220kV输变电建设项目可行性研究报告.docx

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220kV输变电建设项目可行性研究报告

220kV输变电建设项目可行性研究报告

1、工程概述

1.1设计依据

1）某水泥有限公司的可行性研究报告设计委托；

2）某水泥有限公司提供的负荷资料及其他资料；

3）某市某供电局《某供电局“十一五”电网发展规划》。

4）报告执行的技术依据如下：

该项目主要参考国家电网计[2003]249号关于颁发《220kV输变电项目可行性研究内容深度规定》的通知，并遵循以下规程、规范：

《35～110kV变电站设计技术规范》（GB50059-92）

《变电站总平面设计技术规程》（DL/T5056-1996）

《高压输变电设备的绝缘配合使用原则》（GB311.7-88）

《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50053-94）

《电力装置的电测量仪表装置设计规范》（GBJ63-90）

《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）

《工业与民用电力装置的接地设计规范》（GBJ65-83）

《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）

《地区电网数据与监控系统通用技术条件》（GB/T13730-92）

《远动终端通用技术条件》（GB/T13729-92）

《地区电网电调自动化设计技术规范》（DL5002-91）

《高压开关设备通用技术条件》（GB11022）

《工业企业照明设计标准》（GB50034-92）

《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）

《电气通用图形符号》（GB4728）

《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549-93）

《交流电气装置的过电流保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）

《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997）

《电力变压器》（IEC76）

《高压电缆选择导则》（IEC1059）

《高压交流断路器》（IEC56）

《额定电压1kV以上52kV以下的交流金属封闭开关设备和控制设备》（IEC298）

《远动设备及系统—工作条件》（IEC870-2-1）

《远动设备及系统—性能要求》（IEC870-4）

《3～35kV交流金属封闭开关设备》（GB3906）

《电力设备接地设计技术规范》（SDJ8-79）

《额定电压35kV以下铜芯、铝芯塑料绝缘电力电缆》（GB12706）

《低压配电设计规范》（GB50054-95）

《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-96）

《变电站总布置设计技术规程》（DL/T5056-1996）

《电力设施抗震设计规范》（GB50260-96）

《变电站建筑结构设计技术规定》（NDGJ96-92）

《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229-96）

《电力设备典型消防规程》（DL5027-93）

《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）

《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）

《火灾自动报警系统施工验收规范》（GB50166-92）

《城市区域环境噪声标准》（GB3096）

《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87）

《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）

《污水综合排放标准》（GB8978-88）

《厂矿道路设计规范》（TJ22）

《110~500kV架空送电线路设计技术规程》（DL/T5092-1999）

《电网建设项目经济评价暂行办法》

《国家电网公司输变电典型设计110kV变电站分册》

1.2工程概况及建设必要性

某水泥有限公司（以下简称“某工厂”）是由拉法基在中国的水泥业务与瑞安建业有限公司合并而成的合资企业，由拉法基集团管理。

该厂位于某某区红炉镇龙井口村龙洋坪社，距某市20km，距某市90km。

某工厂项目总投资65758.67万元，生产规模为日产熟料4600吨，年产熟料159.51万吨，年产水泥252.66万吨。

生产及辅助设备总装机容量42510kW，计算有功功率30830kW，年总耗电量2.52×109kWh，年余热发电量5.76×107kWh。

某工厂采用先进水平的新型干法旋窑熟料水泥生产线，符合“控制总量，调整结构，提高质量，保护环境”的产业政策，并能充分利用当地的自然资源、良好的市场环境。

通过分析计算，具有重大的社会、经济效益。

为满足某工厂的用电需求，拟建的110kV拉法基输变电工程是非常必要的。

1.3设计原则

按常规变电站设计，兼顾供电可靠性和投资造价，同时注意保护环境。

1.4设计范围

本设计包括某工厂总降站接入系统方案、总降站建设方案，电源线路路径、线路技术方案，以及工程投资估算。

2、电力系统一次部分

2.1电网概况

2.1.1某电网概况

某电网的供电范围包括某区、荣昌县、双桥区、大足县全境,以及铜梁县和江津市的部分边缘地区，供电面积四千平方公里。

某地区地处某西部，近年来地方经济持续稳定发展，“十五”期间一直保持着逐年增长的趋势，供区内国内生产总值由2000年的132.01亿元上升到2005年的248.46亿元，年平均增长率为13.48％，2005年达到了17.35％高增长水平。

某区境内有500kV板桥变电站一座，位于某区板桥镇凉风垭村，是川电东送通道的重要枢纽变电站之一，某电网500kV日字网环的重要组成部分，某西部的重要电源支撑点，为某电网的供电能力提供坚强的保证。

某电网供区内有35~220kV变电站25座，变电容量1717.45MVA，属某供电局管理。

其中220kV变电站三座，变电容量840MVA，220kV线路17条，线路长度为348.05km；110kV变电站十一座，变电容量750.5MVA，110kV线路27条，线路长度为374.97km；35kV变电站12座，变电容量126.95MVA，35kV线路24条，线路长度为261.96km；10kV开闭所七座；辖区内并网电厂五座；直属供电客户371872户，配网一次装接容量924MVA。

某电网主电源由220kV来苏站、邮亭站、茶店站提供。

来苏站220kV线路8回，主变容量两台120MVA；邮亭站220kV线路5回，主变容量两台120MVA；茶店站220kV线路4回，主变容量两台180MVA。

辖区内并网电厂有某电厂、永荣电厂、建荣电厂、荣昌电厂、长河电厂，总装机容量（386.5MW）。

其中，永荣电厂、长河电厂为自备电厂。

某电厂位于某区松溉镇，装机容量270MW，经来苏站并网。

110kV双凤站、汇龙站、胜利站、某站、草坪站、供某区片区负荷；110kV双河站、桑树坡站、仁义站供荣昌县片区负荷；110kV车城站供双桥区片区负荷；110kV龙水站、马家坡站供大足县片区负荷。

各变电站负荷情况详见表2.1。

表2.1某电网变电站2007年负荷情况表

电压等级

变电站

现有规模（MVA）

终期规模（MVA）

最高负荷（MW）

容载比

220kV

来苏站

240

240

181.1

1.33

邮亭站

240

240

159.98

1.50

茶店站

360

360

104.94

3.43

110kV

某站

100

100

83.1

1.20

汇龙站

100

150

31.85

3.14

胜利站

100

100

38

2.63

双凤站

71.5

80

50.07

1.43

草坪站

100

100

9.7

10.31　

大足站

80

80

48.9

1.64

龙水站

80

80

42.3

1.89

马家坡站

63

63

47

1.34

双河站

63

63

25.2

2.50

桑树坡站

63

63

38.3

1.64

仁义站

31.5

63

16.53

1.91

35kV

南郊站

16

16

16.02

1.00

松林坡站

6.3

12.6

4

1.58

临江站

8

16

5.4

1.48

隆济站

14.3

16

9.13

1.57

陈食站

5

10

3.56

1.40

新联站

20

20

11.93

1.68

安富站

12.6

12.6

6.42

1.96

盘龙站

12.6

12.6

6.85

1.84

河包站

5

10

2.2

2.27

观胜站

8

16

4.48

1.79

西湖站

12.6

12.6

7.23

1.74

2.1.2某西南片区电网概况

某工厂位于某西南片区，厂址在红炉镇龙井村龙洋坪社，距离某约20km，该片区的电源为220kV来苏变电站。

片区电网地理接线图如下：

220kV来苏变电站通过苏邮西、苏邮东线与邮亭变电站联络，进而从500kV板桥变电站取得电源，通过苏黄北、苏黄南线与220kV黄荆堡变电站联络，同时某电厂通过该站上网，是某220kV系统的重要节点。

目前该站有主变2台/120MVA，2007年最高负荷181.1MW，相应的容载比为1.33。

220kV配电装置采用双母线带旁路接线，110kV配电装置采用双母线带旁路接线，10kV配电装置采用单母线分段接线。

110kV出线间隔8回，目前已利用6回，预留2回，预留间隔已作规划，将用于110kV梧桐变电站的电源。

2.2负荷统计及电力平衡

2.2.1负荷统计

某工厂建成投产后，其负荷情况统计如下：

总装机容量：

42510kW

计算有功功率：

30830kW

平均需要系数：

0.72

自然功率因数：

0.75

补偿后功率因数：

0.95

2.2.2电力平衡

随着社会经济的发展，用电负荷快速增长，某电网220kV系统容载比偏低，供电压力较大，其中220KV来苏站、邮亭站、车城站容载比均低于规划导则的要求。

2010年某供电局负荷平衡情况如下表：

表2.2某供电局2010年负荷平衡情况表

某片区

站名

某站

双凤站

草坪站

胜利站

汇龙站

大安站

松既站

南郊站

红炉站

小计

容量（MVA）

100

71.5

100

100

100

31.5

50

50

63

666

负荷（MW）

61

35

34

42

45

28

27

29

15

316

容载比

1.64

2.04

2.94

2.38

2.22

1.13

1.85

1.72

4.20

2.11

双桥片区

站名

车城站

龙水站

马家坡站

天星站

万古站

城南站

小计

容量（MVA）

80

80

63

31.5

31.5

50

336

负荷（MW）

50

54

49

25

24

20

222.0

容载比

1.60

1.48

1.29

1.26

1.31

2.50

1.51

荣昌片区

站名

桑树坡站

仁义站

双河站

梧桐站

武城站

小计

容量（MVA）

63

63

63

50

100

339

负荷（MW）

44

31

26

35

23

159

容载比

1.43

2.03

2.42

1.43

4.35

2.13

220KV系统

站名

来苏站

邮亭站

茶店站

车城站

荣昌站

电压等级

220千伏

110千伏

容量（MVA）

240

240

360

180

容量

1020

1341

负荷（MW）

161

184

205

147

负荷

669.5

669.5

容载比

1.49

1.30

1.76

1.22

容载比

1.52

2.00

来苏变电站负荷预测如下表：

表2.3来苏变电站负荷预测表

来苏变电站

容量（MVA）

负荷（MW）

容载比

2007

240

181

1.33

2008

240

163

1.47

2009

240

135

1.78

2010

240

161

1.49

十一五期间，虽然某电网的负荷不断增长，但因系统运行方式的调整，来苏站的容载比反而有所升高。

由此可见，通过运行方式调整，可使来苏变电站获得较大的容量裕度。

正常运行方式下，来苏变电站供给110kV双河站和双凤站；特殊运行方式下，除双河站和双凤站外，还包括110kV某站、汇龙站和胜利站的一部分负荷，负荷较重。

预计随着220kV茶店变电站送出工程的实施，某站、汇龙站和胜利站均由茶店变电站直接供电，负荷转移至来苏变电站的几率降低，来苏变电站供电压力将得到减轻，具有供给某工厂的能力。

2.3接入系统方案

各电压等级的输送能力和合理输送范围为：

35kV电网输送容量2～15MW，110kV电网输送容量10～50MW，220kV电网输送容量100～500MW。

因此，为满足某工厂的用电需求，并合理利用电网资源，其总降站应接入110kV电网。

结合某电网现状，可以考虑如下接入系统方案：

从220kV来苏站、邮亭站或茶店站接入系统，或者由110kV变电站转供。

从220kV来苏站接入：

通过运行方式调整，可提高来苏站的供电能力，线路长度约10km，需扩建电源间隔。

从220kV邮亭站接入：

目前邮亭站容载比过低，供电能力不足，线路长度约15km，需扩建电源间隔。

从220kV茶店站接入：

有供电能力，线路长度约25km，且线路经过某城区，存在大量交叉跨越。

由110kV变电站转供：

受限于现有线路的输送容量，并且存在功率迂回。

综合考虑电源点供电能力、线路长度和交叉跨越、某工厂对供电可靠性的要求等情况，确定110kV拉法基总降站接入系统方案为：

以双回线路接入220kV来苏变电站。

2.4余热发电机接入

根据拉法基某工厂具体的生产情况，在生产过程中有余热可以利用。

某工厂根据余热量，拟建的自备热电站装机容量7.5MW。

由于拉法基某工厂负荷电压等级为10kV，故余热发电机的接入采用10kV电压等级，并网点设在总降站10kV母线。

余热发电机只向厂内10kV负荷供电，在厂内实现出力与负荷平衡。

本报告只考虑余热发电机接入所需的10kV开关柜，余热发电系统设计施工由某工厂完成。

2.5电气计算

根据拉法基提供的负荷资料，总装机容量42510kW，计算有功负荷30830kW，按补偿后功率因数0.95计算，电源线路总负荷潮流为32453kVA。

系统最大运行方式下，根据220kV来苏变电站110kV母线短路电流，经计算，拉法基输变电工程总降站110kV母线三相短路电流为9.9kA，随着系统建设和运行方式调整，短路参数将还有变化。

2.6设备选择

110kV设备按开断能力25kA选择。

10kV设备按开断能力31.5kA选择，余热发电机接入回路按40kA选择。

10kV并联电容器成套装置选择集合式并联电容器。

按经济电流密度计算，选择导线截面150mm2。

2.7电气主接线

110kV进线本期2回，终期2回，采用单母线接线。

10kV侧采用单母线接线。

2.8建设规模

根据负荷统计结果，选择1台容量为45MVA的变压器，本期建设1×45MVA，终期1×45MVA。

110kV侧进线本期2回，终期2回。

10kV侧出线本期8回，终期10回。

电气主接线见附图B08102K-A0101-01（电气主接线图）。

2.9无功补偿

根据从拉法基（技术服务有限公司）了解的情况，各生产车间的主要负荷为电机设备，其中大电机装设有无功就地补偿设备，其它电机未作补偿，无功负荷较大，一般按主变容量的30％补偿。

拟在主变低压侧配置无功补偿电容器4组，每组3000kVar。

2.10电力系统一次部分结论

110kV拉法基总降站以双回线路接入220kV来苏变电站，本期建设规模为1×45MVA，终期为1×45MVA，110kV进线2回，终期2回，采用单母线接线，10kV出线本期8回，终期10回，采用单母线接线。

110kV设备按开断能力25kA选择，10kV设备按开断能力31.5kA选择，余热发电机接入回路按40kA选择。

当前220kV来苏变电站具备供电能力，为减轻供电压力，远期应调整系统运行方式，转移负荷，或者考虑增容。

3、电力系统二次部分

图2-202010年朱沱变电站接入系统方案潮流图（丰小方式）

3.1系统保护

3.1.1一次系统概况

某工厂总降压站电源从220kV来苏变电站110kV母线接入，采用双回线路接到该站。

来苏变电站110kV接线为双母线带旁路接线方式；

某工厂总降压站主变压器终期为1×45MVA，本期为1×45MVA；110kV接线采用单母线接线，进线2回。

10kV采用单母线接线，出线10回；10kV电容器出线4回；10kV站用电源1回；主变低压侧配置无功补偿电容器4组，每组3000kVar。

3.1.2系统保护配置方案

本系统为中性点直接接地系统，针对继电保护的基本要求即可靠性、速动性、选择性和灵敏性的原则设置了如下几种保护：

110kV线路保护：

由于拉法基某工厂总降压站为负荷终端变电站，因此，本次仅在220kV来苏变电站110kV侧配置线路保护。

线路保护采用微机型保护，具有多段相间及接地距离保护、多段零序电流保护等；具备三相一次重合闸和低周低压解列等功能。

母线保护：

应完善220kV来苏变电站110kV母线差动保护的接入。

3.2安全自动装置

拉法基某工厂总降压站由于有自备发电厂，为保证系统的稳定运行，本期在来苏变电站110kV线路保护考虑配置低周低压解列功能。

3.3调度自动化系统

根据某电网调度机构职权划分原则，本期新建110kV拉法基某工厂总降压站属某供电局地调直接调度。

调度管辖范围内的远动信息应传送某地调，以满足调度对变电站运行状况实时监控的需要。

3.4电能量计量系统

按照《DL/T448-2000电能计量装置技术管理规程的规定》和根据《某市电力公司贸易结算用电能计量装置技术规范（试行）》的通知，110kV拉法基某工厂总降压站的计量属关口计量，其计量点设在电源侧（即220kV来苏变电站侧）计量。

为便于生产成本核算，本工程在变电站进线处装设计量装置，并考虑变电站内部计量，如有其他多种性质的用电，还应考虑分别计量。

计量用电流互感器与保护、测量用电流互感器二次绕组应各自独立，计量采用专用电压互感器和电流互感器绕组。

电能表按双配置，采用三相四线制多功能电能表，电能表精度应满足电能量计量的要求，并具有双RS485串口输出。

每条进线的如电压、电流、频率、功率因数、有功、无功，需量功率及其三种电能要传输到工厂PCS，来苏站电能数据要传输回某工厂。

电能量信息应接入某供电局的电能量管理系统。

4、通信部分

110kV拉法基变电站通信方案考虑双光纤通信方式，根据某局现有的光纤网络结构，在新建的110kV来苏－拉法基线路上架设两根12芯OPGW光缆，在拉法基总降站内增设SDHSTM-4622Mpit/t设备一台，采用1+1备份，PCM一台，综合配线柜一台，高频开关电源2×25A、200Ah一套，防雷柜10kVA/380V一台；在来苏站增加光方向板一块，光纤终端盒一个。

5、变电部分

5.1站址概况

5.1.1、站址选择

某工厂厂址已选定，在其总体规划中已预留总降站站址及其出线电缆隧道，且该站址具备建站条件，故站址唯一，预留土地大小约66×55m2。

5.1.2、站址区域概况

1）站址位于某市某区红炉镇龙井口村龙洋坪社。

2）站址位于山间空地，地势平坦，海拔高度约530m，站址区域内高差不超过3m，未种植农作物。

3）站址土地属当地村民所有，地区人均耕地0.92亩。

4）站址北侧约30m为大丰公路，目前路况良好。

厂区总体规划沿某工厂厂内运输公路进站，本设计不作更改，进站道路长度约200m。

5）站址远离城镇，无公共服务设施可供利用，但可以利用厂内相关设施。

6）站址附近无历史文物、不压覆矿产，无军事设施、机场、导航台、风景旅游区等设施。

5.1.3、站址的拆迁赔偿情况

站址范围内有民房一处，其余为撂荒土地，拆迁赔偿工作由某工厂负责，目前正在开展中。

5.1.4、进出线条件

本站终期建设110kV进线2回，从220kV来苏变电站引来，站址北面无生产设施和高山阻隔，可以进线。

来苏站在拉法基总降站东南方向，某工厂生产设施也位于总降站南面，处于进线路径上，因此，线路架设至某工厂厂区附近，需设法绕过生产设施、料场及原料传送带等。

本站终期建设10kV出线10回，电缆出线，电缆沟沿厂区内公路建设。

5.1.5、站址水文气象条件

1）某境内江河水库水位远低于站址标高，站址无洪水淹没危险。

总降站可利用某工厂排水设施，无内涝隐患。

2）气象条件

极端最高气温　　42.8℃

极端最低气温-3.1℃

年平均气温17.1℃

年平均气压976.9mbar

年平均降水量1141.8mm

小时最大降雨量62.1mm

一次最大降雨量214.8mm

日最大降雨量214.8mm

年平均风速1.6m/s（地面上10m）

最高风速18.7m/s（地面上10m）

主导风向北、西北

湿度83%

5.1.6、排水

某工厂设计有污水处理站，站内生活污、废水首先排入污水处理站，经处理后用于浇灌绿化、浇洒道路等。

5.1.7、给水水源

某工厂生产、生活及消防用水均取自关门山水库，拟在关门山水库边修建取水泵站，使用全自动给水设备由关门山水库取水加压供全厂用水，总降站用水可利用该供水系统。

5.1.8、站址工程地质

地勘资料表明，站址区域土壤覆层厚度0.17～3.65m，基岩顶面标高527.35～530.83m，无不良地质现象，区域地震烈度Ⅵ度，为可进行建设一般地段。

持力层选择基岩中等风化带，基础型式建议为柱下独立基础。

5.1.9、土石方情况

站址场地较平坦，土方可就地平衡。

5.1.10、大件运输

总降站主变压器带油总重约66t，沿途道路桥梁承重满足大件运输要求。

5.1.11、站址环境及变电站防污

目前，站址周边无大的污染源，主要污染来自投产后的某工厂。

水泥生产对环境产生的污染有粉尘、废气、废水和噪声四个方面，水泥生产中所排放的粉尘包括原燃料粉尘、熟料粉尘、水泥粉尘等，废气包含一定含量的SO2和NO2，厂区工业用水基本上是闭路循环使用，循环率达90%，部分可直接排放，废水产生量很少，某工厂的高噪声源有：

煤磨约85dB（A），水泥磨约85dB（A），窑尾排风机约90dB（A），罗茨风机约100dB（A），空压机约85dB（A）。

某工厂设计了收尘系统，在平面布置、噪音隔离等方面采取了一定的措施，但降尘对变电站运行有不良影响。

根据某电网污区分布图实施细则，该站位于d级污秽区，电气设备外绝缘标称爬电距离≥44mm/kV。

5.1.12、通信干扰

该站附近无通信设施。

5.1.13、施工条件

该站与某工厂其他生产设施的施工同时进行，材料堆放、设备存放、施工机械安装等施工用地与某工厂施工统筹安排，能保证施工用地的需求