涡北工业园110kV输变电工程可行性报告.docx

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涡北工业园110kV输变电工程可行性报告

涡北工业园110kV输变电工程

可

行

性

研

究

报

告

2011年12月合肥

1总的部分

1.1编制依据

1.2工程概况

1.3设计水平年

1.4主要设计原则

1.5设计范围

2系统部分

2.1电力系统

2.2系统继电保护及安全自动装置

2.3系统通信

2.4系统远动及站内自动化

3变电站站址选择及工程设想

3.1站址条件

3.2站址综合意见

3.3电气一次部分

3.4电气二次部分

3.5变电站智能化实施方案

3.6土建部分

4送电线路路径选择及工程设想

5节能措施分析

5.1变电站节能措施分析

5.2送电线路节能措施分析

5.3变电站环保影响及措施分析

5.4送电线路环保影响及措施分析

6投资估算

6.1涡北工业园110kV输变电工程

6.2220kV焦楼变扩建110kV涡北工业园出线间隔工程

7结论

7.1工程建设的必要性

7.2系统方案及建设规模

7.3系统保护

7.4系统远动及站内自动化

7.5系统通信

7.6站址

7.7开工年限及投产年限

7.8工程投资估算及推荐方案

附件：

附件1淮北矿业集团有限公司“工程项目勘察设计委托书”。

附件2安徽省电力经济技术研究中心文件皖电经研规[2011]409号文《关于印发淮北矿业（集团）有限公司涡北工业园110kV变电站工程接入系统设计评审意见的函》。

附件32011年8月24日涡北工业园110kV变电所供电方案第二次讨论会会议纪要。

附件42011年8月30日涡北工业园110kV变电所供电方案设计相关资料确认回复函。

附图：

附图12010年亳州地区110kV电网规划接线示意图

附图22012年亳州地区110kV电网规划接线示意图

附图32015年亳州地区110kV电网规划接线示意图

附图4涡北工业园110kV输变电工程系统通信光缆路由图

附图5涡北工业园110kV输变电工程电气主接线图

附图6涡北工业园110kV输变电工程电气总平面布置图

附图7涡北工业园110kV输变电工程一层电气平面布置图

附图8涡北工业园110kV输变电工程二层电气平面布置图

附图9涡北工业园110kV输变电工程焦楼变110kV配电装置配置接线图

附图10涡北工业园110kV输变电工程焦楼变110kV配电装置布置图

附图11涡北工业园110kV输变电工程站址位置图

附图12涡北工业园110kV输变电工程土建总平面布置图

1总的部分

1.1编制依据

（1）淮北矿业（集团）有限公司“工程项目勘察设计委托书”。

（2）淮北矿业（集团）有限公司涡北工业园110kV变电站工程接入系统设计。

（3）安徽省电力经济技术研究中心文件皖电经研规[2011]409号文《关于印发淮北矿业（集团）有限公司涡北工业园110kV变电站工程接入系统设计评审意见的函》。

（4）国家电网公司输变电工程通用设计（2011年版）。

1.2工程概况

淮北矿业（集团）有限公司所属的涡北工业园位于亳州市涡阳县城北，其发展方向为洗、选煤及相应的煤炭再加工生产。

计划2012年起逐步建设生产。

该项目投产初期，用电负荷约30MW（均为二类负荷），终期用电负荷为50MW。

目前涡阳工业园为基本建设阶段，由于该园的洗煤厂承担淮北矿业（集团）有限公司的涡阳矿区的洗、选煤任务以及相应的煤炭再加工生产，故对生产供电要求均较高。

该工程包括以下3个子项目：

1）涡北工业园110kV变电站工程

2）涡北工业园110kV~220kV焦楼变线路工程

3）220kV焦楼变电站扩建110kV涡北工业园出线间隔工程

工程站址位于涡阳县城北，交通及进出线方便。

该工程变电站全户内布置，本期安装2台主变压器容量分别为25MVA、50MVA，终期安装2台50MVA主变压器。

本期110kV采用GIS设备，架空出线共2回；终期4回。

10kV出线本期14回，终期20回。

新建线路路径全长8.05km，其中单回路段长约0.75km，双回路段长约7.3km。

本工程需改造段线路长约0.5km，并恢复架设双回路段线路长约0.2km。

220kV焦楼变电站扩建110kV出线间隔2个。

施工电源10kV引自厂区施工电源，费用不计列本工程由用户自行解决。

1.3设计水平年

本工程一期工程计划于2012年7月建成投产，因此设计水平年选取2012年。

1.4主要设计原则

a）可行性研究应遵守国家的技术、产业政策、执行有关的设计规程和规定，符合国情、技术先进，并合理控制工程造价。

b）根据系统保护现状并结合本工程在系统中的地位，确定保护方案。

c）该工程变电站工程采用综合自动化系统。

d）通信采用光纤通信方式。

e）该工程变电站110kV采用户内GIS全封闭组合电器。

f）简述线路路径方案及站址进出线设想，进行线路投资估算

1.5设计范围

本报告的设计范围包括：

系统必要性论证、接入系统方案、建设规模、保护、自动化及通信方案、变电站站址的选择、站址方案技术经济比较、变电站工程设想（包括站区围墙以内的全部生产及辅助生产设施，附属设施的工艺和建（构）筑物的土建设计、进站道路、给排水、消防及暖通等）、线路路径选择、线路工程设想以及上述项目的投资估算和综合造价分析。

2系统部分

2.1电力系统

2.1.1电网概况

2.1.1.1亳州地区电网现状及近期发展

亳州市位于安徽省西北部，是国家历史名城、药都和酒城。

现辖一区三县，即谯城区、涡阳县、蒙城县、利辛县。

主城区为谯城区，是全市政治、经济、文化中心。

全市国土面积8374平方公里。

全市经济支柱产业主要有药业、酒业、畜牧业和矿产业。

亳州电网目前分为南北两片：

北片为谯城区和涡阳县；南片为蒙城县、利辛县。

北网通过220kV淮北电厂≈焦楼线、220kV颍州~涡阳线从淮北和阜阳电网中受电；南网通过220kV阜阳~茨淮线、220kV杨柳~蒙城线、220kV南坪≈蒙城线、220kV丁集≈蒙城线从淮南、淮北和阜阳电网中受电。

截止到2010年底，亳州地区电网概况如下：

亳州电网拥有220kV变电站5座，即谯城变（2×120MVA）、涡阳变（180+120MVA）、蒙城变（2×120MVA）、焦楼变（180+150MVA）和茨淮变（2×180MVA），总变电容量1470MVA；110kV公用变电站14座，总变电容量1022MVA；110kV用户变电站3座，共有6台主变，总变电容量226MVA；并入亳州地区电网小电源装机总容量为33MW。

亳州电网拥有220kV线路11条，总长度为523km；110kV线路31条，总长度为495km。

亳州地区2010年统调最大负荷627MW（未含错避峰负荷30MW），统调电量25.58亿kWh，同比分别增长17.4％、16.3％。

亳州电网目前存在的主要问题是：

（1）网架结构较为薄弱，全区无500千伏电网和大电源支持，所需电力主要依靠省网受进，供电能力和供电可靠性较差。

各区县220千伏、110千伏变电站布点少，未能深入负荷中心，网架布局不完善，尤其以涡阳县及谯城区较为突出，依靠3回220kV线路受电，夏季高峰时220kV颍州~涡阳线重载。

（2）亳州南部电网茨淮变主要依靠颍州≈阜阳~茨淮线路受电，夏季高峰时颍阜双线重载。

（2）部分110kV线路使用年限较长，线径较细，输送能力有限。

（3）农村35千伏线路供电距离长，挂灯笼现象严重，线损高，供电安全可靠性较差。

2010年亳州地区110kV电网现状接线示意图见附图1所示。

亳州电网计划2011年投运220kV魏武变（1×180MVA）、伯阳开关站、110kV城东变（50MVA）和园艺变（50MVA）以及配套线路工程。

根据亳州地区电网“十二五”规划，“十二五”期间亳州电网将新建220kV漆园变（180MVA）、赵桥变（180MVA）、扩建魏武变（180MVA）以及新建110kV大杨变（50MVA）、城西变（2×50MVA）、高炉变（63MVA）、扩建孙集变（50MVA）等一批110kV输变电工程，以解决亳州地区电网供电能力不足的问题。

2012年亳州地区110kV电网规划接线示意图见附图2所示。

2015年亳州地区110kV电网规划接线示意图见附图3所示。

2.1.1.2涡阳县电网概况及近期发展

涡阳县东依蒙城县、南接利辛县、西邻亳州市，现辖1个城关镇，23个建制镇，3个乡（场），总面积2107平方公里。

涡阳县农产品资源及优质煤炭十分丰富，逐步形成酿酒、造纸、化工、制药、木材、机械和煤矿等一批主导产业。

特别是淮北矿业集团近年来在涡阳投资建设的煤矿已经逐步成为涡阳经济快速发展的重要支柱。

涡阳县电网现有220kV变电站2座，即涡阳变（180+120MVA）和焦楼变（150+180MVA），总变电容量630MVA；110kV变电站3座，即城南变（50+40MVA）、涡北变（2×40MVA）和公吉寺变（2×50MVA），总变电容量为270MVA；110kV用户变电站1座，即三星化工。

涡阳县2010年统调最大负荷183.8MW，同比增长15.02％。

涡阳县电网存在的主要问题是：

（1）220kV焦楼变、110kV涡北变位于涡河以北，主供涡阳北部矿区和农村负荷。

220kV涡阳变和110kV城南变位于涡河以南，主供涡阳县城区负荷和南部农村负荷，均为较老的变电站，且已达到终期规模，各出线间隔已无扩建可能性，也无法满足涡河以南新增负荷供电需求；

（2）农网网架结构不合理，35kV供电线路较长；（3）涡阳县电网现有网架结构无法满足诸多煤矿高危客户供电要求。

根据相关计划安排，计划2012年投运110kV城西变（2×50MVA）。

涡阳县电网现状和规划情况见附图1~3所示。

2.1.1.3涡北工业园概况

淮北矿业（集团）有限公司所属的涡北工业园位于亳州市涡阳县城北，其发展方向为洗、选煤及相应的煤炭再加工生产。

计划2012年起逐步建设生产。

目前涡阳工业园为基本建设阶段，由于该园的洗煤厂承担淮北矿业（集团）有限公司的涡阳矿区的洗、选煤任务以及相应的煤炭再加工生产，故对生产供电要求均较高。

2.1.2负荷预测

2.1.2.1亳州地区电网负荷预测

根据亳州地区电网“十二五”规划负荷预测，亳州地区电网统调口径负荷预测见表2.1.2.1。

表2.1.2.1亳州地区电网统调口径负荷预测表单位：

亿kWh、MW

亳州电网

2009年（实绩）

2010年

“十一五”增长率

2015年

“十二五”增长率

用电量

22.07

25.58

15％

32

6.82％

最大负荷

534

657（实绩）

13.04％

920

9.29％

2.1.2.2涡北工业园负荷预测

根据淮北矿业公司提供的负荷资料，涡北工业园负荷性质主要为二类负荷，2012年装机总容量为41.6MW，实际最大负荷为20MW，终期最大负荷约50MW。

2.1.3本工程建设的必要性

淮北矿业（集团）有限公司所属的涡北工业园位于亳州市涡阳县城北，其发展方向为洗、选煤及相应的煤炭再加工生产。

涡北工业园计划2012年投运，投产初期用电负荷约20MW，终期用电负荷约50MW，因此需在园区内新建1座110kV总降压变电站来满足涡北工业园生产负荷用电需求。

本变电站作为淮北矿业（集团）有限公司涡北工业园配套公用设施，不仅提供可靠电力，满足该用户的用电需求，而且对大用户专线专供，降低损耗，具有良好的经济效益和社会效益。

因此，涡阳工业园建设110kV变电站是必要的。

2.1.4系统方案和建设规模

2.1.4.1接入系统方案

220kV涡阳变110kV出线间隔有8个，已出线8回（涡北变1回、城南变1回、城西变2回、公吉寺2回、望月变1回、三星化工1回），全部用完，也无扩建可能性。

220kV焦楼变110kV出线间隔有8个，已出线2回（涡北1回、海孜1回），还剩6个备用出线间隔，其中2个已规划至高炉变。

本报告根据本变电站的站址位置、周边电网条件、电网规划等因素，且根据涡北工业园110kV变电站接入系统设计评审意见，本变电站接入系统方案如下：

从本变电站新建2回110kV线路接入220kV焦楼变（2×11km）。

本变电站110kV接入系统方案接线示意图见附图2。

2.1.4.2短路计算

根据省网远景短路电流计算，本站110kV系统侧三相短路电流为7.03kA，单相接地短路电流为6.98kA。

2.1.4.3建设规模

考虑涡北工业园今后电网负荷增长需要，初步设想本工程建设规模如下：

主变容量：

终期2×50MVA，本期1×50MVA和1×25MVA。

电压等级：

11010kV。

110kV出线：

终期4回（2回接入220kV焦楼变，2回备用）；本期2回（2回接入220kV焦楼变）。

10kV出线：

终期20回，本期14回。

无功补偿：

本工程本期在10kV侧安装2×8Mvar无功补偿电容器，总容量为16Mvar，且为终期规模。

2.1.5导线截面

本工程新建线路为架空线，涡北工业园变终期规划容量为2×50MVA，110kV出线4回（焦楼变2回、备用2回），考虑当焦楼~工业园其中一回线路退出运行时，另一回线路能承担工业园变终期50MW负荷和园区内其它远景规划的50MW负荷，因此初步建议本工程新建线路采用300mm2导线（导线最高允许温度为70℃时持续极限输送容量为107.7～133MVA，导线最高允许温度为80℃时持续极限输送容量为116.6～144MVA），可以满足远景供电要求。

2.1.6主变压器

本工程选用三相双绕组有载调压变压器，主变的具体型式、规范如下：

主变型式：

三相双绕组有载调压变压器

容量：

50MVA、25MVA

接线组别：

YN，d11

电压：

115±8×1.25%10.5kV

阻抗电压：

Uk=10.5%

2.2系统继电保护及安全自动装置

涡北工业园110kV变电站为新建变电站。

本期主变两台，110kV进线两回（均引自220kV焦楼变），110kV侧为单母线分段接线；终期110kV进线四回（增加两回预留接线），主变两台；110kV侧接线方式不变。

根据系统方案、《继电保护和安全自动装置技术规程》以及《国家电网公司输变电工程通用设计（110（66）～750kV智能化变电站部分2011年版）》，系统继电保护及安全自动装置配置如下：

2.2.1涡北工业园110kV变电站侧

1）本期本站为末端负荷站，暂不需配置110kV线路保护。

为了保证变电站的供电可靠性，应在本站配置一套110kV备用电源自投装置，可以实现110kV线路互投及分段自投方式。

110kV备自投装置接入过程层网络，所需SV、GOOSE（开关量及跳合闸）均用网络传输。

2）本站配置故障录波及网络记录分析一体化装置柜一面，故障录波及网络记录分析一体化装置应记录所有过程层GOOSE、SV网络报文、站控层MMS报文。

3）110kV涡北工业园～备用线路保护及其他

由于远景备用线路暂未设计，因此本站设计中不考虑该线路保护配置，仅在二次设备室预留线路保护及母差保护安装位置。

2.2.2220kV焦楼变电站侧（对侧变电站）

220kV焦楼变电站110kV侧为双母线接线，终期110kV出线间隔8个，目前有110kV出线间隔4个。

本期新建2个110kV涡北工业园间隔，为避免出线交叉，新建的两个间隔给化肥厂1、2线使用，原化肥厂1、2出线间隔给涡北工业园1、2线使用。

原110kV焦楼～化肥厂1、2线路焦楼变侧均已配置iPACS-11LN02P型微机距离零序保护，系统继电保护及安全自动装置配置如下：

1）焦楼变本期扩建2个110kV出线间隔，每个间隔配置一套微机距离零序保护。

采用2回线1面柜，共1面柜。

焦楼变原化肥厂1、2线路微机距离零序保护改用作涡北工业园1、2线保护。

本期新配置的保护用作化肥厂1、2线即可。

2）焦楼变侧110kV母线已配置了BP-2B型微机母线保护，本期扩建的2个110kV出线单元接入原母线保护中即可。

3）焦楼变侧现有的GDRL600型110kV线路故障录波器,按远景8回110kV线路容量考虑，目前还剩余4条线路的电流模拟量，因此，本期工程不需新增110kV线路故障录波器柜。

拟将本期扩建的2回出线接入原故障录波器。

2.3系统通信

2.3.1工程概况

涡北工业园110kV变电站为新建的无人值班智能化变电站，建成后隶属亳州地调调度管辖，需向地调传送调度自动化信息、调度电话、计算机、变电站图像监控信息，本设计将组织通道将上述信息传送至地调。

2.3.2系统通信现状

亳州地区电力光纤通信网已建成投运，网络结构为一个市区内光纤小环网和若干光纤支路构成，其中光纤环网含8个站点，为亳州地调—老供电公司—亳州县公司—亳州变—汤陵变—芍花变—220kV谯城变—薛阁变—亳州地调，光纤支路有亳州热电厂—亳州变、蒙城局—220kV蒙城变—望月变—220kV涡阳变—220kV谯城变、涡北变—城南变—涡阳变。

亳州地区光端机及PCM接入设备采用的是华为公司及杭州东方通信公司的两种设备，环网容量为SDH-622M2.5G,网管中心设于亳州地调。

与本工程相关的220kV焦楼变是已经建成的变电站，其系统通信和站内通信已建成，站内配置有1套GF155光通信设备。

2.3.3系统通信方案

根据系统一次方案，本期涡北工业园变新建2回线路至焦楼变；结合亳州地区电力通信“十二五”规划及地区通信网络现状，为满足涡北工业园变通道要求，拟在涡北工业园输变电工程中架设以下光缆：

本工程随新建线路架设1根长约11公里16芯OPGW光缆至焦楼变。

系统通信光缆路由图见附图4。

2.3.4通道组织

涡北工业园变通过焦楼变接入地区光纤通信网络，并沟通至亳州地调。

光纤通道：

涡北工业园变110kV16芯OPGW光缆焦楼变地区光纤环网亳州地调。

2.3.5站内通信设备配置

涡北工业园变配置1台SDH-155M光端机（内配1块155M光口板）；配置2台PCM终端用户接入设备，1台安装在本站，另1台安装在亳州地调；配置1台综合配线柜；不设通信专用的直流直流变换器，通信电源由站内交直流一体化电源统一考虑。

站内开列1部市话单机。

2.3.6站外通信设备配置

焦楼变新增1块155M光口板，用于涡北工业园变光传输设备的接入。

2.4系统远动及站内自动化

2.4.1调度管理方案

110kV涡北工业园变电站位于亳州市涡阳县北部，是淮北矿业（集团）有限公司在该地建设的企业自备用户变电站。

根据电网一次专业推荐的变电站接入系统方案，本期建设2台主变压器，容量分别为25MVA、50MVA，以2回110kV线路接入系统（220kV焦楼变电站），新建2回至220kV焦楼变110kV线路（长度约2×11km）。

根据工业园变的地理位置、使用性质、接入系统电压等级以及我省现行的《安徽省电力系统调度规程》，本变电站的110kV母线及断路器应隶属于亳州供电公司调度管辖，主变和10kV部分由用户自行管理。

因此，本变电站应向亳州供电公司调度所发送变电站110kV部分运行的自动化实时信息。

2.4.2调度端电能量计量系统主站现状及本工程接入

由于本站为用户变电站性质，故电能量计量关口应设在馈电线路的电源侧，即对侧焦楼变电站的出线断路器作为工业园变和电网之间贸易结算的计量点。

贸易结算电能表配置主、副表各一块，精度0.2S级。

工业园变共有2回110kV进线，考虑在110kV进线上各安装受电电量校核表一块，精度同样为0.2S级。

工业园变远动信息和电能量数据接入亳州地调调度自动化系统，需要对亳州地调原有设备进行扩充和调试，适当开列调度配合费。

2.4.3微机五防系统

根据《国家电网公司标准化建设成果（通用设计、通用设备）应用目录》的文件精神，本站配置独立的微机五防系统。

2.4.4本工程系统远动及站内自动化设计方案

1）本设计远动及站内自动化方案满足国家电网基建[2011]58号文件《国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定》。

2）本站按智能变电站设计，配置站内自动化系统。

全站统一建模，统一组网，信息共享，通信规约统一采用DLT860通信标准，实现站控层、间隔层、过程层二次设备互操作。

变电站内信息具有共享性和唯一性，保护故障信息、远动信息不重复采集。

3）本站站控层、间隔层网络均采用双星型以太网络，在保护直采直跳基础上，过程层组双星型以太网，SV与GOOSE报文共网传输。

10kV电压等级不配置独立的过程层网络，GOOSE报文通过站控层网络传输。

4）不配置独立的主变测控，功能纳入主变后备保护测控一体化装置中实现。

配置独立的分段测控装置和110kV线路测控装置。

5）配置故障录波及网络记录分析一体化装置一套。

6）站内后台与“一体化信息平台”功能合一，一体化信息平台从站控层网络直接采集SCADA数据、保护信息等数据，直接采集电能量、故障录波、设备状态监测等各类数据，作为变电站的统一数据基础平台。

站内辅助控制系统前置处理单元与站内自动化系统与通过串口通信。

7）远动信息直接传送至地调，以满足调度自动化信息“直采直送”的原则。

远动信息的内容按照部颁《地区电网调度自动化设计技术规程》（DLT5002-2005）的规定，同时应考虑地区调度中心对变电站的监控要求。

8）本站至地调（或集控站）的远动通道为常规点对点通道。

远动通道的具体设计由通信专业统一组织。

9）电能量数据的传送考虑以网络方式为主用，电话线路拨号方式为备用。

10）本站自动化系统不单独配置逆变电源模块，由全站交、直流一体化电源系统统一实现。

11）全站配置一套时间同步系统，单组一面屏。

主时钟应双重化配置，支持北斗系统和GPS系统单向标准授时信号，优先采用北斗系统，时钟同步精度和守时精度满足站内所有设备的对时精度要求。

站控层设备采用SNTP网络对时方式。

间隔层设备采用IRIG-B、1pps对时方式。

2.4.5对侧变电站

本期工程焦楼变变侧新扩建2个110kV出线间隔，远动及站内自动化系统需增容，本期扩建工程需增加2台110kV线路测控装置，2台装置同组1面屏。

此外由于焦楼变是本工程接入系统的贸易结算计量点，还需安装用于计量用的电能表（主、副表配置），电能量数据接入焦楼变电站已有的电能量采集处理装置中。

3变电站站址选择及工程设想

3.1站址条件

3.1.1站址选择过程

涡北工业园110kV变电站工程为一新建工程，受淮北矿业股份有限公司涡北选煤厂的委托，我公司组织有关专业人员，于2011年7月和涡北选煤厂相关人员一道进行了选址工作。

3.1.2站址区域概况

3.1.2.1站址位置

站址坐落于涡北选煤厂厂区东南角，紧靠至涡永公路的公路边，交通便利,进出线方便。

3.1.2.2站址地理状况

站址所处地貌单元属淮北堆积平原，地貌类型单一，其微地貌类型为河间平地。

勘察期间场地局部有少量堆土，站址处及附近地面高程在29.74-31.71m。

本报告高程系统为1956年黄海高程系。

图3.1.2.2涡北工业园110kV变电站站址

3.1.2.3站址土地使用情况

站址位于涡北选煤厂厂区规划内，土地均属涡北选煤厂厂区规划范围。

3.1.2.4交通情况

站址位于至涡永公路的路边，交通条件便利。

3.1.2.5与城乡规划的关系

根椐涡阳县建设局城市规划局的证明，同意站址位置及进出线走向。

3.1.2.6矿产资源

根据调查了解，因站址