拟建110k变电所初步设计说明书.docx

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拟建110k变电所初步设计说明书

拟建110kV**X变电所初步

设计说明书

总目录

第一部分初步设计说明书

第二部分工程地质

第三部分主要设备清册

第四部分工程概算

第五部分附图

第一部分初步设计说明书

1.总的部分

1.1设计依据

《临沧供电局关于上报110KV**X输变电工程可行性研究报告审查意见的请示》。

1.2建设规模

序号

项目

建设规模

本期

最终

1

主变压器

1×40MVA

2×40MVA

2

110kV出线

1回

6回

3

35kV出线

4回

8回

4

10kV出线

6回

12回

5

无功补偿

1×2.4MVar

4×2.4MVar

1.3设计标准

本工程设计依据相关国家标准并参照南方电网公司标准设计原则进行。

主要设计规程、规范如下：

《工程建设标准强制性条文》（电力工程部分）

《电力系统设计技术规程》

《电力设备过电压保护设计技术规程》

《电力设备接地设计技术规程》

《高压配电装置设计技术规程》

《电测量及电能计量装置设计技术规程》

《继电保护和安全自动装置技术规程》

《发电厂、变电所电缆选择与敷设设计技术规程》

《地区电网调度自动化设计技术规程》

《建筑结构设计统一标准》

《砌体结构设计规范》

《混凝土结构设计规范》

《建筑地基基础设计规范》

《钢结构设计规范》

《火力发电厂与变电所设计防火规范》

1.4所址选择

拟建110kV**X变电所，位于****城北东面****东南方向约1.5km处的弄空村东700m的斜坡上，地理位置：

东经99°22′57〞，北纬24°05′53〞。

西侧距羊—勐（羊头岩至勐堆）公路700m，有乡村便道通到场地，交通方便。

所址平整高程约为955.5m，高于羊—勐公路约150m，不受五十年一遇洪水影响。

根据1：

4000000《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《建筑抗震设计规范》（2008年版）（GB50011—2001），该场地的地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期为0.45s，所对应的地震基本烈度为Ⅷ度。

其设计地震分组为第三组。

该场地处于抗震不利地段，场地土为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。

1.5主要技术经济指标

（1）所址总用地面积：

0.9507hm2；

（2）围墙内占地面积：

0.7256hm2；

（3）主控通信楼建筑面积：

385.74m2；

（4）总建筑面积：

734.22m2。

（5）工程投资

1、变电所部分

工程总投资：

3865.06万元

2、110kV线路部分

工程总投资：

597.43万元

3、对侧110kV间隔部分

110kV德党变间隔工程总投资：

176.21万元。

2.电力系统

2.1电力系统现状

****电力系统是以中、小水力发电为主，自发自供为主的地方电力系统。

县电网内已建成110kV变电站1座，35kV变电站11座，以110kV、35kV为骨干电网，县电网通过县城110kV德党变与镇康县110kV大石桥变联网；以35kV与耿马县、凤庆县联网。

近年来，在****委、县政府领导下大力引进外来资金发展全县经济，全县电力事业也得到长足发展，企业（私人）投资的中、小型水电站较多，部分电站已进入施工建设。

目前，****电力系统应解决的问题是：

为县内在建拟建的中、小型水电站上网作好前期工作，加强县地域中心和负荷中心****的电网建设，从而使县电网布局进一步完善。

2.2在建电源情况：

马龙河梯级电站：

共4级，一级站规划装机12600kW；二级站规划装机2500kW；三级站规划装机5000kW；四级站规划装机5000kW。

合计规划装机25100kW。

计划开发，未进入实施阶段，但仍需进一步论证的有：

⑴大勐统河电站，计划开发14400kW；

⑵德党河三级电站，计划开发20000kW；

⑶其它计划开发的小型水电站有：

忙海河六级站、忙海河七级站、忙令河电站。

2.3建设的必要性

近几年来，****电力负荷增长迅速，2008年最大负荷达到15.7MW，****境内现仅有110kV变电所1座，即110kV徳党变，变电容量16MVA，110kV容载比为1.02。

远低于导则要求的容载比值1.8～2.1，不能满足负荷发展要求。

根据负荷预测，2013年****最大负荷将达到39.3MW，到2015年最大负荷将达到46.21MW，现有110kV网架不能满足负荷发展要求。

此外为解决在建电源点开发后的上网问题，并改善县110kV网架结构，增大负荷供电能力，提高供电质量和电网运行的可靠性，以及为**X工业开发园区建设提供电力保障，有必要建设110kV**X变电所。

2.4接入系统方案

为满足电网运行的稳定性和可靠性，110kV**X变电所以单回110kV线路接110kV德党变电所；拟架设110kV**X变～马龙河电站线路、110kV**X变～大勐统电站线路（本期工程均预留设备安装位置），与现有电网实现联网。

2.5变电所建设规模

根据当地现有负荷调查情况及变电所建成后的5～10年发展规划，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能，110kV**X变电所按“无人值班，有人职守”方式设计，一次设备除主变压器为有油设备外，其余均为无油设备。

二次设备采用微机综合自动化装置和免维护铅酸蓄电池直流系统成套装置，以满足电网的“遥测、遥信、遥控、遥调”功能。

110kV**X变电所建设规模：

1）、主变压器：

最终2×40000kVA，三相三卷有载调压电力变压器，本期建成投运1台。

电压等级为：

110kV/35kV/10kV，主变分接头：

110±8x1.25%/38.5±2x2.5%/10.5kV，容量比：

100/100/100。

2）、110kV出线6回，本期建成1回。

3）、35kV出线8回，本期建成4回。

4）、10kV出线12回，本期建成6回。

5）、10kV无功补偿装置4×2400kVA，本期建成1组。

6）、二次部分采用变电所微机综合自动化系统和免维护铅酸蓄电池直流系统成套装置。

7）、对侧工程

由于目前对侧110kV德党变采用变压器－线路组接线，因此需要在110kV德党变新建2个110kV出线间隔，投资概算：

176.21万元。

8）、通信

本工程通信方式初拟采用光纤、载波两种方式。

具体设计已委托相关部门设计中，本工程预留设备安装位置。

3.电气一次部分

3.1电气主接线

110kV**X变电所电气主接线的设计，依据《35～110kV变电所设计规范GB50059》和《35～110kV无人值班变电所设计规程》DL/T5103进行。

⑴110kV侧接线采用单母线分段接线，最终6回出线，2回主变进线。

一期工程建设1回出线，至县城110kV德党变电站。

⑵35kV侧接线采用单母线分段接线，最终8回出线，2回主变进线。

一期工程建设2回出线，1回至35kV班卡变电站，1回至35kV**X变电站，电气备用2回。

⑶10kV侧接线采用单母线分段接线，最终12回出线，4组补充电容器，2回主变进线。

一期工程建设6回出线，1回至果品厂（最大负荷3600kW），1回至老街子（最大负荷750kW），1回至新开发区（最大负荷1500kW），1回至天生桥（最大负荷560kW），1回至忙海（最大负荷300kW），1回至东半山（最大负荷1200kW）。

为限制10kV侧短路电流，10kV母线正常方式按分列运行考虑。

⑷中性点的接地方式：

①110kV系统为有效接地系统，主变中性点采用经隔离开关接地方式，可直接接地或不接地（带间隙保护），可满足系统不同运行方式。

②35kV中性点按经消弧线圈接地设计，以限制过电压水平，提高运行可靠性。

根据电网资料及单相接地电容的计算，本期工程不装设消弧线圈仅预留安装场地。

③10kV中性点按经消弧线圈接地设计，以限制过电压水平，提高运行可靠性。

根据电网资料及单相接地电容电流的计算，本期工程不装设相应的接地变压器及消弧线圈，仅预留安装场地。

④380/220V所用电系统采用中性点直接接地方式。

3.2短路电流计算

本变电所短路电流计算水平年为2015年，计算基准：

Sj=100MVA，Uj=Uav。

为限制10kV侧短路电流，10kV母线正常运行方式按分列运行。

各级电压三相短路电流及短路容量，结果列于表3－1。

表3-1短路电流计算结果表

短路计算点

三相路电流有效值（kA）

短路冲击电流峰（kA）

短路容（MVA）

110kV母线

11.81

30.12

2352.9

35kV母线

12.00

30.60

769.23

10kV母线

18.76

47.84

341.30

3.3主要设备和导体选择

⑴主变压器：

选用40MVA油浸式三相三绕组、低损耗、有载调压变压器，技术参数如下：

型号：

SFSZ11–40000/110GY

额定容量：

40000kVA

容量比（％）：

100/100/100

额定比：

110±8X1.25%/38.5±2X2.5%/10.5kV

调压方式：

有载调压

联接组别：

YN,yn0,d11

阻抗：

Ud1-2%=10.5，Ud1-3%=17.5，Ud2-3%=6.5

冷却方式：

自然油循环风冷

110kV中性点绝缘水平：

66kV等级

⑵110kV配电装置

①断路器：

选用SF6单断口瓷柱式断路器，1250A，31.5kA

②隔离开关：

选用完善化改进型水平旋转开启式户外交流高压隔离开关，1250A，31.5kA

③电流互感器：

选用SF6或油浸式电流互感器，5个二次绕组，变比根据保护要求和负荷大小选定，准确度等级按《电能计量装置技术管理规程》DL/T448要求配置。

④电压互感器：

选用电容式电压互感器，4个二次绕组，准确度等级按《电能计量装置技术管理规程》DL/T448要求配置。

⑤避雷器：

选用氧化锌避雷器Y10W-108/281GY。

⑶35kV配电装置

①35kV配电装置选用35kV金属铠装固定式成套开关柜，内配SF6断路器，主变进线柜及分段柜采用1250A，31.5kA。

馈线柜采用1250A，31.5kA。

电流互感器按三相配置，4个二次绕组，馈线柜加1只零序电流互感器，变比根据保护要求和负荷大小选定；电压互感器按3个二次绕组配置，准确度等级满足DL/T448的要求。

避雷器选用HY5WZ-51/125GY氧化锌避雷器。

②35kV户外配电设备：

隔离开关：

选用完善化改进型双柱水平旋转开启式户外交流高压隔离开关，1250A，31.5kA；电压互感器：

选用户外干式电压互感器，1个二次绕组；柜内避雷器：

选用氧化锌避雷器HY5WZ-51/125GY。

⑷10kV配电装置

①10kV配电装置选用10kV金属铠装固定式成套开关柜，内配固封式真空断路器，主变进线柜及分段柜采用3150A，31.5kA。

馈线柜采用1250A，31.5kA。

电流互感器按三相配置，3个二次绕组，馈线柜加1只零序电流互感器，变比根据保护要求和负荷大小选定；电压互感器按3个二次绕组配置，准确度等级满足DL/T448的要求。

柜内避雷器选用HY5WZ-17/45GY氧化锌避雷器。

②10kV户外配电设备：

隔离开关：

选用双柱水平旋转开启式户外交流高压隔离开关，630A，25kA；电压互感器：

避雷器：

选用HY5WS-17/50GY氧化锌避雷器。

⑸10kV并联补偿电容器装置：

选用户外集合式电容器补偿装置，串接X=5%电抗器，装设4极接地开关，其中3极用于进线，1极用于中性点。

⑹所用变压器和接地变压器：

因本期工程不装设接地变压器及消弧线圈等设备，仅预留安装场地。

故本期工程需安装10kV所用变压器，选用干式设变压器，单台容量按100kVA考虑。

⑺导体选择

①主变110kV、35kV侧进线工作电流按1.1倍变压器额定容量计算宜选用LGJ-300/40或2xLGJ-300/40型架空软导线与电气设备连接，10kV宜选用共箱母线（In=3000A）与10kV配电装置室内电气设备连接。

②110kV线路各出线间隔导线与线路一致配置。

③35kV、10kV开关柜至出线塔间的连接电缆按出线输送容量确定。

各电压等级导体选择结果参见表3-2。

表3-2导体选择结果表

电压等级

回路名称

回路工作电流（A）

导体选择

备注

110kV

主变进线、

出线、分段

210

LGJ-300/40

由经济电流密度控制

210

由载流量控制

35kV

母线、分段

600

2xLGJ-400/40

由载流量控制

主变进线

600

2xLGJ-300/40

由载流量控制

10kV

母线及进线铜排

1732

TMY-125×10

由载流量控制

主变进线

1732

TMY-125×10

由载流量控制

3.4绝缘配合及过电压保护和接地

⑴避雷器的配置

为防止线路侵入的雷电波过电压，110kV、35kV、10kV每段母线及110kV、35kV、10kV出线、主变压器三侧及110kV侧、35kV侧中性点均安装氧化锌避雷器；主变压器110kV侧中性点装设放电间隙和隔离开关。

⑵电气设备的绝缘配合

1）避雷器参数选择：

本工程110kV/35kV/10kV电压等级避雷器均选择无间隙氧化锌避雷器，110kV避雷器选用Yl0W-102/265GY，110kV中性点避雷器选用Yl.5W-72/186GY，35kV避雷器选用Y5W-51/125GY，35kV中性点避雷器选用Y5W-51/125GY，10kV出线避雷器选用HY5WS-17/50GY。

避雷器的主要参数参见表3-3。

表3-3避雷器的主要参数

项目

避雷器

备注

110kV

35kV

10kV

额定电压（kV,有效值）

102

51

17

最大持续运行额定电压（kV,有效值）

79.6

41

13.6

操作冲击（30／60us）2kA残压（kV峰值）

220

110

38.3

雷电冲击（8／20us）10kA（5kA）残压（kV峰值）

265

125（5kA）

45（5kA）

陡波冲击（1／5us）10kA（5kA）残压（kV,峰值）

281

145（5kA）

51.8（5kA）

2）电气设备绝缘配合

a．110kV电气设备绝缘配合：

110kV设备的绝缘水平由雷电冲击耐压确定，以避雷器雷电冲击l0kA残压为基准，配合系数取不小于1.4，110kV电气设备的绝缘水平及保护水平配合系数参见表3-4。

表3-4110kV电气设备的绝缘水平及保护水平配合系数

设备名称

设备的耐受电压值

雷电冲击保护

水平配合系数

雷电冲击耐压（kV,峰值）

lmin工频耐压

（kV有效值）

全波

截波

内绝缘

外绝缘

内绝缘

外绝缘

主变压器

480

450

550

200

185

实际配合系数

450／255=1.76

其它电器

550

550

550*

230

230

断路器断口间

550+100

550+100

230+70

230+70

隔离开关断口间

550+100

230+70

*其它电器设备中仅电流互感器承受截波耐压试验。

b．35kV电气设备和主变中性点的绝缘配合。

35kV电气设备的绝缘水平按DL/T620《交流配电装置的过电压和绝缘配合》选取。

35kV电气设备的绝缘水平参见表3-5。

表3-535kV电气设备和主变压器中性点的绝缘水平

设备名称

设备的耐受电压值

雷电冲击耐压（kV,峰值）

lmin工频耐压

（kV有效值）

全波

截波

内绝缘

外绝缘

内绝缘

外绝缘

主变压器

200

200

220

85

85

其它电器

185

185

95

95

断路器断口间

185

185

95

95

隔离开关断口间

215

118

c．10kV电气设备和主变中性点的绝缘配合。

10kV电气设备和主变中性点的绝缘水平按DL/T620《交流配电装置的过电压和绝缘配合》选取。

10kV电气设备和主变中性点的绝缘水平参见表3-6。

表3-610kV电气设备和主变压器中性点的绝缘水平

设备名称

设备的耐受电压值

雷电冲击耐压（kV,峰值）

lmin工频耐压

（kV有效值）

全波

截波

内绝缘

外绝缘

内绝缘

外绝缘

主变压器

75

75

75

35

35

其它电器

75

75

42

42

断路器断口间

75

75

42

42

隔离开关断口间

85

49

主变中性点（110kV侧）

325

325

325

140

140

主变中性点（35kV侧）

200

200

220

85

85

（3）外绝缘和绝缘子片数的选择

设备的外绝缘按III级防护等级选取，按最高运行电压选择设备的爬电距离和绝缘子的片数，110kV泄漏比距取25mm/kV，35kV、10kV泄漏比距取31mm/kV（户外）、20mm/kV（户内），单片绝缘子的爬电距离取450mm。

绝缘子宜选择瓷绝缘子，耐张绝缘子串取2片零值，悬垂绝缘子串取1片零值，110kV耐张绝缘子串宜取9片、悬垂绝缘子串宜取8片；35kV耐张绝缘子串宜取5片、悬垂绝缘子串宜取4片。

10kV耐张绝缘子串宜取2片、本工程设计绝缘子按XWP2-70型选取。

（4）直击雷保护

所区范围内共设置5避雷针，其中3支独立避雷针；110kV构架上2支避雷针，作全所的防直击雷保护，可满足规程对直击雷保护要求。

（5）接地

本变电所接地方式采用以水平接地体为主，辅以垂直接地极的复合接地网。

接地体的截面选择满足热稳定和腐蚀要求，工频接地电阻值满足《交流电气装置的接地》DL/T621的要求，设备的接地按“反措”要求。

依据现场勘测提供的资料，所址区域土壤电阻率的测量平均值为190Ω·m，经计算，本工程接地网工频接地电阻值约1.1Ω。

按接触电位差、跨步电位差进行校验及云南电网公司要求，接地网的工频接地电阻不大于0.5Ω，则接地电阻不满足要求，需采取降阻措施。

根据本变电站场地的土壤电阻率分布的特点，本变电站降阻措施拟采用如下方案：

先采用在变电所围墙范围内接地网填埋物理降阻剂的和装设6～8组电解地极方式，将变电所接地电阻降至0.5Ω以下。

如接地电阻仍不能满足要求，再采取接地网施工时预留的外引接地带在所区围墙外的区域实施相应的降阻措施，直至满足要求为止。

3.5配电装置

⑴110kV配电装置：

本工程110kV配电装置采用软母线中型布置方案，断路器单列布置。

设备相间距离2米，母线相间距离2.2米，间隔宽度8米，母线架高7.3米，出线架高10米，110kV出线均朝西南方向出线。

⑵35kV配电装置：

本工程35kV配电装置采用35kV金属铠装固定式成套开关柜，布置于35kV配电装置室内，为单层建筑。

出线设备布置于户外，出线架高7.3米，间隔宽度5米，35kV出线均朝西北方向出线。

⑶10kV配电装置：

本工程10kV配电装置采用10kV金属铠装移开式成套开关柜，布置于10kV配电装置室内，为单层建筑。

出线设备布置于户外，出线铁塔高8米，间隔宽度4米。

10kV出线分为西北段和东北段，均朝东北方向出线。

10kV并联补偿电容器成套装置布置于户外。

3.6电气总平面布置

本工程电气总平面布置是根据电气主接线方案，所址地形、地貌，并结合各电压等级线路出线方向进行设计。

本工程电气总平面布置力求紧凑合理，出线方便，减少占地面积，节省投资。

由于变电所所址场地附近地形起伏较大，场地北东、南西侧地形坡度较陡，而北西角有一单层农房，南东侧为一农耕路通过，变电所仅能在一块65×130m场地进行布置，且受进出线方向限制，故仅能作一个电气布置方案。

鉴于变电所地形呈长方形，进所道路位于东南面，并依据所址的地理位置及规划的各电压等级线路出线方向，110kV配电装置布置于所区西南面；35kV配电装置室布置在东北面；在110kV配电装置与35kV配电装置室间为主变压器安装场地；所区西北面为35kV出线场；在35kV配电装置室与35kV出线场间的西北部布置有10kV并联补偿电容器成套装置和10kV配电装置室；所区东北部紧邻进所道路布置主控制楼，为二层建筑。

变电所大门朝东南方向，与所外主公路连接。

所区内道路至主变压器安装场地的主道路宽4米，其余道路宽3.5米。

变电所围墙范围长×宽：

123m×60m，占地面积为7256m2。

电气总平面布置图详见图“YD—YK—CS—02”。

3.7所用电及照明

所用电系统为单母线分段接线，由4面AST智能型低压配电柜组成，带分段备自投功能。

正常分列运行，采用380/220V三相四线制接地系统。

所用变选用干式变压器，单台容量100kVA，接线组别为Dyn11，所用变分别引接在10kV两段母线上，重要负荷分别从两段母线双回路供电。

因本期工程仅安装1台所用变，所以另一回所用电进线电源从保留的施工电源变压器引来。

主控制楼、配电区（室）及变压器附近分别安装动力配电箱或电源箱，供给检修、试验和照明电源。

变电所设正常照明和应急照明。

正常照明由所用电系统供电。

设事故照明自动切换装置，供应急照明使用。

应急照明正常时由交流电源供电，可兼做正常工作照明，交流电源断电时自动切换到直流电源，通过事故照明分电箱供电。

全所在主控制楼、35kV及10kV配电室设置应急照明。

全所室内及户外照明均采用节能型灯具。

3.8电缆设施

本工程户内、户外均采用电缆沟及穿管敷设方式。

电力电缆及控制电缆全部选用阻燃型铜芯电缆。

二次控制电缆采用阻燃铜芯铠装屏蔽电缆，屏蔽层接地措施按国标GB50217《电力工程电缆设计规范》要求设计。

电缆防火延燃措施按国标GB50217《电力工程电缆设计规范》中电缆防火和阻止延燃措施设计。

3.9辅助设施及其它

变电所内不设电气试验室，电气试验由建设单位考虑集中统一安排。

有关继电保护、通信调试仪表及SF6气体检测、水份分析等设备由建设单位统筹安排。

4.电气二次部分

4.1直流系统与交流不间断电源

（1）全所设一套直流系统，用于继电保护、监控系统、事故照明等设备的供电。

直流系统电压采用DC220V，按单蓄单充的配置，单母线接线，采用阀控式密封铅酸蓄电池和N+1热备份型式高频开关电源。

蓄电池容量200Ah，按2h事故放电时间考虑。

直流馈线柜、充电柜、直流电池柜放置于主控室。

直流系统应具有自动恢复、交流电源自动切换、过流过压保护、定期恒流补充充电、绝缘在线监测、防雷等功能。

35kV、10kV部分母线采用双回路供电，110kV及主变等其余设备采用辐射供电方式。

直流系统图见图：

“YD—YK—CS—14”。

（2）为了给变电所自动化系统、火灾自动报警装置等重要负荷提供不间断电源全所设置一套交流不间断电源系统，采用交流和直流输入，直流电源采用所内直流系统供电。

交流不间断电源系统选用两套3kVA逆变电源，冗余配置，互为备用，组屏放置于主控室。

（3）在主控室设一