分负荷。
其中由竹塘和横冲变供电区域因其处于供电线路的末端，供电电压低，供电可靠性得不到保障，客户对供电质量反映强烈。
下河线变电站现有变电容量2×31.5MVA，2006年最大负荷已经超过35MW，而商业中心之一的舜德城市摩尔第一期工程用电容量就将达到15MVA，其终期用电容量将超过30MVA，下河线变将面临增容压力。
冷水滩城区电网结构示意图见附图1
2.2负荷预测
冷水滩城区为永州市市政府驻地，随着市政府招商引资工作的不断推进，冷水滩城区的经济发展迅速，城市基础设施建设加快，大型超市、酒店不断落成，房地产业在中国经济高速发展的热潮中也非常火爆，如舜德城市摩尔、万喜登酒店、超市、中粮国际等一系列工程正在修建当中，这当中的一部分工程即将投产，使得该片区域用电负荷急骤增长，冷水滩商业中心变建成后将主要带复兴片和凤凰园南片的负荷，冷水滩区各片区负荷分布见表2－1。
表2－1冷水滩负荷分布及增长预测表单位：
万千瓦
片区
功能区域
07年
08年
09年
10年
递增
20年
递增
滨江片区
沿江风光带区
0.49
0.58
0.73
0.97
19.5%
2.0
7.5%
河东片区
行政、文化体育、居住
2.51
2.82
3.42
3.84
15.1%
6.0
4.6%
复兴片区
居住及繁华商业功能区
2.71
3.1
3.47
3.83
13.9%
6.0
4.6%
凤凰园南片
工业、行政、文化体育、居住
1.31
1.42
1.55
1.69
9.0%
3.0
5.9%
凤凰工业区
工业仓储
1.54
1.68
1.84
2.0
9.0%
4.0
7.2%
火车西站片
商贸物流、居住
0.83
0.91
1.1
1.22
11.7%
2.0
5.1%
百花塘片区
居住生态
1.22
1.48
1.61
1.75
11.9%
4.0
8.6%
长丰片区
工业、居住
1.9
2.07
2.26
2.46
9.0%
6.0
9.3%
城郊片区
建材、冶炼
1.58
2.23
2.93
4.13
52.6%
7.0
5.4%
合计
14.1
16.3
18.9
21.9
15.8%
40.0
6.2%
2.3建设必要性
2.3.1满足用电发展的需要
冷水滩地处湖南省西南部，湘江上游，素有“湘西南门户”和“潇湘第一城”之称，是永州市委市政府所在地，是地级永州市的政治、经济、信息中心。
已经初步形成了河东、城南、城北、凤凰工业园和城西新城区等五区连接功能配套的工商城市。
永州市在全面建设小康社会中，加快了中心城市市政基础设施建设的力度，以大投入带动大发展，中心城市建设全面提速。
市委市政府确定“坚持以提质扩容为主线，以改善人居环境为根本，以基础设施配套为重点，完善规划体系，加快建设进程，增强城市功能，提升城市品位”的中心城市发展思路，使得冷水滩城区的城市建设与发展大大加快。
由规划可知，商业中心变建成后主要供复兴片和凤凰园南片的负荷。
目前，河西复兴片主要由横冲变和下河线变供电。
该区域为老城区，人口与房屋建筑密度很大，线路通道极为紧张。
凤凰园南片区主供变电站为下河线变。
本区域为开发区，线路通道较为宽松，目前的用电负荷也较少，随着负荷的发展，2008年将需要对这两片区域新建多条10kV线路以缓解供电压力。
而横冲变距离此片区有6～7kM，10kV线路半径过长，且无10kV线路通道和间隔。
下河线变在老城区人口与房屋建筑密度大，现在再增加10kV出线很困难，况且下河线变已接近满载，再增加10kV线路提高供电能力不太现实。
由预测表可知2007年复兴片和凤凰园南片的负荷总计4.02万千瓦，到2008年两片的用电负荷将增至4.52万千瓦，现有各变电站对其无供电能力，所以急需建设110kV变电站，以满足城市中心用电负荷增长的需要。
2.3.1提高供可靠性、保证电能质量、改善城区电网结构
冷水滩城区以曲河变为主电源点形成了曲河－竹塘－下河线－白竹亭－横冲－曲河和曲河－珍珠塘－横冲－曲河两个环网。
但是环网结构可靠性不强。
正常情况下，这个环网均开环运行。
第一个环网在白竹亭变开环，白竹亭变由曲河－竹塘－下河线－白竹亭的线路供电，只有当这条线路出线故障停电时，白竹亭变才会接入曲河－横冲－白竹亭的线路。
而曲河－珍珠塘－横冲－曲河的环网，正常情况下也是由曲河－珍珠塘变的线路供电。
故障情况下，珍珠塘变由曲河－横冲－珍珠塘的线路供电。
珍珠塘变和白竹亭变到横冲的线路均是T接在横冲到井眼冲的线路上。
一是保护配置困难，二是横冲到井眼冲的线路较长容易发生各类故障，供电可靠性难以保证。
目前曲河-竹塘-下河线-白竹亭－横冲－曲河的负荷较大，尖峰时可能超过80MW，受线路输送能力的限制，不宜在此环网中串入变电站。
所以商业中心变拟接入曲河－珍珠塘－横冲－曲河环网，该变电站建成后将提高此地区的可靠性，保证供电质量，改善城区电网结构，改变供区内原有10kV线路超供电半径的现状。
由于历史原因冷水滩城区的110kV变电站基本不在负荷中心，10kV主供线路重载且距离过长（已超过4kM），10kV线路供电区域分布不均匀，各变电站之间的10kV线路联络点较少，不具备负荷转供能力，故障情况下，不能保证供电可靠性。
在某些繁华的商业中心，因用电负荷大，其10kV线路过载严重，用电负荷过于集中某条10kV线路上，线路结构不合理。
3.系统方案
3.1接入系统方案
方案一、新建的商业中心110kV变电站，拟从曲珍线π接。
此方案需新建从π接点到变电站的110kV线路约2X3.6公里，线径与曲珍线相同为LGJ-300/25。
曲珍线是为配套珍珠塘110kV变电站于2006年开始新建的110kV线路，到现在为止运行状况良好。
将此线路π进变电站，可以很好地解决变电站近期供电，在变电站按远期规模投产后，也可以很好地解决本变电站与珍珠塘变的供电而不需要改造本变电站到曲河220kV变的线路，投资也比较省，只是π接线路需与下白线相交。
2009年冷水滩城北220kV变电站将建成投产,到时会将珍珠塘到商业中心变的线路π进城北220kV站，这样可以很好地提高珍珠塘变和商业中心变的供电可靠性。
方案二、新建的商业中心110kV变电站，拟从下白110kV线路π接。
此方案需新建从π接点到变电站的110kV线路约2X1.5公里，线径为LGJ-300。
此方案新建的线路长度较短，也不需与其他线路交叉，但此线路为目前冷水滩城区的主供线路，其环网负荷已达到80MW以上，其正常运行运行方式为开环运行，电源由曲河220kV变经曲竹线、竹下线、下白线送至白竹亭变，而白竹亭变又正在增容，将城市摩尔110kV变电站接在此回线路上，必会引起曲竹线、竹下线过载，使线路不能安全稳定运行，势必要对城市摩尔110kV变电站到曲河变的110kV线路进行改造，线路资大、建设周期长，线路改造过程中调度较为困难。
3.2方案比较
从以上叙述容易看出，两个方案中方案一的投资最省，线路建设周期短,较优方案。
方案二在变电站投运之前就需要对曲竹线、竹下线进行改造，否则不能满足稳定运行的要求。
综上所述，推荐方案一为本所接入系统方案。
3.3系统一次部分
3.3.1主变型式选择和无功配置
因本变电站处于冷水滩城市的商业中心，10kV负荷为变电站的主要负荷，建议主变压器选择三相双绕组带负荷调压降压型变压器。
变压器额定容量本期为1×50000kVA
终期为3×50000kVA
额定电压：
110±8×1.25%/10.5kV
无功容量选择：
根据典型设计，每台50000kVA的变压器配置1×（3600+5400）kVar容量的电容器。
3.3.2变电所接入系统电压与导线型号选择
接入系统电压：
预计该片区域最大用电容量为110MVA，故变电所接入系统电压应选110kV电压为宜。
导线选型：
按经济电流密度选择（按远期选择）
100000/（1.732X110）=524.87（A）
524.87/1.26=416（MM2）
选择导线型号为LGJ-300/25,与π接线路的线径相同。
3.3.3110kV出线
变电站110kV线路终期出线2回，本期出线2回（π接曲珍线）。
本期导线型号LGJ-300/25。
3.3.4110kV电气主接线
110kV电气主接线方式采用扩大内桥接线。
根据商业中心110kV变终期规模，110kV进出线共2回。
商业中心110kV变110kV电气主接线推荐采用扩大内桥接线。
扩大内桥接线主要优点是高压断路器数量少，五个回路只需四台断路器，减少投资等。
缺点是变压器的切除和投入较复杂；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时线路需较长时期停运。
3.3.510kV电气主接线
10kV主接线终期采用单母线四分段接线，本期采用单母线接线。
10kV最终出线36回，本期出线12回。
其它详见附图5电气一次主接线图。
3.3.6电气总平面
本工程电气总平面设计参照《国家电网公司输变电工程典型设计110kV变电站分册（湖南电力公司实施方案）》B-3方案，在B-3方案各子模块基础上根据工程实际情况进行修改而成。
本站采用半户内式布置，变电站的主体是生产综合楼，生产综合楼按二层布置:
一层为10kV配电装置室、电容器室；二层为110kVGIS室、二次设备室和接地变室。
主变压器采用户外布置。
站内设有环型运输通道，变电站进站道路从站区东部接入。
所区处于东西方向，110千伏由东面进出线，10千伏出线均采用电缆出线。
（电气总平面布置图详见附图6）
3.3.7主要设备选型
1）主变压器。
推荐采用高压侧有载调压、油浸式、低损耗、自冷变压器。
型号选择SZ10-50000/110
容量比：
100/100
额定电压：
110±8×1.25%/10.5kV
连接组别：
YN,d11
阻抗电压：
14.5%
2）110kV设备
110kV采用六氟化硫封闭式组合电器，其断路器额定电流为2000A，额定开断电流为31.5kA。
3）10kV设备
a）高压开关柜。
10kV采用户内中置式开关柜，均采用真空断路器。
10kV断路器额定电流值：
进线选用4000A，出线选用1250A，进线开断电流值均选用31.5kA，出线开断电流值均选用25kA。
b）电容器。
每台主变压器10kV侧装设1组（4500+3600）kvar并联电容器，本期装设1组（4500+3600）kvar并联电容器采用装配式。
3.3.8导体选择
1）110kV导体选择
a）主母线选型。
110kV采用六氟化硫封闭式组合电器，其母线额定电流为1600A。
b）主变压器进线回路导体选择。
110kV主变压器进线回路由经济电流密度控制，选用LGJ-240/30导线。
2）10kV导体选择
主变压器10kV侧至10kV母线的工作电流为2887A，选用2（TMY-125×10）的母线桥。
10kV母线选用2（TMY-125×10）矩形导体，其允许载流量为3900A。
3.4系统二次部分
3.4.1系统继电保护
110kV进线保护：
商业中心110kV变本期接入2回110kV线路，即π接曲珍线，其中曲河到商业中心变的110kV线路长约11.1公里，商业中心变到珍珠塘变的110kV线路长约17公里。
一般情况下这两回线路均可配置微机距离保护。
由接入系统地理接线图可知，正常情况下，珍珠塘变由曲河珍珠塘的110kV线路供电，本期将曲河到珍珠塘的线路剖进商业中心变，其方向为曲河－商业中心－珍珠塘，而曲河到珍珠塘的线路又为城区的供电，考虑其重要性，建议在曲河到商业中心和商业中心到珍珠塘的110kV线路均光纤电流差动保护。
110V分段保护：
本站110kV配电装置采用扩大内桥接线，分段保护建议采用过流和速断电流保护。
3.4.2元件保护及自动化
3.4.2.1计算机监控系统
本变电站按无人值班设计，控制保护采用综合自动化系统。
采用分层分布式结构，上层为系统管理层，由监控汇集单元、当地监控接口等组成。
实现遥测、遥信、遥控、遥调及调度通信联络，运行管理等功能。
下层为交流数采、监控及管理系统，每一单元独立自成一体。
设有主变单元、10kV线路单元和电容器单元、交流站用电单元、直流系统、其它自动装置。
3.4.2.2防误
本站110kV配电装置采用GIS设备，其本身已配有机械防误装置考虑到变电站的稳定运行，建议变电站不单独配置微机防误系统而由监控系统的软件实现防误功能。
10kV选用具有“五防”功能的手车柜，10kV分段断路器柜与隔离手车柜之间采用电磁锁闭锁。
3.4.2.3直流系统
本站直流系统电压为220V，选用I组200Ah蓄电池和高频开关电源装置，蓄电池免维护，且直流屏应配有数据接口与综合自动化连接，并配置直流接地检测装置。
3.4.2.4交流系统
变电站10kV侧远景有两台630/10.5－100/0.4干式接地变压器兼作站用变压器，每台接地变总容量为630Kva,其中站用电容量容量为100kVA，两台变压器分别经断路器接入10kVI、II段母线上。
站用电为380/220V三相四线制中性点直接接地系统，两台站用变压器低压侧采用智能电源系统。
3.4.2.5电能计量
本变电站配置集中抄表屏一面，用于电度量采集，110kV电度表屏一面，10kV电度表就地安装在10kV开关柜上。
3.5系统通信
3.5.1通信现状
本所位于永州市冷水滩区河西，根据一次系统推荐方案，商业中心110kV变电所双线路接入系统，为π接到城西变至曲河的线路，π接线路约为3Km。
目前永州城区建有SDH155Mbit/s光纤通信电路，形成了曲河变～竹塘变～永州局～下河线变～白竹亭变～横冲变～河西老局～潇湘电站～曲河变马可尼设备光纤通信环网、永州局～横冲变～蒋家田变～曲河变～永州局的中兴622M光纤环网和曲河变～城中变～永州局以及横冲变～珍珠塘变～白竹亭变的中兴155M光纤通信电路，该网络沿永州城区有关110kV和10kV电力线路架设12芯ADSS和普通光缆，电路采用马可尼电信有限公司的SYNFONETSTM-1/4型SDH设备和中兴S330设备以及NOKIA的接入设备，并各配置有一套网络管理系统用于SDH设备的管理。
3.5.2设计范围及原则
3.5.2.1设计范围
（1）光纤通信系统设计，包括传输系统配置、接入设备配置、话路分配等。
（2）光纤通信系统的光缆线路设计，包括ADSS光缆路由选择、光缆敷设方式、光缆芯数和结构型式选择等。
（3）通信配套设施设计，包括通信设备的安置、配线设备及通信电源的配置等。
（4）编制工程概算书。
3.5.2.2设计原则
（1）遵循有关国家标准、部颁标准、规程和规范。
（2）光纤通信系统性能指标参照YD/T—5095—2000标准、DL/T547—94和ITU—T/G.826建议。
（3）通信设备和光缆选型应符合有关国家标准及通信系统和线路工程的有关规定，注重质量和可靠性。
（4）本期工程建设鉴于永州地区原光纤骨干网络的通信设备厂家已经不再生产同类设备并停止供货，且永州局现已有深圳中兴通信公司的SDH设备和网管，建议SDH设备采用深圳中兴通信公司设备。
3.5.3工程规模及基本情况
本工程新建商业中心110kV变光纤通信站，扩建永州局、珍珠塘变、曲河变、冷水滩局光纤站。
光纤电路采用本所配置一套155M的SDH光设备，曲河变、珍珠塘变在现有的SDH设备上增加一块光板，网络组织为商业中心变通信站以两点接入的方式进入城区中兴传输系统，电路容量按155Mbit/s配置。
本所、永州局和冷水滩局各配置1台永州地网层NOKIA的PCM接入设备，相应话路按照实际需要配置。
建设的光缆路由为：
曲河变～商业中心变～珍珠塘变，二段长度分别为：
12.16Km、18.78Km。
光缆总长约为30.94kM。
光缆为24芯ADSS光缆。
进站光缆按照规定设计，本所配置一台光/数/音综合配线柜。
曲河变和珍珠塘变分别增加相应的ODF单元盒。
3.5.4主要设备材料表
本工程主要设备材料见表3.1和表3.2
表3－1光纤通信主要设备材料表（商业中心）
序
号
名称
规范
单
位
数量
备注
曲河变
商业中心变
珍珠塘变
永州局
冷水滩局
合计
1
SDH通信设备
1.1
光端机
套
1
1
1.2
光接口板
L1.1
块
1.3
光接口板
S1.1
块
1
2
1
4
1.4
光放
台
1.5
单头尾纤
根
1.6
双头尾纤
根
4
8
4
4
20
2
接入设备
套
1
1
1
3
3
高频开关电源屏
块
1
1
4
交直流电源分配屏
块
1
1
5
48V蓄电池组
组
1
1
6
动力环境监控子站
套
7
配线系统
7.1
光配线架
个
1
1*
1
3
24，60*
7.2
数字配线架
个
1*
1
1
3
24，48*
7.3
音频配线架
个
1
1*
1*
3
300线，100*
8
电缆等安装附件
8.1
电力电缆
4*6mm2
m
100
8.2
电力电缆
16mm2
m
80
20
20
120
8.3
电力电缆
25mm2
m
40
20
20
80
8.4
电力电缆
50mm2
m
40
40
8.5
音频电缆
m
40
50
20
110
8.6
2Mb/s电缆
m
200
200
50
450
表3－2ADSS及普通无金属光缆线路主要设备材料表
序
号
名称
规范
单
位
数
量
备注
1
ADSS光缆及附件
1.1
ADSS光缆
24芯，跨距300-600m
km
31
需招标
1.2
耐张金具
跨距300-600m
套
76
1.3
悬垂金具
跨距300-600m
套
64
1.4
螺旋减震器
根
322
1.5
光缆接续盒
个
7
1.6
光缆终端盒
个
2
普通无金属光缆
24芯
km
需招标
3
PVC管
Ф30mm
km
1.6
4
钢管
Ф50mm
km
0.4
4.所址选择及工程设想
4.1商业中心变电站站址选择
根据初步踏勘，110kV商业中心变电站站址选择零陵北路北侧、珊瑚东路南侧，冷水滩面粉厂内一地块上。
该地块位于冷水滩城市中心区，交通运输十分便捷，站址处于负荷中心。
4.2电气总平面布置
根据变电站地理位置，各级电压等级进出线方向，进行电气总平面布置。
110kV线路由变电站东侧架空进入；10kV出线站内全部采用电缆，沿电缆沟从西面、北面出变电站围墙后向周围地区供电。
变电站为半户内布置。
变电站大门朝东，主体为一幢两层建筑，东西朝向。
一层东侧由南向北依次为10kV配电装置室和10kV电容器室；西侧为主变压器，户外布置。
二层为110kVGIS配电装置室、二次设备室、消弧线圈室等。
（电气总平布置图详见附图6）
4.3配电装置及竖向布置
拟建110kV冷水滩商业中心变电站站址位于永州市冷水滩城市中心区冷水滩面粉厂内。
场地自然高程115.40～121.30m（19
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