500kV变电站典型工艺设计论文.docx
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500kV变电站典型工艺设计论文
500kV变电站创优典型工艺设计
东北电力设计院
2006年9月
目录
前言
1电气一次
1.1主接线
1.2总平面及配电装置
1.2.1500kV部分
1.2.2220kV部分
1.2.3主变部分
1.2.4高压电抗器部分
1.2.5低压电抗器/电容器部分
1.2.6站用电部分
1.3防雷接地
1.4照明
1.5电缆敷设
2.电气二次
2.1综述
2.2监控与保护系统
2.3其它
3土建
3.1总平面部分
3.1.1总平面布置
3.1.2竖向布置
3.1.3场地排水方式
3.1.4站区道路形式及路宽
3.1.5站区电缆沟及沟盖板
3.1.6围墙大门
1．建筑物部分
2.1主控通信楼
2.1.1功能房间的设置
2.1.2装饰标准
2.1.3结构方案
2.2保护小室及其它辅助建筑物
2．构支架部分
3.1构架方案及细部构造
3.2支架方案及细部构造
3．水工部分
4.1站区排水方式
4.2给水方案
4.3消防、报警方案
4．采暖通风部分
5.1采暖方案
5.2空调方案
5．其它
前言
为了贯彻“一强三优”现代化公司的发展战略目标，落实国家电网建设有限公司创精品工程的工作思路，加强工程建设管理，在工程设计中大力推广应用国家电网公司500kV变电站典型初步设计的同时，不断完善和优化施工图设计，提高集约化管理水平，通过总结国内500kV变电站设计的先进经验，争创国家优质工程，特开展500kV变电站创优典型工艺设计。
为了汲取国内外变电站典型设计工作的先进经验，设计工作应立足于以国家及行业的法律、法规、标准、规范、规程为准则，按初步设计制定的设计原则，并结合各工程的环境条件、地址条件、所在地区的人文及经济发展情况、地域地区特点，提出优化设计的切入点，制定出详细的工作创优规划。
在工作中充分发挥设计人员的主观能动性，积极开拓思路，灵活理解和运用国家的法律法规，做到即满足标准、规程、规范，又要体现每个工程的特点，在设计上应特别注重节能环保的设计思想，体现以人为本设计理念、树立设计为生产运行服务的设计原则，注意从大的方面着眼，从细微之处入手。
设计要努力做到严谨务实、博采众长、追求卓越，创精品要遵循人为我用、人无我有、人有我优、与时俱进、不断完善的创优工作思路，加大优化设计的工作力度，达到设计成为创精品工程的龙头的工作目标。
为了更好地开展施工图设计，避免施工过程中出现较大修改及违反初步设计评审意见的情况，各设计院应在初步设计阶段就开始与业主、运行单位进行积极的沟通，沟通本工程将要达到的总体目标、详细要求和具体做法，在符合国家法律法规的的前提下，做到设计方案不仅可行，而且具有一定的超前性和时代特征，同时根据各工程的具体情况，探索对以往的常规做法的改进、优化和完善。
设计文件应尽可能地细化，而不是搞粗放性设计，涉及到对材料的选择、特殊施工工艺的地方，应在设计文件中给出基本（最低）要求。
1电气一次
1.1电气主接线
1.1.1500kV电气主接线优先采用一个半断路器接线，母线是否配置避雷器均应依据过电压计算结果进行确定。
1.1.2220kV电气主接线优先采用双母线接线，根据工程规模和实际情况确定断路器是单列布置还是双列布置。
1.1.366（35）kV电气主接线优先采用单母线接线。
1.1.4电流互感器二次绕组的排列应避免出现保护死区，排列次序应标注在接线图对应的位置。
1.2总平面及配电装置
总平面布置应整齐、统一，各开关场相互间联络距离应尽量短，并注意避免大偏角连接。
各场区按电压等级及功用宜明确分区，方便运行维护。
1.2.1500kV部分
a.母线应优先采用悬吊铝管母线，悬吊铝管母线充分考虑远期扩建的接口需求，扩建端悬臂长度按远期连接要求进行预留。
b.悬吊铝管母线V型绝缘子串组装采用调整板和花兰螺丝双重调节，保证施工方便性和安装效果。
c.相邻设备端子间连接线的可用距离不小于4.0m。
1.2.2220kV部分
a.优先选用支持或悬吊式铝管母线，支持式铝管母线预留分段（如果有）处充分考虑远期扩建分段的需要，分段处母线段采用续接金具过渡连接，方便远期扩建的施工。
b.设备接线端子高度配合应出计算书，应保证其正确性。
1.2.3主变部分
a.主变压器500kV侧避雷器保护距离经校验后，尽量安装在500kV配电装置侧，以保证主变压器检修方便，变压器高压侧清晰美观。
b.对于单相式主变压器，66kV侧PT和避雷器应配置在角接母线上。
避雷器应死接在母线上，PT经隔离开关接于母线。
c.主变压器基础预埋钢板应尽量采用小块钢板，钢板最大边长不应大于1.0m。
d.主变压器底座与基础间固定宜采用焊接挡板方式。
1.2.4高压电抗器部分
1.2.4.1优化高压电抗器的布置位置以减小占地。
1.2.4.2接地电抗器接地套管应在设备订货时考虑接地引下措施。
1.2.5设备安装
a.设备沿支架引下的二次电缆采用不锈钢槽盒保护，并用暗螺丝与支架上的预制件固定，槽盒宽度应不小于预制件宽度。
b.配电装置隔离开关相同型号的操作机构安装高度设计相同，使布置整齐美观。
c.设备支架顶板外沿尺寸应不小于设备底座外廓尺寸。
d.悬挂安装的电气设备机构箱下沿距离地面的高度应不小于500mm，手柄高度应在800～1000mm为宜。
1.3防雷接地
a.防雷保护范围计算中，应充分考虑场地高差及构架高度调整的可能性。
b.构架柱、设备接地引线统一规格，并保证相同场区内设备接地线方向一致。
施工后，统一刷双色漆格。
如有保护帽，应保持接地螺栓外露。
c.对于被道路分割狭长场区，当宽度比较小，但其内布置有电气设备时，应保证敷设两根水平接地均压带。
d.电气设备本体的接地端子应经专用接地线与接地装置连接。
e.钢管和角钢型设备支架可以兼作设备的接地引下线。
1.4照明
a.户外照明灯支架应接地。
1.5电缆敷设
a.配电装置内各间隔电缆沟位置应一致，电缆沟规格应根据电缆敷设数量分段调整。
b.电缆沟内支架固定尽量采用膨胀螺栓，取消土建预埋件的固定方式。
并设专用接地线与支架柱用螺栓连接，使得功能明确，施工方便。
土建在浇筑电缆沟时应对钢筋位置进行标识，以避免与膨胀螺栓相碰。
c.电缆敷设布置应对关键路径控制点的电缆进行详细标注，必要的话应出断面详图。
2电气二次
2.1综述
2.1.1全站二次屏（柜）体采用相同颜色、相同尺寸、相同制板及涂装工艺的同厂产品。
2.1.2屏的布置应根据工程的合理性、兼顾运行单位的运行习惯进行布置。
2.1.3屏面、屏后设备的布置尽可能整齐划一。
2.1.4屏上端子排应为同一厂家的设备，其布置形式应协调一致，以利于运行维护。
2.1.5屏眉、绝缘接地铜排等齐全且规格相同，屏体安装固定后屏底槽钢不外露，屏后设电缆走向槽，电缆封堵定型化处理。
2.1.6保护屏柜设置“人性化”安全警示作用压板投退操作“小贴示”。
2.1.7力求施工图设计中的设备编号与调度、生产运行设备编号、站名一致，方便运行避免返工。
2.2监控与保护系统
2.2.1监控系统主站（操作员工作站）应冗余配置，每台操作员工作站宜配置两台液晶显示屏。
2.2.2监控系统应具备方便的远期升级、扩建功能。
2.2.3监控系统主站具备远方软压板投退的管理功能。
2.2.4合理布置监控系统、保护子站、视频监视系统在主控室控制台上的设备，要求供货厂家根据控主机、控制台上显示器的放置位置提供合适长度的电源线、数据线等，便于施工现场整理布置。
2.2.5在控制台内设置电缆及数据线的布线槽，主电源系统设置单独的端子排，所有电源需直接接入端子排，取消电源插座。
2.2.6“五防”及电气闭锁设计方案应满足国家电网公司制定的“18项反措”，闭锁逻辑说明由设计交给运行及用户审查、听取意见。
2.2.7听取用户对监控系统终端画面生成、报表打印格式及对监控系统运行维护的合理化建议和意见，将其体现在具体的设备技术协议和施工图设计中。
2.3其它
2.3.1事故照明宜采用逆变电源供电，便于照明灯具的装修布置。
2.3.2电源线、电话线、网络线、视频线等设计统筹考虑布置和施工。
2.3.3直流系统宜为直流分屏方式，方便运行。
2.3.4优化全站通讯系统电话终端的配置。
2.3.5将火灾报警系统和主变消防控制系统主机合并设置。
2.3.6全站二次电缆无裸露，需作工艺化处理，如加设电缆槽盒等。
2.3.7主控室、通讯室静电地板下加设小型电缆排架，以方便电缆布置，便于整理，工艺美观。
2.3.8动力电缆、控制保护电缆、通信电缆、照明电缆的电缆挂牌，按照电缆的使用功能采用不同颜色区分，并采用双编号标识，方便今后的运行维护。
2.3.9电缆沟防火墙的做法，在防火包两侧及顶面设置阻燃隔板，顶面采用不锈钢面板和标注所在位置及编号，侧面安装小功率低压灯泡，上面盖板为可视钢化玻璃盖板，使其运行维护更加直观、方便。
2.4不停电电源系统宜采用逆变电源装置，直流电源取自站内控制保护用直流系统。
3土建
3.1总平面部分
3.1.1总平面布置
总平面布置应力求简单、明了，功能分区明确，并着重站前区的布置，应尽可能减少站前区站地面积，但不要为追求经济指标，一味压缩占地面积。
站前区应结合工艺布置，满足下列要求：
1）建筑物的位置合理、朝向适合当地气候；
2）站区大门位置、朝向应满足进站道路及大件运输需要；
3）主控制通信楼与低压电抗器、电容器组的最小距离应大于15m；
4）排水池、污水处理装置、给水小室如布置在站前区宜采用地下式，并应位于较隐蔽的位置；
5）站区围墙应规整，避免过多尖角，大门两侧围墙应尽可能为直线，有利于征地工作，否则应考虑连带征地问题。
3.1.2竖向布置
竖向布置应采用有坡方案（有利于站区排水），根据场地自然坡度及工艺方案，500kV配电装置区采用双向坡度时：
母线方向及垂直母线方向场地坡度为0.5%；采用单向坡度时，垂直母线方向场地坡度为1%左右。
主变及220kV配电装置区宜采用垂直母线方向的单向坡度，场地坡度为1%左右。
当场地自然坡度大于3%时，应采用阶梯方案，阶梯分别布置在500kV配电装置区与主变及主变与220kV配电装置区的分界处。
一般情况下，阶梯高度不宜大于1.5m，且500kV配电装置区与主变处的阶梯不宜采用挡土墙处理，宜采用缓坡绿化景观方案，以增强其视觉效果。
3.2场地排水方式
依据竖向方案、地区差别及排水条件的不同，场地排水方式可分别采用雨水口排水、道路（电缆沟）边沟排水及自然散排等方式。
竖向布置无高差的应采用在场地内设置雨水口收集雨水的排水方式；竖向布置有高差的平坡方案，应采用道路（电缆沟）边沟排水方式；周围无集中排水点，且场地土为渗透性较强的砂土地基时，宜采用自然散排、渗漏排水方式。
3.3站区道路形式及路宽
当没有其它条件限制时，站区道路应首先采用郊区型路面，并在面层边缘设置直径30mm的圆角，场地排水采用道路边沟排水的，两者应合并考虑。
道路面层混凝土强度等级不低于C40，采用的水泥等级不应小于32.5级，混凝土面层厚度不小于200mm，表面采用磨光机磨光。
施工阶段的路面临时硬化范围为：
站区环行道、进站道路。
硬化材料采用2:
8石屑水泥，厚度150mm，工程量在施工招标阶段计列。
3.4站区电缆沟及沟盖板
冻深小于0.5m、地下水位小于1.0m的地区采用砌体明沟，并设置钢筋混凝土底板和压顶梁；其它地区采用混凝土或钢筋混凝土明沟。
同一直线上的沟盖板宽度应保持一直，当需要变断面时，应改变沟道深度，以满足工艺要求。
沟道转角采用暗设方式。
沟盖板采用无机复合盖板或镀锌角钢框盖板，镀锌角钢框盖板的厚度为45mm。
电缆沟防火墙位置设有机玻璃明盖板，宽度应与普通盖板宽度相同。
盖板与沟壁接触部分设防震橡胶垫。
电缆沟沟底设半圆形排水槽，沟底集水口采用成品UPVC方形地漏。
需要设置过水槽的，采用成品UPVC半圆过水槽。
沟内电缆支架采用不露头膨胀螺栓固定，接地带设在电缆支架的底层，采用螺栓固定。
3.5围墙及防火墙
围墙采用实体围墙、防水涂料装饰，抹灰时应采取防止表面开裂的措施，例如弹性腻子。
墙体沉降缝采用不锈钢条封闭。
高抗防火墙采用框架填充墙结构，框架梁柱宽度与墙体厚度相同，表面平整。
主变压器防火墙可以采用框架填充墙结构，也可以采用钢筋混凝土板墙。
防火墙表面采用防水涂料装饰，同围墙相同，抹灰时应采取防止表面开裂的措施。
围墙及防火墙上端应设置滴水沿，防止墙体污染。
3.6绿化
3.7建筑物部分
建筑方案应功能分区明确，房间布置紧凑、实用，做到以人为本、满足工艺要求。
建筑造型应突出地域特色、美观大方、简洁实用，具有工业建筑清新明快、庄重严肃的特点。
继电器小室采用分散布置方案，站用电室与主变继电器小室合并。
3.7.1主控通信楼
3.7.1.1功能房间的设置
主控制室、计算机室、通信机房、蓄电池室、交接班室、仪器仪表间等生产房间各一个，建筑面积根据工艺需要，其中通信机房、蓄电池室应布置在一层。
必须的辅助房间：
3个值休室、2个办公室，会议室、厨房、餐厅、消防器材室各1个。
安全办公室、检修办公室、收发室等根据各地的运行习惯、建筑方案要求确定是否需要。
3.7.1.2装饰标准
基本原则是现代建筑工业化、公用化装饰。
各设计院应了解当前市场流行的建筑装饰材料，提出适合时代要求、既耐久实用、又不奢华的装饰要求。
屋面雨水排水管、空调冷凝水管应接入室外排水管网，非冻结区应暗敷。
散水外围设置排水槽，并接入雨水管网。
3.7.1.3结构方案
正常条件下宜采用框架结构，层高3.6m，开间3.6m。
女儿墙为钢筋混凝土结构。
3.7.2继电器小室及其它辅助建筑物
继电器小室层高3.0m，与站用电室合并的主变继电器小室层高及其它辅助建筑物根据工艺要求确定。
建筑装饰应与主控通讯楼协调一致，内部房间不吊顶（框架结构除外）。
3.8构支架部分
3.8.1500kV构架方案及细部构造
500kV构架采用全联合钢管人字柱构架。
构架柱采用钢管人字柱结构，构架梁为三角形格构式结构，螺栓连接。
人字柱柱身采用圆形钢管、柔性法兰连接。
构架梁主材采用圆形钢管、刚性法兰连接，斜材为角钢、螺栓节点板连接。
柱身分段：
人字柱柱身分3段，上横撑中间设1个法兰，下横撑设2个法兰，一榀人字柱7个法兰。
构架梁斜材：
应结合挂线点要求，合理布置节间。
水平斜材采用交叉布置，垂直斜材应采用如图所示布置方式，以增强构架的整体透视感。
梁柱钢管主材焊缝：
构架柱柱身焊缝朝向内侧，柱横撑与梁主材焊缝朝向上方。
接地槽钢：
位于坡度方向的外侧，并与设备支架接地槽钢方向保持一致，接地槽钢下端接地孔距整平地面300mm。
爬梯：
爬梯应采用管形结构，并与柱身可靠连接。
钢管上下端部应设置彩色塑料保护套。
避雷针：
采用变截面管形结构，每段之间采用插接，并设拉紧装置。
3.8.2220kV构架方案及细部构造
主变及220kV构架采用全钢管人字柱构架，采用新型柱头构造形式、法兰连接单管钢梁。
人字柱柱身采用圆形钢管、柔性法兰连接。
构架梁采用八边形钢管、刚性法兰连接。
柱身分段：
人字柱柱身分2段，横撑与柱身采用螺栓连接，一榀人字柱2个法兰。
梁柱钢管主材焊缝：
构架柱柱身焊缝朝向内侧，梁焊缝朝向上方。
接地槽钢、爬梯、避雷针与500kV构架要求相同。
3.8.3设备支架方案及细部构造
设备支架均采用圆形钢管结构，其中管母线支架采用单梁单柱的组合T形结构。
支架头铁：
外形与设备底座一致，头铁轮廓尺寸大于设备底座10mm，外边圆形倒角。
操作机构箱与支架连接的背板：
应在加工厂与支架整体焊接，严禁现场焊接，其外形尺寸不应超出机构箱的轮廓尺寸。
高度应保证运行人员操作便利。
隔离开关之间的拉杆：
采用【8连接，平放，肢背朝上。
柱身钢管焊缝：
柱身焊缝应背向巡视道。
接地槽钢：
与构架柱接地槽钢方向保持一致，接地槽钢下端接地孔距整平地面300mm。
设备引下线采用不锈钢槽盒，与柱身连接采用固定件连接，严禁采用抱箍连接。
3.9基础方案
基础方案应造价低、合理可行，冬季施工时，柱与基础应采用（地脚）螺栓连接。
基础的外形尺寸应满足模板的模数，对于受力相当、几何尺寸相差不大的基础应归并，减少基础种类，降低施工难度，创造良好的施工条件。
尽量减少插入式杯口的种类。
3.10操作地坪
操作地坪应采用广场砖、块石等美观、耐用的材料，基层材料应根据工艺专业要求，设置沥青混凝土或碎石垫层，满足跨步电压。
4水工部分
4.1站区排水方式
4.2给水方案
4.3消防、报警方案
5采暖通风部分
5.1采暖方案
5.2空调方案
6其它
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