35kV变电站新建工程电气施工图纸含初步设计说明书.docx
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35kV变电站新建工程电气施工图纸含初步设计说明书
图号:
35千伏变电站新建工程
初步设计说明书
二○一三年八月
35千伏变电站新建工程
批准:
审核:
校核:
编写:
1总的部分
1.1设计依据
(1)根据四川省电力公司对XXXXXX35千伏输变电工程可研报告的审查意见;
(2)根据《XXXXXX35千伏变电站新建工程可行性研究报告书》;
(3)《国家电网公司“两型一化”变电站设计建设导则》;
(4)根据电力工业部电力规划设计总院DLGT25-94《变电所初步设计内容深度规定》;
(5)GB50059-2007《35~110kV变电所设计规范》;
(6)GB50060-2008《35~110kV高压配电装置设计规范》;
(7)GB50062-2008《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》;
(8)DL/T620-2012《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》;
(10)GB50007—2011《建筑地基基础设计规范》;
(11)GB50010-2010《混凝土结构设计规范》;
(12)GB50009-2001《建筑结构荷载规范》(2006版);
(13)DL/T5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》;
(14)国家电网公司输变电工程《典型设计-35kV变电站分册》;
(15)其他相关规程规范。
1.2设计原则
根椐可研审查意见和规程规范以及现场实际情况,本次设计按以下原则进行:
(1)本站按微机综合自动化无人值班变电站设计。
(2)主变压器采用低损耗、低噪声有载调压油浸自冷式电力变压器,户外布置。
(3)35kV采用箱式配电装置户内充气式高压开关柜单列布置。
(4)10kV采用箱式配电装置户内中置式高压开关柜双列布置。
(5)本站按D级污秽区,地震基本烈度7度进行设计。
1.3设计内容及范围
1.3.1电气部分设计内容及范围:
35kVXX变电站:
从35kV进线终端塔起至10kV电缆出线桩头为止的全部电气一次部分、二次部分、直流系统、站用电系统、防雷接地、照明、站内电缆敷设等电气内容的设计。
1.3.2土建部分设计内容及范围:
35kVXX变电站:
新建部分站外排水沟在内的建构筑物、地下管沟、给排水、道路、消防、通风、环保及场地处理等土建内容的设计。
1.4电力系统
1.4.1变电站接入系统方式
为了促进XX县地方经济发展,加强XX县电网建设,解决XX县部分无电地区人民生活用电需求,新建XX35kV变电站。
根据XX州电网的规划,XX35kV变电站接入系统的方案为:
由110kVXXXX新建1回35kV线路,接入XX35kV变电站,导线型号JL/G1A-120,线路全长10.2kM。
本期接入系统接线示意图
1.4.2无功补偿装置的设置
根据《电力系统电压和无功电力技术导则》,220kV及以下电压等级的变电站,应根据需要配置无功补偿设备,其容量按照主变容量的10%~30%确定。
本站按主变容量19%进行补偿,即:
10kV无功补偿远期2×600kVar本期2×600kVar。
1.5工程规模
新建XX35kV变电站一座:
(1)主变容量:
最终2×3.15MVA,本期2×3.15MVA,电压等级35/10kV。
(2)35kV出线:
最终2回,本期1回(至110kVXXXX),采用架空出线。
(3)10kV出线:
最终6回,本期6回,采用电缆出线。
(4)无功补偿容量:
最终2×600kvar,本期2×600kvar。
(5)站用变:
最终2×50kVA,本期2×50kVA。
1.6站址选择概况
根据XX县电力公司电网发展规划,以及当地电力系统情况,综合考虑供电半径、用地情况、线路走廊、城乡规划、地形地质、交通运输、污秽情况、环境保护影响、水源、防洪排水、施工建设、综合投资等因素,经设计现场踏勘和进一步的资料收集,同时根据可研审查意见,确定新建XX35kV变电站站址位于XX乡马尔村(大岩湾)站址。
1.6.1站址自然条件
(1)地理位置
XX乡马尔村(大岩湾)站址位于XX县马尔村境内,距XX县约15km左右,站址紧邻303省道,交通较便利,新建进站道路长15.0m,交通方便,运行管理、职工生活条件好。
(1)地形地貌
XX乡马尔村(大岩湾)站址位于一河滩地上,地势平坦,场地西南面为303省道,303省道旁为一陡壁,站址东面为XX川河。
根据水文勘测,站址需抬高,以防止50年一遇洪水影响,场地抬高后满足站址围墙周边的排水通道无内涝之患。
场地经修整后适宜建变电站。
变电站所处区域为耕地,变电站所处区域种植有农作物。
该站址在地质构造、防洪涝及排水、水源、大件运输情况等有无颠覆性或制约性因素,适宜建设35kV变电站。
1.6.2进出线走廊条件
本次工程经过的地区为四川省XX州的XX县,全线沿XX川河两岸山地走线,路径清晰。
全线海拔高程在2100m~2600m之间。
线路所经过地区全线都高山地区,地势高且陡峭,地形起伏大,对拟建线路的设计和施工有一定的影响。
全线地形划分:
70%高山、30%山地。
1.6.3征地拆迁及设施移改的内容
变电站所处区域为耕地,经济作物为玉米、小白菜,变电站所处区域没有经济林及民房,地面经济作物为农户自有,工程建设时同意按青苗赔偿。
站区需要通讯线路改线(拆除并回复新建)一条0.5km,该通讯线路为XX县移动公司所有,XX电力公司与XX县移动公司协商,同意改线并取得相关改线协议。
1.6.4站址地质和水文气象条件
(1)工程地质
区域地层为典型的中高山地区的地层构造。
上层有一层耕植土之后,其下多为坡积的碎石土层,厚度不均匀。
1)耕植土:
黄褐色,松散,稍湿,主要为水旱地,树林。
见少量植物根茎,埋深在0~0.5m。
2)卵石土:
黄灰色、褐黄色,稍密,湿-饱和,母岩成份以沉积岩、变质岩为主,中风化,磨圆度、分选性较差,以棱角状为主,充填物为粘性土,岩屑等。
(2)水文、气象资料
1)水文
XX县地处四川西北部山区,属岷江水系大渡河流域。
其中XX川河、汗牛河为大渡河一级支流。
境内河流众多,水量丰沛,河流落差大,水头集中。
主要河流XX川河流域面积4686平方km,主源为抚边河和沃日河,总落差约2100m,平均比降约16‰。
境内集雨面积大于50平方公里的支沟有33条;多年平均流量大于5m³/s的河流有XX川河、抚边河、沃日河、汗牛河等8条。
2)气候
金县XX川流域地处青藏高原东南缘的高山狭谷区,其气候属四川西部高原气候区,即康定、雅江漫温区。
高空主要受西风环流和印度洋西南季风的影响,具有高原型季风气候特征。
冬季时间长、气温低、降水少,气候寒冷而干燥,夏季时间短促,雨强小,雨日多,气候凉爽,降雨在地区上的变化较大,大致由西北向东南递增,降雨量在600~1400mm。
域内具有日照时间长,昼夜温差大,风速大,黄沙大等特点。
据XX气象站资料统计,多年平均气温11.9~14.3℃,极端最低气温-10.6~-11.7℃,出现在1月,极端最高气温为36.7~39.0℃,出现在8月。
多年平均年降水量为593.8~606.8mm,多年平均相对湿度为52%,多年平均风速2.1~3.5m/s,历年最大风速30~34m/s;多年平均蒸发量为1920.3mm(20cm蒸发皿观测值);多年平均日照为2277.5小时。
境内主要自然灾害有:
暴雨洪水、泥石流、雷暴、干旱、低温、大风、雪灾、冰雹等。
XX气象站为本工程的主要气象参证站,位于XX县内,观测海拔高度2369.2m(黄海),该站为国家基本气象站,有较齐全的长系列观测资料,可靠性高。
XX变电站均位于XX县境内,与XX县变电站同属一县,气候变化特征基本相同,本次所收集气象资料可用于本次变电站新建工程。
气象站气象特征统计
项目名称
发生日期
气象站观测场海拔高度(m)
2369.2(黄海)
年平均气温(℃)
11.9
最冷1
月平均气温(℃)
极端最高气温(℃)
36.7
极端最低气温(℃)
-11.7
年平均气压(百帕)
765.9
年平均水气压(百帕)
7.7
年平均相对湿度(%)
52
冬季相对湿度(%)
40
夏季相对湿度(%)
62
年最小相对湿度(%)
0
年平均风速(m/s)
2.1
冬季平均风速(m/s)
1.8
夏季平均风速(m/s)
2.0
定时10
分钟平均最大风速(m/s))
一日最大降水量(mm)
37.1
3)抗震设防裂度:
7度;设计基本地震加速度为0.1g。
4)根据调查以及收资,站址北侧为场地东北面为XX川河,根据水文勘测,XX乡马尔村(大岩湾)站址20年一遇洪水水位为2230.07米,50年一遇洪水水位为2230.48米,站址内有洪水淹没隐患。
该站址需抬高场地设计标高,防止洪水灾害影响,经综合分析,场地标高按迎河面高于XX川河50年一遇洪水位标高0.7m(洪水翻浪水位要求),确定变电站入口处的设计标高定为2231.18m。
1.6.5进站道路
进站公路直接从303省道引接至变电站入口。
道路宽度满足运输要求,满足不小于9m转弯半径要求。
新建进站公路采用混凝土公路,长约15.0m,宽度4.0m。
1.6.6施工电源
变电站施工用电从附近10kV线路“T”接,作为35kVXX变电站施工电源。
新架10kV线路长度约0.1km。
1.6.7电磁及噪声干扰
站址内及周边无通信设施干扰。
建站不会干扰通信设施;通信设施也不会干扰变电站运行。
变电站噪声对周围环境的影响较少,对平面布置进行厂界噪声预测估算,站界噪声能满足《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)Ⅱ类标准[昼间60dB(A)、夜间50dB(A)]和《声环境质量标准》(GB3096-2008)Ⅱ类标准[昼间60dB(A)、夜间50dB(A)]的要求。
1.6.8施工条件
由于本站为半户内变电站,场地较小。
施工时需临时租用部分变电站外场地,以满足搭建施工临时用房的需要。
变电站施工用电从站址附近的10kV线路“T”接,作为35kVXX变电站施工电源。
新架10kV电缆线路长度约0.1km。
施工用水采用打深井取水方式,打井深度20m,取水较方便。
施工通信可租用当地电信局市话一门。
1.7通用设计和通用设备的应用
根据本工程规模大小,地形地貌,工程环境、出线方位及线路走廊情况,参照《国家电网公司输变电工程典型设计-35kV变电站分册》和《国家电网公司输变电工程典型设计-西藏电网35kV变电站分册)进行设计,本工程通用设计和通用设备具体应用如下:
工程概况
电压等级
35/10kV
主变台数及容量
最终2×3.15MVA;本期2×3.15MVA
出线规模(高/低)
最终2/6本期:
1/6
变电站类型
箱式变电站
设计方案选择
通用设计方案编号
《国家电网公司输变电工程典型设计-35kV变电站分册》(2006年版)D-3方案改
通用设备
主变压器设备编号
通用设备最小容量为6300kVA,本站选用3150kVA变压器。
35kV开关柜设备编号
BKG-GZ-1250/25
10kV开关柜设备编号
AKG-AZ-1250/31.5
1.8主要技术方案和经济指标统计表
序号
项目
技术方案和经济指标
1
主变压器
远期
2×3.15MVA
本期
2×3.15MVA
型式
三相双绕组自冷式有载调压电力变压器
2
35kV出线
远期
2回
本期
1回(至110kVXXXX)
3
10kV出线
远期
6回
本期
6回
4
10kV电容器
远期
2×600kvar
本期
2×600kvar
5
35kV电气主接线
远期
单母线接线
本期
单母线接线
6
10kV电气主接线
远期
单母线分段接线
本期
单母线分段接线
7
35kV配电装置型式
户内气体绝缘封闭开关柜
8
10kV配电装置型式
户内金属铠装移开中置式开关柜
9
地区污秽等级/设备选择的污秽等级
c级/d级
10
运行管理模式
有人值守,无人值班
11
是否智能变电站
否
12
变电站系统通信方式、本期建设规模
租用电信2M通信、光电一体化设备一套;
新建光纤线路11km;
13
10kV电力电缆长度(km)
0.2
14
控制电缆长度(km)
2
15
接地材料/长度(km)
铜排/0.1
扁钢/1
16
变电站总占地面积(hm²)
0.1539
17
围墙内占地面积(hm²)
0.0947
18
进站道路长度新建/改造(m)
15/0
19
总土石方工程量及土石比挖方/填方(m³)
0/3774.8
20
弃土工程量/购土工程量(m³)
0/3774.8
21
进站道路及挡土墙(m³)
1525
22
站内道路面积(m²)
165
23
电缆沟长度
30
24
水源方案
打井取水,井深20米
25
站外供水/排水管线(沟渠)长度(m)
30/65
26
总建筑面积(m²)
25.74(共一幢:
为警卫室)
27
10kV箱式配电室基础(m²)
84.48
28
35kV箱式配电室、二次设备室箱体基础(m²)
54.21
29
地震动峰值加速度
0.1g
30
投资(万元)
见造价
2电气一次部分
2.1电气主接线
XX35kV变电站主要解决XX乡和新格乡1641户6400多人的用电问题,促进民族团结,维护少数民族地区社会稳定,满足人民群众不断增长的物质文化需求,是终端负荷站,根据本站建设规模和变电站接入系统的重要性和供电的可靠性,本站电气主接线的设计原则,首先在考虑满足运行的可靠性、灵活性的前提下,尽可能降低工程投资(即经济性要求)。
本站电气主接线具体方案设计如下:
(详见图:
B2013042C-D0101-04)
(1)35kV最终出线2回,本期出线1回。
本期及最终采用单母线接线。
(2)10kV最终出线6回,本期出线6回;本期及最终采用单母线分段接线。
(3)并联无功补偿装置最终2×600kvar,本期2×600kvar。
电容器采用单星型接线。
(4)站用电源由站用变供给,全站最终设置两台站用变,每台站用变压器容量50kVA,分别接在35kV母线和10kVⅠ段母线上。
站用电电压为380/220V,采用单元制单母线接线,并设备用电源自动投入装置。
2.2电气总平面布置及配电装置型式
2.2.1电气平面布置
本次变电站的总平面布置根据工艺技术、运行、施工、扩建和生活需要,结合变电站站址自然条件按最终规模规划,对进站道路、进出线走廊、终端塔位等进行统筹安排、合理布局。
变电站总平面根据站址实际地形情况,并参照《国家电网公司输变电工程典型设计-35kV变电站分册》(2006版)D-3方案进行布置。
主变压器布置于站区西北侧,并分别位于站内道路两侧,变压器之间设置砂池。
10kV箱式配电装置位于站区西南侧,35kV箱式配电装置位于站区东北侧,分别布置于站内道路两侧,警卫室布置于进站道路右侧,包括值守室、备用间、安全工具室、卫生间,进所道路由站区西南方向接入。
35kV线路采用架空出线,10kV线路采用电缆出线,电缆引出站外后上架空出线终端杆。
主变高压侧和低压侧均采用电缆进线。
35kV箱式配电装置仅布置35kV开关柜、35kV站用变压器和二次设备。
10kV箱式配电装置布置有10kV开关柜和10kV电容器柜。
变电站全站布局紧凑,占地面积小,全站围墙内占地面积1.42亩。
2.2.2配电装置型式
主变采用户外布置。
35kV配电装置采用户外箱式配电装置,箱内充气式高压开关柜单列布置,柜中配置一体式真空断路器,进出线采用电缆连接方式。
10kV配电装置采用户外箱式配电装置,箱内金属铠装中置式高压开关柜双列布置,柜中配置一体式真空断路器,进出线采用电缆连接方式。
2.3短路电流计算
本站按两台主变并列运行方式。
35kVXX站由110kVXXXX站主供时短路电流最大,经计算,本站各级母线上的三相短路电流为:
35kV母线I"=1.82kA
10kV母线I"=3.79kA
2.4主要电气设备选型
本站的海拔高度2300m左右,空气间隙(海拔高度3000m)A1、A2按+100修正,其B、C、D、E值应分别增加A1值的修正差值。
本站电气设备均选用高原型设备。
按海拔高度3000m修正后配电装置最小安全净距
3~10kV
35kV
屋外配电装置
A1
海拔修正前
200
400
海拔修正后
300
500
A2
海拔修正前
200
400
海拔修正后
300
500
B1
海拔修正前
950
1050
海拔修正后
1050
1150
B
海拔修正前
300
500
海拔修正后
400
600
C
海拔修正前
2700
2900
海拔修正后
2800
3000
D
海拔修正前
2200
2400
海拔修正后
2300
2500
屋内配电装置
E
海拔修正前
4000
4000
海拔修正后
4100
4100
具体选型如下:
(1)主变压器:
型号:
SZ-3150/35(GY),三相双绕组自冷式有载调压电力变压器,其参数如下:
额定容量:
3150/3150kVA
电压等级:
35±3×2.5%/10.5kV;
阻抗电压:
Uk=7.0%;
冷却方式:
油浸自冷式。
联接组别:
YN,d11
有载调压开关选国产V型;
套管统一泄漏比距:
55mm/kV;(对应原标准:
套管泄漏比距:
31mm/kV);
变压器选用45#绝缘油。
(2)35kV箱式配电装置:
选用35kV户内气体绝缘封闭开关柜,柜内主要设备:
真空开关:
40.5kV,1250A,25kA,配一体式弹簧机构
户外设35kV隔离开关及避雷器,型号参数如下:
GW4-40.5(GY),1250A/25kA(双接地)
HY5WZ-51/134(GY)
(3)10kV箱式配电装置:
选用KYN-12户内中置式高压真空开关柜设备,柜内主要设备:
真空开关:
12kV,1250A,31.5kA,配一体式弹簧机构;
(4)无功补偿装置:
电容器:
选用TBB10-600/200AKN(GY)户内柜式并联电容器1套:
容量:
600kvar,电压10kV;
隔离开关:
GN24-12D(GY)/630;
氧化锌避雷器:
HY5WR-17/45(GY),200A,3只;
氧化锌避雷器均配在线监测装置;
放电线圈:
FDN2-1.7/11√3(GY);
串联电抗器:
选用CKSC10-30/5%(GY)干式铁芯电抗器;
电抗百分数:
XL=5。
(5)站用变压器:
选用SC10-50/35站用变压器1台,电压比为35±2×2.5%/0.4kV,接线组别为Dyn11,Uk%=6,配保护外壳,安装于35kV箱式配电装置内。
选用SC10-50/10站用变压器1台,电压比为10.5±5%/0.4kV,接线组别为Dyn11,Uk%=4安装于10kV开关柜内。
(6)导体及其它:
35kV线路出线选用YJV22-26/35-3×120电缆;
35kV主变进线选用YJV22-26/35-3×95电缆;
10kV配电装置室外主变进线选用YJV22-8.7/15-3×240的电缆。
(7)其它设备选择结果见主接线图及主要设备材料表。
2.5过电压保护及防雷接地
1、过电压保护及防雷:
1)为防止大气雷电对电气设备的直接袭击,本站设置了1根30m高的独立避雷针进行防雷保护。
2)为防止雷电入侵波和操作过电压对电气设备的危害,在35kV进线及10kV各侧母线上分别装设了一组氧化锌避雷器;在断路器柜内装设避雷器;在35kV变压器高压侧中性点装设了氧化锌避雷器。
2、接地:
接地网材料、接地电阻、地质情况、湿度温度等自然因素的影响,变电站内敷设以水平接地体为主,辅以垂直接地极的人工接地网,水平接地带用60mm×8mm热镀锌扁钢,垂直接地极选用Φ50×2500mm热镀锌钢管。
根据本工程初设阶段的《岩土工程勘察报告》站址场地地基土主要为粉质风化粘土及表层的耕土,综合场地的周围环境条件,本站土壤电阻率估约1132.7Ω•m。
本变电站为小接接地系统,接地网的接地电阻值在任何季节应满足≤120/I的要求。
取土壤电阻率ρ=1132.7Ω•m.来计算变电站接地网(敷设于粉质风化粘土层内)的接地电阻为18.49欧姆。
取地表土壤电阻率ρ=1132.7Ω•m.进行接触电势和跨步电势校验,估算出最大接触电势为230.9V,最大跨步电势为436.9V,允许接触电势为106.6V,跨步电势为276.5V。
接触电势不满足要求。
需采取以下措施:
1、在变电站内增设1口30米接地深井,来满足接地电阻要求。
2、在设备支架周围以设备支架为中心,敷设了2mX2m的碎石,其敷设的厚度大于20cm碎石,铺设碎石后取地表土壤电阻率ρ=2500Ω•m.进行接触电势和跨步电势校验,均满足跨步电势和接触电势要求。
采取以上措施后,经计算跨步电势和接触电势均满足要求。
由于场地太小,考虑设置3~4套离子接地棒将站内独立避雷针降到10欧姆以下。
2.6站用电及照明
(1)站用电系统
站用电源由站用变供给,全站最终设置两台站用变,每台站用变压器容量50kVA,分别接在35kV母线和10kVⅠ段母线上。
站用变压器作为站内正常照明和检修用交流电源,并为站内控制、保护、信号、直流、通信等装置提供交流电源。
站用电系统采用单母线接线,设置2回进线电源,正常情况下:
由1回供电,1回热备用,事故时通过自动装置相互切换,以保证供电可靠性。
站用电源按380/220V,中性点直接接地方式向站用电负荷供电。
(2)照明
本站照明设置有正常及事故照明系统,两系统之间设有自动切换装置。
在正常照明系统中,采取工作接零保护方式的系统接线。
变电站内主变压器采用投光灯照明,箱式配电装置内照明由厂家提供。
事故照明在全站失去交流电源情况下,自动投切到由站内蓄电池供电状态下。
站内的二次设备箱体,35kV、10kV配电箱体及电容器箱体均设有事故照明装置。
2.7变电站防污及抗震措施
根据2011年《四川省电力系统污区分布图》,XX35kV变电站属于c级污秽区,本次提高一级按照d级污秽区进行设计;按《高压电力设备外绝缘污秽等级》的要求,中性点直接接地系统电气设备的统一爬电比距≥4.3cm/kV;中性点非直接接地系统电气设备的统一爬电比距≥5.5cm/kV;户内电气设备统一爬电比距3.4cm/kV(爬电比距为电力设备外绝缘爬电距离与系统最高线电压之比)。
本站电气设备均不低于此要求选择。
本变电站地处7度地震基本烈度区,设计基本地震加速度值为0.1g进行设计,电气设备均不低于此要求选择。
3电气二次部分
3.1控制、测量及信号系统
变电站后台监控系统采用计算机监控系统,按无人值班变电站设计。
其功能如下:
1)计算机监控系统按分层分布式网络结构设计,系统分为两层,即站控层和间隔层,具有远方控制功能。
站控层网络采用TCP/IP协议的以太网,采用单网配置。
间隔层采用现场总线网络或者以太网。
网络媒介采用屏蔽双绞线或者光纤。
2)站内监控系统设置一台服务器兼操作员站。
站内设逆变电源(UPS)一套作为站内计算
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