由三台主变构成的110 kV变电站设计方案最新版.docx
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由三台主变构成的110kV变电站设计方案最新版
由三台主变构成的110kV变电站设计方案
本文推荐采用由三台主变组成的110kV变电站的标准化设计方案,此方案相对于由两台主变组成的110kV变电站,因其灵活的接线、适中的建设规模、便于过渡与扩建等特点,更适合于负荷增长迅速集中的地区;并通过实际案例阐述了此种方案的优点。
设计是工程的灵魂。
电力工程设计是电力基本建设的重要环节,工程能否如期建成投运,保证质量,节约投资,取得更好的经济效益,设计是关键。
从2007年起,我局推广采用由三台主变组成的110kV变电站的标准化的设计方案,此种设计方案从电气一次到二次方面都较原来的两台主变组成的110kV变电站更合理、经济。
下面就以110kV东桥变电站的设计方案为例与同行做一些探讨(本站已于2008年1月顺利投运)。
本站位于附城金丰工业园区,供电范围主要是城区(汤坑镇)、附城镇、北斗镇。
同时将联络丰良站、小胜站,本站属中间站以及负荷中心。
根据规划,考虑到站址的地理位置、电力负荷分布及其在系统中的作用,本站电压等级分为110kV、10kV两个等级。
1.电气一次部分
1.1电气主接线
本变电站设计采用终期设计规模为三台主变的模式,主变压器可根据负荷的增长需要分期投运。
变电站接线方式灵活、便于过渡与扩建。
根据接入系统方案及电网规划,按照《广东电网规划设计技术原则》,结合东桥变电站的地位和作用,110kV采用单母线接线(后期可改隔离开关分段),10kV采用单母线分段接线。
110kV最终进出线4回本期进出线3回,备用1回。
主变110kV中性点经隔离开关直接接地并经放电间隙接地。
10kV为单母线分段接线,其中#1、#3主变低单臂分别接入I、Ⅲ段母线,#2主变低双臂接入Ⅱa、Ⅱb段两半段,通过分段断路器分别与I、Ⅲ段连接,I、Ⅲ段母线各带10回馈线,Ⅱa、Ⅱb段母线各带5回馈线,共30回;本期单母线I段接线。
由于本站位于县城开发区,10kV馈线大部分为电缆出线。
经估算,接地电流超过30A。
为消除电容电流,在10kV各段母线上装设消弧线圈,即主变10kV中性点经消弧线圈接地,规划3×1台,本期1台。
本期接地变选用接地兼站用变形式,容量500kVA。
10kV母线每段接入二组电容器无功补偿装置,补偿容量按变压器容量的20%选择,规划总容量为3×(2×4000kVar);本期I段母线装设2组4000kVar的无功补偿并联电容器成套装置。
1.2主变压器
主变压器的选择:
根据负荷发展的需要,且保证供电质量,本设计选用SZ10-40000/110型,三相油浸自冷双线圈有载调压变压器。
电压:
115±8×1.5%/10.5kV
1.3短路电流及主要电气设备
(1)短路电流计算
按2010年电网规划,计算出各级电压母线短路电流,如表1:
表1
(2)主要设备选择
根据广东电网公司2004新编制的《广东省电力系统污区分布图册》,本站属Ⅱ级污区,设备按Ⅲ级污区选择。
主要设备选择见下表2:
表2
根据短路电流计算结果,所选设备均能满足动、热稳定的要求。
(3)变电站运行方式
主变并列运行时,按预期的计算结果,10kV母线短路电流己达到断路器的开断能力允许值,为限制短路电流,本站主变不宜并列运行。
10kV分段配置备用电源自投装置,可弥补主变分列运行时可靠性的不足。
(4)站用电
本站10kV母线最终为单母线分段,选用两台站用变压器,分别接在10kV的I、II段母线上。
10kVⅠ段母线上带二次容量的#1接地变兼站用变作#1站用变,本期工程#2主变及II段母线未出现前,#2站用变压器临时接在可以倒供电源的10kV线路首端,作为备用电源,安装在10kV高压室站变箱内。
施工电源与备用电源统一考虑。
站用380/220V为单母线,两台站用变低压进线装设备用电源自动投入装置,采用智能控制低压开关柜2面,置于综合楼主控室内。
(5)总平面布置
变电站自西至东分别是110kV配电场地、主变、综合楼、10kV户外集合式补偿电容器。
10kV配电装置、10kV中性点消弧装置、消防水泵房布置在综合楼内。
110kV配电装置采用户外软母线中型双列布置,向西出线,出线间隔回路名称自南向北分别是丰顺Ⅰ、丰顺Ⅱ、丰良、备用。
10kV户内配电装置在综合楼底层,开关柜双列布置。
[LU1]总平面布置图如图2
图2
2电气二次部分
2.1综合自动化设备配置
本工程按综合自动化变电站[LU2]设计,二次设备布置方式为:
综合自动化系统采用分层分布式结构,10kV二次设备(包括电度表)分散安装在开关柜,其它二次设备在主控室集中组屏。
(1)主变保护
主保护为一套二次谐波制动原理的微机型纵差保护和主变本体非电量保护,保护动作跳变压器高、低侧断路器[LU3],后备保护110kV侧设110kV复合电压过流保护和中性点零序过流间隙零序过流、过压保护,10kV侧设置一套复合电压过流保护,做为母线和馈线近端故障时的后备,后备保护的第一时限均跳本侧分段,第二时限跳本侧,第三时限跳主变各侧。
(2)110kV线路保护
110kV线路采用微机光纤分相电流差动保护,由三相电流分相差动和零序电流差动构成其主保护,距离和零序电流保护构成其后备保护。
(3)10kV线路
10kV线路装设微机型电流速断、过流和零序过流保护,电流速断、过流和零序过流保护的出口压板相互独立,10kV分段只测电流量,不配电能表;10kV分段设备用电源自动投入装置[LU4]。
10kV线路及站变配置保护监控装置和智能电能表均安装于开关柜上。
(4)10kV电容器组采用单Y接线,装设微机型电流速断、过流保护以及中性点不平衡电压、过压和失压保护、非电量保护,电流速断和过流保护的出口压板相互独立。
(5)站用变采用微机型电流速断、过流及两侧零序电流保护,电流速断和过流保护的出口压板相互独立。
(6)接地变采用微机型电流速断、过流及10kV侧零序电流保护。
(7)公用部分
①设110kV及10kVPT并列柜各一面,除作电压并列外,亦作电压转接用,控制及保护屏不再设小母线,所需电压均引自PT柜;②设一面公用屏,完成变电站公共量的测量和控制(各电压等级母线电压﹑保护信号﹑温度﹑直流﹑所用变电流电压等);③设远动柜一面,在站级层设置远动终端,按双通道考虑。
作用:
收集全站测控单元、保护装置等设备的数据上传至调度端/集控站,并将调度端/集控站下发的遥控、遥调命令向变电站间隔层设备转发,采用两台互为热备用工作方式,两机都能独立执行各项功能,双机切换或重启时不向主站发送误遥信或重发遥信等。
当一台主机故障时,另一台主机可执行全部功能,实现双机无缝切换;④设网络交换机屏一面,作用:
间隔层各设备(指配备网口的设备和通信管理机/网关)通过交换机级联经光纤与站控层双网连接。
网络采用双网冗余结构,其双网可负载分流,也可独立工作,互为主/备。
2.2变电站防误[LU5]系统
全站采用一套微机五防装置作为全站防误操作的闭锁装置。
且此微机五防系统须采用与自动化系统一体化模式。
变电站五防系统由三层构成,分别是站控层防误、间隔层测控单元防误以及单元电气闭锁。
所有操作均应经防误闭锁,并有出错报警和判断信息输出。
站控层应实现面向全站设备的综合操作闭锁功能;间隔层测控单元防误应实现本单元所控制设备的操作闭锁功能;单元电气闭锁实现对本间隔电动操作的隔离开关和接地开关的防误操作。
2.3安全自动装置
全站装设一套低频低压自动减负荷装置[LU6],共一面屏;按跳40回线路布置。
2.4GPS对时
全站采用GPS同步时钟装置进行时钟校正。
同步时钟装置由标准同步时钟本体和时标信号扩展装置组成。
标准同步钟本体应能接收GPS卫星发送的信息,作为主时钟的基准,还应能接收另一台标准同步钟发出的带有年月日时分秒全时间信息且符合IEEE1344-1995标准的IRIG-B(DC)时码(RS-422),作为主时钟的备用外部时钟。
2.5交流不间断电源
全站设置一套交流不间断电源,容量为5kVA,由整流器、逆变器、旁路、隔离变压器、逆止二极管、手动切换开关、同步控制回路信号、保护回路、直流输入回路、交流输入回路等构成。
2.6直流系统
全站设一套直流系统,电压为110V,容量为300Ah,用于站内一、二次设备及自动化系统的供电,配DC/DC-48V/20A2个模块用于通信备用电源。
全所事故停电按2h考虑。
直流系统采用单母线分段接线方式,采用双充双蓄蓄电池;充电装置采用高频开关电源,模块按N+1配置,蓄电池采用阀控式密封铅酸电池,设置专用的蓄电池室。
设一套微机型绝缘监测装置和蓄电池容量检测仪,直流系统具有智能化功能并能与站内自动化系统通信。
本站直流系统采用混合型供电方式。
110kV部分采用放射型供电,每一间隔按双回路方式直接从直流馈线屏获取电源;10kV部分则按10kV母线分段情况设置,每一段母线均按双回路配置。
2.7计量
主变高压侧装设双方向0.5s级有功2级无功多功能电子式电度表,110kV线路装设双方向0.5s级有功2级无功多功能电子式电度表,10kV线路和电容器装设双向0.5s级有功2级无功多功能电子式电度表,一律采用带双485通信口的电子表,本站设1面电度表屏用于主变及110kV线路,10kV线路和电容器的电度表装于开关柜,另全站设置一套电能采集系统。
3通信、消防报警及图像监视系统
系统通信设计应满足地区调度对生产管理电话、调度自动化、继电保护的要求。
相关专业对通信的要求:
(1)继电保护专业:
110kV线路需要光纤差动保护时,要求光缆提供4芯条独立光纤供每一回线路保护用。
(2)通信专业:
要求提供两条独立的通信路由或两种通信方式至县调及地调。
(3)远动专业:
调度自动化系统要求提供二路互为备用的1200Bb传输通道至丰顺县调度室及梅州供电局调[LU7]度室,要满足无人值守变电站各种信息传输的要求。
消防报警:
全站设一套消防报警装置,并根据国家相关规范和变电站的实际情况来配置。
当消防报警装置动作时,可启动消防水泵,且其信号可通过监控系统送至远方调度端及消防部门。
图像监视系统:
全站设一套图像监视系统,并与站内的监控系统和消防报警装置相连,这样可确保远方操作的可靠性,适时监视站内的环境,更好地实现无人运行。
4结束语
综上所述,由三台主变构成的110kV变电站虽然征地面积增大,相应一次性投资较也大,但由三台主变构成的110kV变电站具有接线灵活、运行可靠、建设规模适中、并可根据负荷的增长,灵活调整建设规模。
且占地面积合理、投资经济、便于过渡与扩建等特点,更适合于负荷增长迅速集中的地区。
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