110KV变电站扩建工程可行性研究报告Word格式.docx

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1.6主要设计原则

满足设计范围和可行性研究阶段设计内容深度要求。

贯彻国家有关建设方针、政策、力争使供电可靠安全，能够节约能源、降低消耗、降低造价、运行可靠安全。

贯彻国网公司建设“三通一标”变电站的原则。

结合节能、环保要求，采用先进的设计理念，电气设备选型贯彻安全可靠，技术进步和节约的原则，注意小型化、无油化、免维护和少维护，要适合于无人或少人值班的运行条件，选用可靠、经济、高效、节能、低污染的国产定型产品。

1.7、参考资料

1）国家电网公司输变工程通用设计110（66）~500KV变电站分册。

2）国家电网公司输变电工程可行性研究深度规定。

3）110KV变电站现有资料。

1.8工程建设的必要性

1.8.1制约地区经济发展

按照临夏州人民政府提出“强基础、抓教育、兴商贸、育产业、保民生、促和谐”的发展思路和“依托藏区大市场，融入兰州都市圈”的发展规划，某县充分利用了国家西部地区、民族地区经济扶持政策和投资力度不断加大的有力时机，多渠道招商引资，促进地方经济快速发展，使该地区用电负荷迅速增长。

110KV变电站主供某县负荷，现有主变容量31.5MVA。

目前某县现有负荷达36.47MW，使110KV变电站供电能力严重不足，存在主变载它运行和用户限电现象，工序矛盾十分突出，并由此严重制约了地区经济的快速发展。

因此110KV变电站的扩建对带动该地区产业结构升级，促进区域经济发展将提供有力的电力保障。

1.8.2负荷发展的需要

根据临夏电力有限责任公司提供的资料，110KV变电站负荷统计见表1-2。

用电单位

最大负荷（MW）

供电方式

备注

35KV吹麻滩变电站

5.0

35KV

已投运

35KV大河家变电站

4.5

35KV安集变电站

2.2

35KV铺川变电站

5.8

35KV居集变电站

3.0

已投运已投运

6

某县城负荷

3.6

10

7

兴隆铁合金厂

6.3

8

铁合金厂

12.5

小计

42.9x0.85=36.47MW（同时率按0.85考虑）

二

2011年已申请报装急需供电的负荷：

20x0.6=12MW（同时率按0.6考虑）

电力投资公司

4.0

10KV

厂用电源

35KV关家川变电站

10.0

‘十二五“规划项目

一级电站

施工用电

花苑小区等建设项目施工用电负荷

2.0

36.47+12=48.47MW（截止2011年底）

三

2012~2015年预计新增负荷：

16.2x0.4=6.48（同时率按0.4考虑）

滨河花苑小区

2.7-2.0=0.7

已开工建设，2013年建成投运

鸿瑞馨苑住宅小区

1.5

广场住宅小区、某县财源商住楼

已开工建设，2014年建成投运

某县三联物流园区

2.5

已征地项目进入前期论证阶段

某县商贸还曾、通达住宅小区、滨河嘉园小区建设

1.8

自然增长负荷

自然增长率按3%考虑

合计

48.47+6.48=54.95MW（截止2015年底）

1-2可知2011年新增负荷约为12MW，110KV变电站截止2011年底负荷约为58.47MW，2015年底负荷约为54.95MW.

目前110KV变电站35KV单母线运行，已建成投运35KV间隔4个，根据“十二五”规划，拟建的35KV关家川变电站将从**变电站出线。

为避免负荷流失，提升公司经济效益，增加售电量及该地区新增负荷的供电要求，急需对110KV变电站进行扩建。

1.8.3、供电可靠性

目前主供某县的110KV变电站仅一台31.5MVA主变供电，现有1台主变不满足N-1运行要求。

目前现有主变已超过载现象，变电站已出线限电现象，使得该变电站供电可靠性和抗事故能力极差，一旦现有主变因故跳闸，并因此对供电企业形象将造成不良影响。

为提高电网安全稳定运行水平提高供电企业形象，急需对110KV变电站进行扩建。

1.8.4、结论

综上述，110KV变电站扩建工程实施后，不但能提高地区供电可靠性和供电质量，而且能解决某县急需增的用电负荷及周边地区的供电问题，并解决了目前**地区电力供需矛盾十分突出的局面，对地区经济发展提供了可靠的电力保障，因此110KV变电站扩建工程师十分必要也是迫在眉睫的。

2、电力系统

2．1电力系统概况

2.1.1、临夏电网现状

临夏电网由临广网、古临网和炳积网三部分组成，三网的电源支撑点分别是330KV临洮变、盐锅峡水电厂（经110KV古城变）和炳灵水电站。

主网架最高电压等级为110KV，网内共有110Kv变电站8座，输电线路13条，长362.89公里；

35KV变电站47座，线路64条，长809公里；

10KV线路35条，长528.93公里。

截止2010年，临夏电网日最大负荷245MW，日最大供电量473.12万千瓦时，已完成售电量9.08亿千瓦时，同比增幅3.75%。

根据2010年下半年电网运行方式，本次扩建110KV变电站隶属于炳积网。

炳积网：

炳积网以黄河炳灵电站为电源支撑点，通过黄河炳灵水电站1111炳积线代**变，承担着临夏市部分地区、临夏县、某县的供电任务。

2.1.2、临夏电网发展

临夏电网的发展主要是根据负荷增长的需要对现有网架进行完善，以增强供电能力，提高供电可靠性。

其主要建设项目如下：

为了解决临夏110KV电网中存在的“T”接线路较多，保护配置困难，部分变电站主变不能长期并列运行等问题，同时保证临夏电网中负荷发展的供电需要，在临夏黄泥湾附近新建330KV黄泥湾变。

其建设规模：

主变最终3x360MVA，本期2x360MVA，电压等级330/110/35KV。

330KV黄泥湾变建成后，临夏110KV黄泥湾电网将形成以330KV黄泥湾变为中心的辐射型电网。

110KV临夏变于1975年投运，部分设备老化严重，存在安全隐患，将对110KV临夏变进行改造。

康乐县目前由110KV广河变主供，35KV供电线路较长，为了提高康乐县的供电质量。

环节110KV广河变的供电能力，在康乐县新建110KV韩集变为其供电。

为满足东乡县祁家周边新增负荷的供电需求、环节东乡变供电压力，将新建110KV祁家变。

2.2、某县电网系统接线

2.2.1、某县电网现状

目前某县有1座110KV变电站为**变电站（31.5MVA），35KV变电站5座分别为：

大家河变（2.5+31.5MVA），安集变（2+2MVA）、吹麻滩变（5+1.6MVA）、铺川变（2x3.15MVA），居集变（4+1.6MVA），35KV水电站一座为大河家变（2x3MVA）。

2.2.2、某县电网发展

依据**电网“十二五”规划，在某县建设35KV关家川变电站1座（2x5MVA），接入110KV变电站。

2.3、接入系统方案

2.3.1．110KV接线

本次为扩建工程，110KV系统接线维持现状不做调整，即2回进线分别为：

积西线（**变~西川变）、积炳线（**~炳灵水电站）。

目前110KV变正常运行方式由1111炳积线供110KVⅠ、Ⅱ段母线。

而且**变作为枢纽变电站由1112积西线供西川变110KVⅠ、Ⅱ段母线。

截止2013年**变负荷约为50MW，西川变负荷约为43MW，1111炳积线最大输送容量的需求。

2013年330KV黄泥湾已建成投运，届时西川变可由黄泥湾变主供。

因此1111炳积线线路不需改造，维持现状。

2.3.2、35KV接线

现有4回35KV出线分别至大河家变1回、吹麻滩1回、安集变1回、铺川1回。

2.3.3、10KV接线

现有4回10KV出线分别为积环一线、积环二线、积安线、积寨线、本次扩建4回线。

规划方向为某县城区域。

2.4、主变容量的选择

目前110KV变电站现有负荷36.47MW，截止2011年底负荷约为48.47MW，2015年底负荷约为54.95MW。

110KV变电力平衡表

项目

现状

2011年

2015年

一、最大供电容量（MVA）

38.4

51.02

57.84

二、最大用电负荷

36.47

48.47

54.95

现有负荷

2011年新增负荷

12

2012~2015新增负荷

6.48

二、**变容量

31.5

31.5+50

四、容载比

0.82

1.6

1.41

从**变电力平衡可以看出，如果负荷按照预期发展扩建主变容量选择50MVA较为适宜，既能解决近期负荷需求，也能满足元气的负荷发展。

2.5、二次系统

2.5.1、系统继电保护

2.5.1.1、110KV线路保护

**变的110KV两回出线在一期工程中，已经配置了RCS-941A微机线路保护柜。

2.5.1.21100KV母线保护

**变的100KV母线在一期工程中已按最终规模配置了一面微机母差保护柜，故本期扩建工程只需将1#主变110KV进线间隔接入备用通道即可。

2.5.1.3故障录波

**的110KV系统在一期工程中已按终期规模配置了一面微机故障录波柜，故本期扩建工程只需将1#主变110KV进线间隔接入备用通道即可。

2.5.1.4备用投

在**变35/10KV侧均配置一套微机备用电源自动接入装置。

该微机型备用投装置可自动识别系统现运行方式，确定系统现运行方式后，自动选择备用投方案。

实现当主供线由于故障停运时，备用电源自动投入装置动作投入备供线。

2.6调度通信系统方案

110KV变系统通信部分在一期工程中已经完善，本次扩建不考虑系统通信部分。

2.7系统自动化

2.7.1运动系统方案

110KV变系统运动在一期工程中已经完善，本次扩建只需将扩建间隔接入一期系统中即可。

2.7.2运动信息配置

1）运动信息配置原则

运动信息采集考虑其完整性和实时性的要求

运动信息采集要满足调度管理以及经济核算的需要

2）运动信息配置内容

（1）用于EMS的遥测信息：

1#主变高、中、低压侧有功功率、无功功率和电流。

35KV新上线路有功功率、无功功率、有功电能量和电流。

35KVⅠ段母线电压

35KV分段断路器电流

10KV新上线路有功功率和电流

10KVⅠ段母线电压

10KV线上Ⅰ段无功补偿装置的无功功率

（2）用于计量系统的数据

35KV新上线路有功电能量数据

四象限无功电能量数据

（3）遥信

新上断路器位置信号

新上隔离开关位置信号

35KV新上线路主要保护动作信号

35KV新上断路器重合闸动作信号

1#主变中性点接地隔离开关位置信号

1#主变保护动作信号

1#主变本体保护动作信号

1#主变三侧后备保护动作信号

1#主变调压分接开关位置信号

新上各断路器控制回路断线信号

新上各断路器操作机构故障和异常信号

（4）遥控

新上断路器的分、合闸操作

1#主变中性点隔离开关的分合操作

（5）遥调

1#主变档位的调节

2.7.3计量系统

1）表计的位置

本次扩建新上1#主变三侧及10KV出线间隔计量表计精度均按0.5S级配置。

2）电能量远方终端

站内一期工程中在电度表屏已配置了1套电能量远方终端，本次扩建间隔接入一期系统中即可。

3）对CT、PT的要求

配置计量专用的电压、电流互感器二次绕组。

电能计量专用电流互感器二次绕组及其回路不得接入与电能计量无关的设备。

电子互感器绕组的精度为0.2S级，常规的电压互感器计量绕组精度为0.2级，电流互感器精度为0.2S级。

3．变电站电气部分

3．1变电站现状

3.1.1电气主接线

本变电站电压等级为110V/35Kv/10KV,主变规模为31.5MVA；

110KV单母线分段接线，35KV、10KV均采用单母线接线，10KV单母线上接电容器，35KV中性点接消弧线圈。

3.1.2变电站布置形式

本次在站内的改造时在一期规划完成的基础上进行的。

本变电站采用户外中型布置，110KV出线2回，预留2回；

35KV出线4回，预留2回；

10KV出线4回，预留4回。

站区西南区域为110KV配电装置，紧挨110KV配电装置北侧为主变区域，主变以北为10KV配电装置，主控室及辅助厂房，主变以西为无功补偿装置区域。

进站道路以东为35KV配置装置。

3.1.3电气二次

变电站现有综合自动化系统为南瑞继保公司产品，变电站先运行的二次设备见下表：

设备或间隔名称

型号

单位

数量

2#主变保护屏

RCS-9671B

面

110KV线路保护测控屏

RCS-941

35KV线路保护屏

RCS-9612B

低频低压解列屏

DSW-300

公用测控屏

RCS-9794

电度表屏

运动屏

RCS-9698D

故障录波屏

SH2000

消弧线圈自动控制屏

小电流屏

HY-ML2000

直流屏

所用屏

110KV母线保护屏

RCS-915AB

3.2扩建后电气一次部分

3.2.1电气主接线

本工程为扩建工程，电气主接线将根据前期规划而确定。

本变电站电压等级为110KV/35KV/10Kv/，主变规模为（31.5+50）MVA；

110KV、35KV、10KV均采为单母线分段接线，10KV母线上接电容器，35KV中性点接消弧线圈。

3.2.2变电站扩建后设备校核

本次110KV变电站扩建后，新上1台主变容量为50MVA。

现需对站内各个电压等级设备及导体进行校验。

3．2.2110KV部分

现有110KV设备及导体参数如下：

断路器为LW30-126，额定电流1250A，开断电流40KA；

隔离开关为GW4-126ⅡD,额定电流1250A；

电流互感器为LVB-110W3,变比700/5A（积炳线）、600/5A（积西线）2x500/5A（母联），准确级0.2S/0.5/10P20/10P20/10P20;

进线间隔引流线为JL/G1A-300/25,母线为JL/G1A-400/25。

经校核现有110KV设备及导体均满足扩建后的要求。

3.2.2.235KV部分

现有35KV设备及导体参数如下：

断路器为ZW63，额定电流2500A（主变进线）、1250（其余间隔），开断电流25KA；

隔离开关为GW4-35ⅠD，额定电流1250A（主变进线及母联），630A（出线）；

母线为JL/G1A-300/25。

经校核现有35KV设备均满足扩建后的要求，母线不满足扩建后的要求本次需要改造。

3.2.310KV部分

现有10KV设备开关内断路器为ZN7-35，额定电流2500A（主变进线）、630A（出线）、开断电流25KA，经校核现有10KV设备均满足扩建后的要求。

3.2.3扩建内容

1）新上变压器1台，容量50MVA。

2）新上主变三侧110/35/10KV进线间隔各1回

3）新上35KVPT避雷器间隔1回、完善母联间隔。

4）经校验将现有35KV母线JL/G1A-300/25,更换为JL/G1A-500/45.

5）新上10KV出线间隔4回、电容器间隔2回、PT避雷器间隔1回、完善母联间隔。

6）新上10KV电容器2组，每组容量3600Kvar.

3.2．4主要电气一次设备选择

3.2.4.1环境条件

110KV变所处海拔高度为2338m，本次扩建工程设备外绝缘水平按照海拔2500m校正。

站址依据**省电力公司2007版《**省污区分部图集》，处于零级污秽区，参照GB/1643-1996《高压架空线路和发电厂、变电站环境污秽区分级及外绝缘选择标准》综合目前该地区域硅铁厂的运行状况等各方面因素，本变电站污秽等级按D级污秽区域考虑。

3.2.4.2系统概况

（1）系统标称电压：

110KV，35KV，10KV

（2）系统最高运行电压：

126KV，40.5KV，12KV

（3）系统额定频率：

50Hz

（4）系统中性点接地方式：

110KV系统：

直接接地

35KV系统：

不直接接地

10KV系统：

不接地

3.2．4.3短路电流计算

1）系统阻挠

使用年限至2020年，基准容量SJ=100MVA，基准电压UJ=115KV，系统归算阻挠值由**省电力设计院提供。

2）主变压器参数

型号：

SSZ11-50000/110（SSZ10-31500/110）

容量：

50MVA（31.5MVA）

容量比：

100/100/100

额定电压：

110+8x1.25%/38.5+2x2.5%/11KV

接线组别：

YN，Ynod11

抗阻电压:

UK1-11%=10.5;

UK1-11%=10.5

3）接线方式

短路电流按变电站装设50+31.5MVA变压器计算，两台主变并列运行考虑。

4）计算原理

5）短路电流计算结果

短路电流计算结果表（主变并列运行）

短路点编号

短路位置

短路点平均电压

短路点基准电流

三相短路I

全电流

冲击电流

单相短路I

最大短路容量

d1

110KV母线

115

0.502

6.452

9.807

16.453

6.623

1319

d2

35KV母线

37

1.56

7.55

11.476

19.253

--

484

d3

10KV母线

10.5

5.50

18.801

25.587

47.943

342

由于短路电流计算结果表知，110KV母线发生单相短路时，短路电流最大，所以110KV设备以单相短路电流为基础进行选择与校验，35KV、10KV设备以三相短路电流为基础进行设备选择与校验。

根据以上参数设备均可在常规设备中选取。

3.2.4.4过电压保护及绝缘配合

1）110KV配电装置的过电压保护及绝缘配合

（1）110KV配电装置的过电压保护

现有110KV母线装设氧化锌避雷器，满足过电压保护要求。

（2）110KV配电装置的绝缘配合

a、110KV设备外绝缘爬电距离

110KV设备外绝缘爬电距离L（cm）按下式计算：

L≥ΛkdUm=2.5KdUm=315Kd

λ-爬电比距，2.5cm/kv；

（D级污秽）

L-电气设备户外电磁绝缘的集合爬电距离，cm；

Kd-电气设备户外电磁绝缘爬电距离增大系数

Kd与瓷件平均直径Dm有关，对于不同的Dm采用如下的爬电距离增大系数：

Dm＞300mmKd=1.0

300mm≤Dm≤500mmKd=1.1

Dm＞500mmKd=1.2

b、110KV设备的额定绝缘水平

标准电压

设备类型

雷电冲击耐受电压

工频Lmin耐受电压

相对地

相间

断口

断路器

隔离开关

110

126

变压器

450/480

-

185/200

开关

450/550

520/630

200/230

225/265

C、本变电站110KV设备修正绝缘水平（按海拔2500米修正）

本变电站110KV设备的修正绝缘水平（KV）

530/565

218/235

530/647

612/741

235/270

265/312

（3）本变电所110KV户外绝缘子片数（按海拔2500米校正）

户外绝缘子片数修正公式为：

NH=N{1=0.1（H-1）}

式中：

NH-高海拔地区绝缘子数量，单位片

N-海拔高度为1000米以下地区的绝缘子片数，（110KV配电装置海拔1000米以下绝缘子片数为7片）

H-海拔高度为1000米以下地区的绝缘子片数，（110KV配电装置海拔1000米以下绝缘子片数为7片）

H-海拔高度（KM）

根据以上方法修正得出：

110KV悬垂耐张绝缘子片数8片

110KV耐张绝缘子串片数：

9片

2）35KV配电装置的过电压保护及绝缘配合

（1）35KV配电装置的过电压保护

本次扩建35KVI段母线上装设一组氧化锌避雷器。

35KV配电装置装设的金属氧化物避雷器参数。

35KV系统氧化锌避雷器的保护水平（KV）

额定电压

持续运行电压

8/20us、10ka下雷电残压

30/60us、2KA下操作残压

51

40.8

134

114

（2）35KV配电装置的绝缘配合

a、35KV设备的外绝缘爬电距离

35KV设备外绝缘爬电距离L（c