光伏项目安全设施设计专篇.docx
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光伏项目安全设施设计专篇
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XX光伏项目
安全设施设计专篇
(送审版)
安全设施设计工作人员组成
人员
姓名
专业名称
签字
备注
负责人
给排水
编制人
施工组织
风资源
总图、建筑
电气一次
电气二次
给排水
审核人
给排水
审定人
电气
目 录
第一章概述
一.1设计依据
一.1.1国家地方相关政策、法律法规
1.《中华人民共和国安全生产法》(国家主席令[2014]第70号)
2.《中华人民共和国电力法》(国家主席令[2009年]修订第60号)
3.《中华人民共和国消防法》(国家主席令[2008]第6号)
4.《中华人民共和国防洪法》(国家主席令[1997]第88号)
5.《中华人民共和国防震减灾法》(国家主席令[2008]第7号)
6.《中华人民共和国道路交通安全法》(国家主席令[2011]第47号)
7.《中华人民共和国突发事件应对法》(国家主席令[2007]第69号)
8.《中华人民共和国可再生能源法》(国家主席令[2005]第33号)
9.《中华人民共和国职业病防治法》(国家主席令[2011]第52号)
10.《电力设施保护条例》(国务院令第239号)
11.《建设工程质量管理条例》(国务院令第279号)
12.《国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定》(国务院令第302号)
13.《建设工程安全生产管理条例》(国务院令第393号)
14.《地质灾害防治条例》(国务院令第394号)
15.《电力监管条例》(国务院令第432号)
16.《生产安全事故报告和调查处理条例》(国务院令第493号)
17.《电力安全事故应急处置和调查处理条例》(国务院令第599号)
18.《关于加强电力系统抗灾能力建设若干意见的通知》(国发[2008]20号)
19.《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》(国发[2010]23号)
20.《劳动防护用品监督管理规定》(国家安全生产监督管理总局令第1号)
21.《生产经营单位安全培训规定》(国家安全生产监督管理总局令第3号)
22.《安全生产事故隐患排查治理暂行规定》(国家安全生产监督管理总局令第16号)
23.《建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法》(国家安监总局36号令)
24.《安全生产事故应急预案管理办法》(安监总局令[2009]第17号)
25.《电力企业综合应急预案编制导则(试行)》(国家电力监管委员会2009年6月16日发布)
26.《电力企业专项应急预案编制导则(试行)》(国家电力监管委员会2009年6月16日发布)
27.《电力企业现场处置方案编制导则(试行)》(国家电力监管委员会2009年6月16日发布)
28.《防雷减灾管理办法》(中国气象局第8号令)
29.《国家电力监管委员会安全生产令》(国家电力监管委员会令第1号)
30.《电力安全生产监管办法》(国家电力监管委员会令第2号)
31.《电网运行规则(试行)》(国家电力监管委员会令第22号)
32.《电力二次系统安全防护规定》(国家电力监管委员会令第5号)
33.《危险化学品名录》(2012年版)(国家安全生产监督管理总局发布)
34.《电力设施保护条例实施细则》(中华人民共和国国家经济贸易委员会、中华人民共和国公安部令第8号)
35.《关于开展重大危险源监督管理工作的通知》(安监管协调字[2004]56号)
36.《关于做好建设项目安全监管工作的通知》(安监总协调[2006]124号)
37.《关于规范重大危险源监督与管理工作的通知》(安监总协调[2005]125号)
38.《关于加强电力建设起重机械管理的通知》(电监安全[2006]28号)
39.《关于进一步加强电力应急管理工作的意见》(电监安全[2006]29号)
40.《关于印发<电力建设安全生产监督管理办法>的通知》(电监安全[2007]38号)
41.《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》(国电发[2014]589号
42.《甘肃省安全生产条例》(甘肃省人民代表大会常务委员会公告第37号)
43.甘肃省生产经营单位安全生产主体责任规定》(甘肃省人民政府令第61号)
44.《甘肃省消防条例》(2010年5月27日甘肃省十一届人大常委会第十五次会议通过)
一.1.2工程设计有关的标准、规程规范
1.《企业职工伤亡事故分类标准》(GB6441-1986)
2.《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2009)
3.《生产过程危险和有害因素分类与代码》(GB/T13861-2009)
4.《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:
化学有害因素》(GBZ2.1-2007)
5.《工作场所有害因素职业接触限值第2部分:
物理因素》(GBZ2.2-2007)
6.《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)
7.《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)
8.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)
9.《高耸结构设计规范》(GB50135-2006)
10.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2006)
11.《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
12.《地面用光伏(PV)发电系统概述和导则》(GB/T18479-2001)
13.《光伏发电站设计规范》(GB50797-2012)
14.《光伏(PV)组件安全鉴定第1部分:
结构要求》(GB/T20047.1-2006)
15.《光伏发电站接入电力系统技术规定》(GB/Z19964-2005)
16.《光伏系统并网技术要求》(GB/T19939-2005)
17.《光伏(PV)系统电网接口特性》(GB/T20046-2006)
18.《66kV及以下架空电力线路设计规范》(GB50061-2010)
19.《电力设施抗震设计规范》(GB50260-1996)
20.《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2007)
21.《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB/T50062-2008)
22.《系统接地的型式及安全技术要求》(GB14050-2008)
23.《低压配电设计规范》(GB50054-2011)
24.《防止静电事故通用导则》(GB12158-2006)
25.《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB14285-2006)
26.《建筑物电力装置第4-41部分:
安全防护电击保护》(GB16895.21-2004)
27.《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB50169-2006)
28.《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)
29.《火力发电厂与变电站设计防火规范》(GB50229-2006)
30.《建筑灭火器配置设计规范》(GB50140-2005)
31.《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-2007)
32.《安全标志及其使用导则》(GB2894-2008)
33.《安全色》(GB2893-2008)
34.《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-1985)
35.《构筑物抗震设计规范》(GB50191-2012)
36.《电力安全工作规程 发电场和变电站电气部分》(GB26860-2011)
37.《工程结构可靠度设计统一标准》(GB50153-2008)
电力行业其他规范
38.《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》(AQ/T9002-2006)
39.《35kV~110kV变电站设计规范》(GB50059-2011)
40.《电力工程地下金属构筑物防腐技术导则》(DL/T5394-2007)
41.《电力系统通信站过电压防护规程》(DL/T548-2012)
42.《变电站总布置设计技术规程》(DL/T5056-2007)
43.《高压配电装置设计技术规程》(DL/T5352-2006)
44.《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T620-1997)(2005年版)
45.《架空绝缘配电线路设计技术规程》(DL/T601-1996)(2005年版)
46.《电力设备预防性试验规程》(DL/T596-1996)(2005年版)
47.《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)(2005年版)
48.《电力系统安全自动装置设计技术规定》(DL/T5147-2001)
49.《电力设备典型消防规程》(DL5027-1993)
50.《电业生产事故调查规程》(DL/T558-1994)
51.《电场标示系统设计导则》(DL/T950-2005)
一.1.3政府有关部门的主要批复文件
一.1.4前阶段成果
一.1.5设计委托合同
一.2设计范围
依据本项目可研报告及安全预评价报告,确定本项目《安全设施设计专篇》设计范围,针对本工程可能存在危险、有害因素进行了定性分析,并提出相应对策。
施工过程中的危险、有害因素只进行一般性分析。
根据光伏电站规划容量,本工程110kV升压站部分最终规模为2台主变压器,电压等级为110kV/35kV;110kV主接线:
远期采用单母线接线。
35kV主接线:
35kV主接线采用单母线接线方式,本期5回集电线路接入I段35kV母线上。
本期工程建设1台50MVA有载调压变压器(带平衡绕组);110kV送出线路1回,本期建设1回;35kV进、出线共18回,本期建设9回;每台主变压器低压侧安装1套动态无功补偿装置,本期安装总容量为10MVar的SVG。
一.3工作进展
第二章建设项目概况
二.1业主简介
二.2建设项目场址条件
二.2.1项目地理位置
图2-1光伏电场位置示意图
甘肃省位于我国的中西部,地处黄河上游,地域辽阔,具有丰富的太阳能资源,年太阳总辐射量在4800MJ/m2~6400MJ/m2之间,年资源理论储量67万亿kW•h,每年地表吸收的太阳能相当于大约824亿t标准煤的能量,开发利用前景广阔。
二.2.2太阳能资源
本工程站址位于气象站东南方向约18km处,位于民勤气象站西南方向约63km处,站址纬度低于民勤气象站、XX气象站。
本工程站址区域气候干燥,降水稀少,日照强烈,光照充足,太阳总辐射量在5月和6月最多,在12月和1月最少,属于多日照区,太阳总辐射量年际变化较小,光能资源利用条件优越,有利于建设大规模的并网光伏电站。
本工程站址区域累年平均太阳总辐射量为6004.723MJ/m2,累年平均日照时数为2939.6h,累年平均日照百分率为66.5%。
二.2.3气象条件
XX地区属大陆性温带干旱气候。
XX三面空旷一面山,加之植被稀少,境内风速大,尤以春季为最大,全年多西北风,其次是东南风。
XX地区干旱少雨,水资源较为匮乏,境内主要河流有东大河、西大河,均发源于祁连山,属河西内陆河石羊河水系,多年平均径流量为4.76×108m3。
XX地区的主要气候特征为:
①春季,由于冷空气侵袭频繁,气温忽高忽低,常有"倒春寒"天气发生,降水少,多大风,大风日数占全年大风日数的43%~44%。
②夏季,为全年降雨集中时节,雨热同季,常有"干热风"出现,东北部炎热,最高气温可达38.1C,中部高温日数较少,西南部则较凉爽,夏季降水量占全年降水量的54%~66%。
③秋季,秋初气温较高,阴雨天稍多,仲秋、深秋降温迅速,风速较夏季增大,北方冷空气入侵最早在9月中旬,常出现霜冻。
④冬季,多处在蒙古冷高压控制下,天气寒冷,降雪少,空气干燥。
二.2.4工程地质
1)地质地貌
拟建站址地貌单元上属于山前冲洪积平原,地形平坦开阔,大致向东偏北方向倾斜。
站址区在地表的局部区域,见有雨水冲刷形成的地表浅沟,沟深一般均小于0.5m,除此之外,未见其它不良地质作用。
本厂区不存在压覆文物、压矿及采空区问题。
2)地层岩性及其性能
站址地层岩性主要为第四系上更新统戈壁组冲洪积圆砾层。
该区域地层较为稳定,上下情况变化不大。
本次勘察主要根据钻探原位测试及物探电测深成果,将勘探范围内的岩土分为两层,描述如下:
①圆砾:
呈杂色,稍湿,中密,岩石成分以岩浆岩、变质砂岩和砂岩为主,呈浑圆和亚浑圆形,粒径2~20mm占总量30%~40%,大于20mm粒径占总量23%~40%,最大粒径可达120mm,以多量砾砂、粗、中砂及少量的粘性土充填,局部夹有少量的粉细砂、粉土薄层,级配良好。
平均厚度约1.8m左右。
该层地表局部地段堆填有约0.5m后的人工填土。
②圆砾:
呈杂色,稍湿,密实,岩石成分以岩浆岩、变质砂岩和砂岩为主,呈浑圆和亚浑圆形,级配良好,粒径2~20mm占总量30%~40%,大于20mm粒径占总量23%~40%,最大粒径可达120mm,以多量砾砂、粗、中砂及少量的粘性土充填,局部夹有少量的粉细砂、粉土薄层。
根据区域地质资料,其厚度可能大于30m。
3)地下水及水、土腐蚀性
站址区地下水类型属第四纪冲洪积地层中的深藏潜水,补给来源主要为大气降水。
参考区域地质资料,地下水位埋深可能大于30m。
可以不考虑地下水的腐蚀性和对基础的影响。
场地土对混凝土结构具弱腐蚀性、对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性、对钢结构具弱腐蚀性。
拟建站址区地形较平坦、开阔,地层岩性以圆砾为主,属中硬土,场地类别为II类;建筑场地属抗震有利地段;地震动峰值加速度为0.15g,相对应的地震基本烈度为7度;地震动反应谱特征周期值为0.45s。
二.3总图布置
1)场址选择
工程站址位于甘肃省XX市金川区境内金武公路南侧,本期工程规划用地面积约234hm2,场地东西长约2060m,南北宽约1135m,可满足本期50MWp的建设及施工场地用地要求。
场址区域地形开阔,无自然高深陡坎和深切沟谷,西南高东北低,地势上由西南向东北倾斜,坡度约为2%。
电站升压站位于本期场址东北角,便于后期工程连续扩建。
2)光伏场总平面布置
项目拟安装太阳能光伏组件169600块,总装机容量50.88MWp,布置为50个光伏阵列。
整个光伏阵列呈矩形布置。
每个发电单元按1MWp,为减少太阳能光伏组件直流线路的损失,每个发电单元相应的箱式变电站布置于光伏阵列的中间位置,箱就地光伏发电子方阵经就地箱变升压至35kV后采用分段串接汇流方式(第一台箱变高压侧电缆汇集到第二台箱变,依次汇集到下一台的方式)接入光伏电站内35kV配电室,每10个1100kVA箱式变压器汇流后接入35kV母线,经升压后接入110kV配电装置。
整个光伏电站外围四周采用采用2.2m高铁丝网围栅。
3)道路
兰新铁路有103km横穿XX境内,XX至阿拉善右旗铁路专用线在金川区设有赵家沟站,铁路交通便利。
XX市金川区50兆瓦并网光伏发电工程场址北侧有金武公路东西通过,金武公路全长85km,其中XX段59km为三级公路,路基宽8.5m,路面宽7.0m,路面结构为3cm厚沥青碎石+20cm厚水泥稳定砂砾基层。
本电站进站道路从金武公路引接0.5km,即可进入光伏发电场,交通十分便利,满足物资运输条件。
4)110kV升压站布置
升压站围墙中心尺寸为长×宽=116m×81m,占地面积9396m²,围墙采用高2.6m的通透式铁艺围墙。
场区所有光伏组件的电能通过箱变升压后送入35kV配电室。
新建综合楼是整个光伏电站的控制中心,也作为工作人员值班办公的场所。
本次XX升压站采用的站内布置方式为:
升压站主入口位于站区的北侧,道路成环形布置在升压站内,道路和站内围墙把整个站区分为4块。
西部为主体设备区,东南部布置一套无功补偿装置,东北部是升压站的生活区,控制楼就布置在此区域。
站内道路除进站主路和主变与构架之间道路的路宽为4.5m外,其余路宽均为4m,内弯半径均为7m。
混凝土路面,道路宽及转弯半径满足运输及消防要求,消防车可直通站内各建筑物。
二.4建、构筑物
二.4.1建、构筑物
50MW光伏场区无新建建筑物,包括50个1MW光伏阵列,每个阵列保护光伏组件及支架、汇流箱、直流柜、逆变器、箱变、分接箱等设备。
升压站新建建筑物有综合楼、35kV配电室、SVG室、综合泵房等建筑物,新建主变、主变事故油池、110kV配电装置等构筑物。
本工程新建建筑物总建筑面积约1857m2。
1)综合楼
综合楼为一幢两层框架结构建筑,钢筋混凝土独立基础。
综合楼首层布置有低压配电间、蓄电池室、宿舍及厨房餐厅等房间;二层布置有中控室、会议室、办公室等房间。
综合楼总建筑面积1281m2,基底面积640.5m2。
综合楼内一层设3个直接对外安全出口。
二楼中控制设置直通户外的楼梯。
综合楼内各类安全疏散距离均满足相关规范要求。
综合楼是升压站内的核心建筑。
从功能上是将宿舍、办公和食堂这几个功能不同的建筑组合在一起,使整体建筑更注重其实用性,而且此方案占地面积小,整体布局紧凑,形成一个有机的整体,避免了厂区建筑过于分散、凌乱,有效的节约了厂区用地,便于运行管理。
适宜的建筑尺度、色彩及比例,给人强烈的时代感,简洁明快的风格符合现代工业建筑的特点。
2)35kV配电间
35kV配电间为单层砖混结构建筑,墙下条形基础。
建筑面积为166m2,檐口高度为4.3m。
室内布置有35kV配电盘柜、站用变等电气设备。
35kV配电间设置两个直接对外安全出口,其安全疏散距离满足相关规范要求。
3)SVG室
SVG室为单层砖混结构建筑,墙下条形基础。
建筑面积为75.52m2,檐口高度为4.0m。
SVG室设置两个直接对外安全出口,其安全疏散距离满足相关规范要求。
3)综合泵房
综合泵房由地下水池及地上泵房组成。
其地下部分为现浇混凝土水池,平面尺寸为11.7m×7.4m;地上部分为砖混结构,建筑面积为94.38m2,檐口高度为3.9m,室内布置有生活水箱、消防泵、消防稳压泵、生活泵、控制柜等设备。
二.4.2基础
太阳电池组件支架基础采用钢筋混凝土独立基础,基础混凝土强度等级按照国家规范的环境类别要求选定的C30等级。
垫层混凝土厚度100mm,基础混凝土顶居中预埋地脚螺栓,光伏阵列支架柱与基础螺栓连接。
二.4.3支架方案
电池组件支架采用三角形钢支架,布置结合电池板大小布置。
该支架为固定式支架,倾度为31,每块电池组件尺寸1956×992×50mm(长×宽×厚),16块组件下设7组基础,32块组件下设14组基础。
支架设置4道模条,用于固定电池板。
二.5光伏系统工艺方案
1)系统组成
本工程总装机容量为50MWp,推荐采用分块发电、集中并网方案。
电池组件采用多晶硅太阳能电池(300Wp),电池组件均安装于固定支架上(采用最佳倾角为31°)。
50MWp太阳能电池阵列由50个1MWp子方阵组成,每个子方阵均由若干路太阳能电池组串并联而成。
每个1MWp太阳能电池方阵由太阳能电池组、汇流设备、逆变设备及升压设备构成。
太阳能电池组件经日光照射后,形成低压直流电,电池组并联后的直流电采用电缆送至汇流箱,经汇流箱汇流后采用电缆引至逆变器室,每两个500kW的逆变器与一台35kV箱式升压变电站(分裂变压器)通过电缆连接,电压由交流0.3kV升至35kV。
就地光伏发电子方阵经就地箱变升压至35kV后采用分段串接汇流方式(第一台箱变高压侧电缆汇集到第二台箱变,依次汇集到下一台的方式)接入光伏电站内35kV配电室,每10个1100kVA箱式变压器汇流后接入35kV母线,经升压后接入110kV配电装置。
2)项目发电量
根据PVsyst计算,本工程系统效率约为78%,项目首年发电量约86108MWh,等效满负荷小时数1573h;考虑不同的电池组件效率随着时间也存在着衰减,组件转换率成逐年递减状态,若按电池组件效率在25年累计折减20%(每年衰减的百分比相同)计算,25年内平均每年发电量为:
77842MWh,等效满负荷小时数1422h。
3)光伏方阵电气主接线
本项目采用分散发电、集中控制、单点并网的技术方案。
整体50MWp光伏并网发电系统由50个1MW子系统构成。
1MWp子方阵对应两台500kW逆变器,因此1MWp子方阵电池组串并联数为212。
1MWp多晶硅太阳电池子方阵16路汇流箱电缆分别经2台直流配电柜接入2台500kW逆变器,本工程需要配备50个分站房,100台500kW逆变器。
4)太阳能电池组件
太阳能光伏系统中最重要的是太阳能电池,是收集阳光的基本单位。
大量的电池合成在一起构成光伏组件。
本建设项目光伏组件通过招标选用技术成熟、性能稳定、大功率的300Wp多晶硅太阳能电池组件。
5)光伏方阵排布
光伏电场推荐采用分块发电、集中并网方案。
50MWp太阳电池阵列由50个1MWp子方阵组成,每个子方阵均由212块太阳电池组串并联而成。
光伏组件按照固定安装单元光伏方阵设计为竖向2排,16×2=32块组件排列。
考虑前、后排的阴影遮挡问题,通过计算固定式太阳电池阵列行间最小距离为6.818m,综合考虑本工程地形等因素,取间距为10.2m。
二.6电气设计
二.6.1电气一次
1)接入系统方案
根据《金川地区光伏电站接入系统(技术部分)评审会议纪要》,本电站是以110kV电压等级的1回架空线路接入华能110kV光伏汇集站,导线型号为LGJ-240,送电距离约4km,两站打捆以1回110kV、LGJ-2X300线路接入330kV双湾变,送电距离约2km。
2)电气主接线
①光伏方阵接线设计
本工程光伏场区采用1MWp一个子方阵的设计方案,每500kWp太阳能电池与一台500kW逆变器构成一个光伏发电单元,本电站共有100个发电单元。
每个1MWp子方阵的2台500kW逆变器出口电压(300V)经一台容量为1100kVA升压变电站升至35kV后,用35kV电缆汇流至升压站35kV配电室35kV母线上。
110kV升压站主接线
本工程110kV升压站35kV主接线采用单母线接线方式,本期5回集电线路接入I段35kV母线上。
升压站共规划建设2台主变压器,本期工程安装1台50MVA主变压器。
110kV主接线远期采用单母线接线,本期建设一期部分母线。
本期在35kV母线I段上装设动态无功补偿装置1套,无功补偿容量为10MVar的SVG动态的可连续调节的无功补偿装置。
升压站110kV电气设备短路水平按40kA设计,35kV电气设备短路水平按31.5kA设计。
3)站用电气接线
站用电采用双电源供电,一路电源由35kV施工电源(施工变)改造而来,施工期作为施工电源,运行期作为站用备用电源。
该电源引自附近35kV供电线路,经过施工变(备用变)降压接入0.4kV母线,施工变(备用变)布置在升压站围墙内东北角;另一路引自本站35kV母线,经过站用干式降压变接入0.4kV母线。
低压配电室设站用双电源手动切换柜和低压配电柜,站用变压器布置在综合楼一层西北角,位于中控室下。
本工程升压站主变35kV中性点本期装设1台容量为1100千伏安档位可调的消弧线圈。
4)电力电缆
直埋电缆选择交联聚乙烯绝缘电缆。
汇流箱至直流配电柜直流电缆采用1kV低压电缆,型号为ZR-YJY22-1kV。
逆变器至箱变采用1kV低压电缆连接,型号ZR-YJYR22-1kV。
35kV集电线路采用ZR-YJY22-35kV。
5)过电压保护及接地
太阳能光伏组件采用支架直接接地的方式进行防雷保护,不设置独立防直击雷保护装置。
35kV进线及母线上装设一组无间隙金属氧化特避雷器对雷电侵入波和其他过电压进行保护。
110kV、35kV配电装置主母线以及每条35kV出线上装设避雷器
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