第六篇 公共模块.docx

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第六篇公共模块

第六篇　公共模块

第1章设计说明

1.1公共模块建设规模说明

CSG-35B-WZ-GG模块为35kV户外站除35kV部分、10kV部分外的公共内容模块,CSG-35B-JZ-GG模块为35kV紧凑站公共模块，具体建设内容见表1.1－1。

表1.1－1公共模块分类

序号

模块简写

模块名称

1

CSG-35B-WZ-GG01

主控室

2

CSG-35B-WZ-GG02

值班室

3

CSG-35B-WZ-GG03

综合自动化系统

4

CSG-35B-WZ-GG04

交直流系统

5

CSG-35B-WZ-GG05

图像监控主系统

6

CSG-35B-WZ-GG06

火灾报警主系统

7

CSG-35B-WZ-GG07

全站站用电系统，含所变、低压柜

8

CSG-35B-WZ-GG08

30m避雷针模块

9

CSG-35B-WZ-GG09

35m避雷针模块

10

CSG-35B-WZ-GG10

接地模块

11

CSG-35B-WZ-GG11

屋外电缆沟模块

12

CSG-35B-WZ-GG12

道路

13

CSG-35B-WZ-GG13

围墙及大门

14

CSG-35B-JZ-GG01

电气二次设备室

15

CSG-35B-JZ-GG02

综合自动化系统

16

CSG-35B-JZ-GG03

交直流一体化电源

17

CSG-35B-JZ-GG04

通信系统模块材料表

1.2公共模块的特点和适用范围

公共模块的主要技术特点参见表1.1－2。

表1.1－2公共模块主要技术特点

序号

项目

主要特点

适用范围

1

主控室

最大规模4回35kV出线的35kV典型变电站配置，可布置3排共21面屏设计

非紧凑型变电站

2

值班室

均适用

3

测控保护系统

均适用

4

交直流系统

100Ah带逆变模块

均适用

5

图像监控主系统

按照终期配置

均适用

6

火灾报警主系统

按照终期配置

均适用

7

全站站用电系统，含所变、低压柜

35kV、10kV各配置1台所变，采用进线备自投、低压单母线

均适用

8

30m避雷针模块

窄基，30m

验算后采用

9

35m避雷针模块

窄基，35m

验算后采用

10

接地模块

水平接地为主，垂直接地为辅的标准模式

按照电阻率选择，验算后采用

11

屋外电缆沟模块

砖砌沟壁，混凝土压顶式

12

道路

公路型混凝土路面

13

围墙及大门

采用实体砖砌围墙，间距4米设有钢筋混凝土构造柱，采用外墙涂料饰面，大门采用不锈钢材质平开板门

14

电气二次设备室

预装式箱变适用

1.3模块绿色设计原则

（1）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、合理以减少变电站的占地面积，节省工程投资，同时也应考虑下期扩建的可能。

（2）建筑采用节能设计、照明灯具应采用环保型节能灯具。

1.4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）模块具备与其他基本模块的接入的条件。

（4）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。

1.5主控室模块说明

1.5.1建筑设计

（1）概述

建筑设计以安全可靠、经济适用、美观大方为原则，力求简洁大方，体现南方电网的企业文化特征，坚持以人为本的设计理念，方便运行、施工。

总结以往35kV变电站的工程实践，对主控室模块进行了细致认真的优化设计。

单个建筑物指标数据一览表见表1.5－1。

表1.5－1单个建筑物指标数据一览表

项目

占地面积（㎡）

建筑面积（㎡）

层数

设计使用年限（年）

抗震设防烈度

火灾危险性分类

耐火等级

建筑物

主控室

70.27

70.27

1

50

7

戊

二级

总建筑面积

70.27㎡

（2）设计标高

标高以m为单位，其它尺寸以mm为单位。

建筑物室内地坪±0.000相当于的绝对标高见各建筑分册图纸说明，室内外高差为0.30m。

建筑物标注标高为建筑完成面标高，屋面标高为结构面标高。

（3）墙体工程

填充墙材料采用蒸压灰砂砖（240x115x53）或加气混凝土砌块（390x190x190），强度等级不应低于MU10，不得采用空心砖、多孔砖。

墙体砌筑砂浆采用强度等级不低于M5的混合砂浆，地面以下的砌体，应采用强度等级不低于M10的水泥砂浆砌筑。

高低跨屋面等有防水要求墙体（门洞除外），距楼地面以上200mm高度范围内浇C20素混凝土挡水，混凝土挡水与墙体同厚，与结构楼板、梁一同浇筑。

墙体的抗震构造、防裂要求详见各分册的建筑构造说明。

（4）屋面工程

建筑物屋面防水等级为II级，防水层设计使用年限为15年。

屋面面层为倒置式做法，所用的隔热材料必须为挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，不得用其他隔热材料代替。

屋面做法详见各分册图纸。

屋面防水工程施工时，要严格按照设计要求做好水泥砂浆找平层、水泥砂浆保护层以及块体保护层的分缝处理。

（5）门窗工程

建筑物外墙上的门一般采用普通钢板门，当有防火要求时采用不锈钢甲级防火门。

窗采用铝合金窗，所有铝合金窗铝材均为白铝，铝材表面做白色静电喷涂处理。

铝材厚度的选用应符合所引用的标准图集规定，如分册图纸没有说明，铝材的厚度应符合如下规定：

门用结构型材厚度不小于2.0mm；窗用结构型材厚度不小于1.4mm；其它铝型材厚度不小于1.0mm。

铝合金窗玻璃均为6厚浅绿色浮法玻璃。

外墙上的百叶窗应具有避雨、防小动物功能。

（6）内外装修工程

建筑物外装修：

建筑物外墙采用墙面砖。

外装修选用的各项材料其材质、规格、颜色等，均由施工单位提供样板，经甲方、设计工代确认后进行封样，并据此验收。

（7）防蚁防鼠防腐工程

外墙应在回填土平整夯实后，在做散水或明沟的垫层铺设前用防白蚁药物处理。

室内地坪在回填土平整夯实后，在做垫层前用防白蚁药物处理。

所有室内装修所用的木质材料均应在加工成型后安装前用防白蚁药物涂刷或浸渍处理。

所有木质门框凡是贴墙着地部位均要施防白蚁药物处理。

门窗安装时如采用木质板垫铺，该木质板亦应经过防白蚁药物处理。

对于有防鼠要求的设备房间门口外侧，应设置0.6m高钢质防鼠挡板。

预埋的木砖及贴邻墙体的木质面均要做防腐处理，露明铁件均要做防锈处理。

（8）标准图和通用图，见表1.5－2

表1.5－2标准图和通用图一览表

名称

代号

备注

平屋面建筑构造

（一）

99J201-1

国家建筑标准设计图集

钢梯

02J401

国家建筑标准设计图集

铝合金玻璃幕墙

97SJ103

国家建筑标准设计图集

防火门窗

03J609

国家建筑标准设计图集

钢、钢木大门

02J611-1

国家建筑标准设计图集

围墙大门

03J001

国家建筑标准设计图集

常用建筑色

02J503-1

国家建筑标准设计图集

实腹钢门窗

04J602-1

国家建筑标准设计图集

轻钢龙骨吊顶铝合金龙骨吊顶及金属吊顶

98SJ230

（二）

国家建筑标准设计图集

公用建筑卫生间

02J915

国家建筑标准设计图集

铝合金窗

98ZJ721

中南地区建筑标准设计图集

高级木门

98ZJ681

中南地区建筑标准设计图集

PVC塑料（塑钢）门

02ZJ602

中南地区建筑标准设计图集

楼梯栏杆

05ZJ401

中南地区建筑标准设计图集

1.5.2结构设计

（1）主控室结构

主控室采用框架结构，柱下钢筋混凝土独立基础。

（2）主控室内电缆沟

主控室内电缆沟深度为400mm，宽度为400mm；采用砖砌沟壁；电缆沟盖板采用厚度不小于10mm花纹钢盖板、背部焊接加强筋，以保证电缆沟的平整和外形的美观。

1.5.3采暖通风

表1.5-3室内设计参数

房号

房间名称

设计温度（℃）

相对湿度（%）

备注

夏季

冬季

夏季

冬季

1

主控室

26-28

18～20

＜70%

＜70%

设计方案说明

主控室房间设置分体空调，以维持室内温、湿度要求。

空调采用用变频、高能效、无氟新冷媒型。

1.6变电站综合自动化系统

1.6.1计算机监控系统

变电站控制系统按无人值班有人值守设计。

1、系统设备配置

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、间隔层设备和网络设备等构成。

站控层设备按变电站远景规模配置，间隔层设备按构成实际建设规模配置。

（1）站控层设备：

主机兼操作员工作站、远动工作站、五防系统、GPS对时系统、打印机、音响报警装置、网络设备等，远动通信设备冗余配置；监控后台机采用机柜式，安装在远动通信柜上，取消主控台。

（2）网络设备：

包括网络交换机、光/电转换器、接口设备和网络连线、电缆、光缆及网络安全设备等。

（3）间隔层设备：

包括测控单元、网络接口等。

（4）设一套GPS对时系统，采用IRIG-B（DC）码对时。

实现站控层、间隔层及保护装置的时钟同步。

（5）同期功能有相应测控单元实现。

2、系统网络结构

计算机监控系统结构图见《（CSG-35B-WZ-GG03-01）监控系统网络结构图》

（1）采用双网结构，站控层网络与间隔层网络采用直接连接方式，网络传输率≥100Mbit/s。

（2）站控层网络采用以太网。

网络应具有良好的开放性，以满足于电力系统其他专用网络连接及容量扩充等要求。

（3）间隔层网络应具有足够的传送率和极高的可靠性，采用以太网。

3、系统软件

主机兼操作员工作站可采用Unix、Linux或经过软件加固的Windows等安全性较高的操作系统。

4、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，并具有遥测、遥信、遥调、遥控等全部的远动功能和同步对时功能，具有与地调（县调）交换信息的能力，实现地调（县调）及集控中心对变电站的远方监视和控制。

5、系统工作电源

监控系统站控层工作站等设备采用站内UPS供电，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。

1.6.2控制、操作及五防系统

a、本期监控范围

·主变压器本体2台

·35kV线路4回（最大配置）

·35kV所有断路器

·10kV补偿电容器2组

·10kV所有断路器

·直流系统

·交流不间断电源

·图像监视及安全警卫系统

·公用设备（如火灾自动报警系统等）

b、控制方式

断路器控制分成以下四种情况：

·远方（集控站/调度中心）操作

·变电站自动化系统后台操作

·主控室（测控屏）操作

·就地（配电装置）操作

C、操作

为使变电站自动化系统能安全可靠地运行，变电站自动化系统须具有相应的安全、保护措施。

·设置操作权限：

依据操作员权限的大小，规定操作员对系统及各种业务活动的使用范围；

·操作的唯一性：

在多种操作方式下，如确定一种操作方式，就必须闭锁其它操作方式；

·对运行人员的任何操作，计算机都将做命令合法性检查和闭锁条件检查；

·操作应按选点、校验、执行的步骤进行。

·系统应具备顺序化操作功能。

d、五防系统

35kV变电站设置一套微机五防系统，选用微机五防装置加单元电气闭锁。

微机五防系统配置满足南网安生【2005】26号文《中国南方电网有限责任公司防止电气误操作闭锁装置管理规定》。

微机五防系统由五防工作站、电脑钥匙、各种锁具等组成。

用于断路器、隔离开关和电气网门等的操作闭锁。

断路器采用直流电气编码锁，与控制开关同装一面屏；隔离开关、高压开关柜（无完善的闭锁功能柜）和各电气网门应安装微机五防编码锁。

五防锁就地安装。

五防工作站能与变电站计算机监控系统通过通信接口通讯或直接与站控层网络连接，微机五防系统与变电站计算机监控系统能相互校验执行站内的五防操作；微机五防系统与变电站计算机监控系统应能在其中之一系统故障情况下，独立执行站内的五防操作。

1.6.3同期

同期点为35kV断路器，同期功能由变电站自动化系统各间隔的测控单元完成，站控层能对同期操作过程进行监测和控制。

不同断路器的同期指令间应相互闭锁，以满足一次只允许一个断路器同期合闸，同期功能应能进行状态自检和设定，同期成功与失败均应有信息输出，同期操作过程应有发令、参数计算、显示及确认等交互形式。

操作过程及结果应予以记录。

同期还具有远方控制检无压/同期功能。

1.6.4信号系统

信号系统采用变电站自动化系统，事故及异常时发出音响报警，同时画面闪烁，并打印存盘。

1.6.5参数采集

a、间隔层设备交流工频电量测量应采用交流采样方式，精度0.5级及以上。

b、电气额定值

·额定直流电压：

220VDC

·额定交流电压：

100V

·额定交流电流：

5A

·额定频率：

50Hz

·交流电源：

220/380VAC

c、模拟量

·主变压器：

各侧电流、电压、有功功率、无功功率、变压器绕组温度、变压器油温、有载调压开关档位

·线路：

电流、电压、有功功率、无功功率

·母线：

电压、频率

·母联：

电流、电压、有功功率、无功功率

·静态补偿装置：

电流、无功功率

·直流系统：

蓄电池正反向电流、蓄电池电压、充电机电流和电压、直流母线电压、直流系统正对地电压、直流系统负对地电压

d、开关量

·所有高压断路器位置（双位置）

·所有高压隔离开关、接地刀闸位置（双位置）

·直流主回路开关位置

·主变压器调压开关位置

·保护动作总信号

·重合闸动作信号

·备自投动作信号

·变电站事故总信号

·就地/远方转换开关位置

·断路器操作机构异常信号

·控制回路断线信号

·保护报警信号

·保护装置故障信号

·本体设备异常信号

·自动装置异常信号

·直流系统异常信号

·火灾报警装置故障信号

·UPS装置故障信号

·GPS装置故障信号

e、变电站自动化系统的技术参数应满足相关规程规范和南方电网及下属各级地区电网的变电站自动化系统设计要求。

1.6.6系统接口

变电站自动化系统通过以太网口与各类保护装置及测控装置相连。

变电站自动化系统智能接口设备支持接入站内其它规约设备，与下列装置或系统的接口采用RS-485串口或以太网连接。

·交、直流系统监控装置

·消防报警装置

·站内电度采集装置

·图像监视及安全警卫系统

·小电流接地选线装置

GPS对时系统

本方案共设一套GPS时间同步系统，用于站内变电站自动化系统、各保护装置、故障录波及站内其它需对时的装置，其配置和技术要求应满足各地区电网变电站GPS时间同步系统技术规范的各项规定。

采用两台标准同步时钟本体，互为备用。

当标准同步钟本体输出的时间同步信号不足时，时标信号扩展装置提供所需的扩充单元以满足不同使用场合的需要。

时标信号扩展装置的时间信号输入应包括两路IRIG-B（DC）时码（RS-422）输入。

时钟本体与时间同步信号扩展装置均安放于配电装置楼主控室的远动通信柜上。

时钟天线安装在配电装置楼楼顶。

1.7安全自动装置

1、低周低压减载装置在实际工程中由调度统一考虑是否独立配置组屏，本模块设备材料表中未开列。

2、配置35kV备自投装置，组屏安装于主控室。

3、配置10kV备自投装置，就地安装在10kV开关柜上。

4、35kV变电站为中性点非有效接地系统，考虑到变电站按无人值守，故配置一套小电流接地选线装置，具有选线跳闸、发信功能。

独立组屏1面于主控室。

1.8电能采集系统：

1、通道要求：

对各调度端电能遥测主站应提供两路不同路由通道。

调度数据网投运后提供一路网络通道、一路专线通道。

不具备网络条件的，提供一路专线通道，一路电话通道。

提供一个串口与变电站自动化系统通信。

2、装置要求：

电能采集装置可按照单机配置，通信口的数量要满足所有电能遥测主站接入的要求。

装置对各调度端应同时接入两路通道，双通道可以同时工作。

1.9二次设备的布置

1、本模块二次设备均在主控室集中布置。

主控室：

用于放置测控、保护、计量、直流屏、蓄电池屏、远动工作站（含GPS时钟系统）、操作员工作站、微机五防工作站、图像监视及安全警卫系统机柜、不间断电源、小电流接地选线屏、及电能表和电能采集系统等二次屏柜。

10kV保护测控装置和电度表均就地安装在高压开关柜上，放置于主控室的二次屏柜均采用尺寸为2260mm（高）x800mm（宽）x600mm（深）的前后开门形式柜体。

抗干扰措施及二次电缆的选择应采取下列抗干扰措施：

（1）10kV配电装置室至主控室间网络通信介质，在有条件的情况下，建议采用光纤，各智能I/O模块间通信采用双绞线带屏蔽的计算机专用电缆；

（2）不同电平的回路，不合用同一根电缆；

（3）CT的二次回路接地：

独立的、与其它CT二次回路没有电的联系的CT二次回路，在就地端子箱处一点接地。

（4）经主控室零相小母线（N600）连通的几组电压互感器二次回路，只应在主控室将N600一点接地，各电压互感器二次中性点在开关场地接地点应断开；为保证接地可靠，各电压互感器地中性线不得接有可能断开的断路器或接触器等。

（5）站内敷设独立的二次接地网，该接地网全网由截面不小于100mm2的铜排构成，由户内和户外二次接地网组成。

在主控室楼板下的电缆层中，按屏柜布置方向敷设首末端相连的专用接地铜排网，形成户内二次接地网。

该接地网按终期屏位上齐来敷设，并以一点通过截面100mm2的绝缘阻燃铜导线与变电站主地网引下线可靠连接接地。

在二次电缆沟上层敷设专用铜排，贯穿配电装置楼主控室至开关场地的就地端子箱、机构箱等处的所有二次电缆沟。

该接地网在电缆沟中的各末梢处分别用截面100mm2的铜导线变电站主地网可靠连接。

户外二次接地铜排进入室内时，以截面100mm2的铜导线与户内二次接地网可靠连接。

开关场端子箱内接地铜排用截面100mm2的铜导线与户外二次接地网可靠连接。

户外接地铜排直接固定在电缆支架上。

10kV配电装置室内的二次电缆沟中敷设不小于100mm2的二次专用铜排，其末端在10kV配电装置室内通过截面100mm2的绝缘阻燃铜导线与变电站主地网引下线可靠连接，该铜排还应通过截面100mm2的铜导线与继保室内的二次接地网可靠连接。

（6）主控室内的屏外壳焊接在基础槽钢上后与主接地网可靠连接。

（7）二次屏柜的具体接地措施应严格按照《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》和《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》进行设计。

（8）主控室应符合《计算机场地技术条件》（GB2337-89）规定，尽可能避开强电磁场、强振动源和强噪音源的干扰，采取屏蔽、防静电、防尘、防潮、防噪声、防火等措施，保证设备的安全运行。

（9）电流、电压回路电缆芯线截面，一般不小于2.5mm2，信号回路电缆芯线截面，一般不小于1.5mm2；操作箱至机构箱控制回路电缆芯线截面，一般不小于2.5mm2。

除以上措施外，最有效的方法是选用屏蔽性优越的电缆，其屏蔽层应两端接地。

2、二次系统防雷

（1）总体要求

a、变电站二次系统的雷电电磁脉冲防护（以下简称为防雷）应做到统筹规划、整体设计，从接地、屏蔽、均压、限幅及隔离五个方面来采取综合防护措施。

b、变电站二次系统雷电防护区的划分应符合GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范的要求，根据雷电防护区的划分原则，变电站二次系统的防雷工作应减少直击雷（试验波形10/350μs）和雷电电磁脉冲（试验波形8/20μs）对二次系统造成的危害。

c、变电站内信号系统的SPD应选用限压型和具有限压特性的组合型SPD。

d、变电站二次系统的雷电防护应遵循从加强设备自身抗雷电电磁干扰能力入手，以加装SPD防雷器件为补充的原则。

（2）信号系统防雷

a、在GPS主时钟的天线接口处应安装最大放电电流不小于15kA（8/20μs）的相应信号SPD。

b、控制室远动屏至通信屏的语音线或RS232等信号线，应在远动屏侧安装标称放电电流不小于2kA（8/20μs）的相应信号SPD。

c、变电站自动化系统与其他系统的通信线（如RS232、RS485等）应在两端安装标称放电电流不小于2kA（8/20μs）的相应信号SPD。

d、从高压场地到继保室的通信线路（如RS232、RS485、CAN总线等）应在继保室相应屏柜处安装标称放电电流不小于5kA（8/20μs）的信号SPD。

e、SPD正常或故障时，应有能正确表示其状态的标志或指示灯，且宜具备远程集中监测或集中告警的接点。

（3）电源系统防雷

a、直流充电屏的交流充电电源入口处应安装具备相线与地线（L-PE）、中性线与地线（N-PE）保护模式的标称放电电流不小于10kA（8/20µs）的交流电源电压限制型SPD（电涌保护器）。

b、直流屏的直流母线输出端宜安装具有正极对地、负极对地保护模式的标称放电电流不小于10kA（8/20µs）的直流电源SPD。

c、在UPS电源系统输入端宜配置相对地、中性线对地保护模式标称放电电流不小于10kA（8/20μs）

（4）电缆设施

电力电缆全部选用阻燃B类铜芯电缆。

二次控制电缆采用B类铜芯铠装屏蔽电缆。

屏蔽层接地措施按《电力工程电缆设计规范》要求设计。

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。

1.10交直流系统

1.10.1直流系统配置原则

1、根据中国南方电网有限责任公司企业标准《110kV及以下配电网装备技术导则》Q/CSG10703-2009，为满足无人值班直流供电冗余需要，35kV变电站直流系统配置一组高频开关充电装置和一组蓄电池。

2、直流负荷包括电气的控制、信号、测量和继电保护、自动装置、操动机构直流电动机、断路器电磁操动的合闸机构、站内照明交流不停电电源系统、远动和事故照明等负荷。

交流不停电电源系统仅在变电站交流失压时使用直流电源的蓄电池供电。

3、蓄电池选用阀控式密封铅酸蓄电池，容量100Ah，单只蓄电池电压选用2V。

4、充电装置选用高频开关电源模块，充电装置的高频开关电源模块采用N+1模式，充电装置额定电流40A。

5、直流电源系统采用单母线接线方式。

1.10.2交流不间断电源（UPS）

1、35kV综合自动化变电站配置交流不间断电源，以满足站内监控系统、火灾自动报警系统、遥视系统、自动化设备对交流不间断电源的要求。

2、交流不间断时电源系统不配单独的蓄电池，正常运行由站用电源供电，仅在变电站交流失压时，由变电站220V直流系统供电。

3、全站设一套交流不间断电源系统，按2×3kVA冗余配置，独立组屏一面。

两台3kV逆变电源模块，采用互为备用接法，每台UPS模块个接一段母线，两端母线独立运行，当任一台UPS模块出现故障，另一台UPS模块手动切至该段母线。

1.10.3交流电源供电分配方式

1、断路器的储能电机、隔离开关的电机及操作电源：

考虑到本方