变电站方案及设计说明.doc

目录1.1 总的部分21.1.1 本典型设计站址环境条件及适用场合21.1.2 对设计方案的说明21.1.3 主要技术经济指标31.2 电力系统部分31.2.1 电力系统31.2.2 系统继电保护及安全自动装置31.2.3 系统通信及站内通信31.2.4 系统调度自动化41.3 电气一次部分41.3.1 电气主接线41.3.2 短路电流及主要电气设备、导体选择41.3.3 绝缘配合及过电压保护61.3.4 电气设备布置及配电装置91.3.5 站用电及动力照明101.3.6 电缆设施101.4 电气二次部分101.4.1 计算机监控系统101.4.2 二次设备布置121.4.3 直流系统131.4.4 交流不停电电源（UPS）系统131.4.5 元件保护及自动装置配置原则131.4.6 图像监视及安全警卫系统131.4.7 火灾探测报警系统131.5 土建部分141.5.1 概述141.5.2 站区总布置与交通运输141.5.3 建筑151.5.4 结构171.5.5 采暖通风171.5.6 给排水181.5.7 消防部分181.1 总的部分 220kV变电站典型设计方案A1对应主变压器采用120MVA国产优质的三绕组变压器，三绕组容量比采用100/100/50，电压等级采用220/110/35kV，配置有载调压开关，220kV、110kV配电装置采用户外布置、架空出线，35kV配电装置采用户内布置、全电缆出线，并配置假定组数的无功设备组合成的A1方案。1.1.1 本典型设计站址环境条件及适用场合海拔高度： 1000m。环境温度：-2040；最热月平均最高温度：35。覆冰厚度：10mm。设计风速：30m/s（50年一遇10m高10min平均最大风速）。污秽等级：级。日照强度：0.1W/cm2。最大冻土层厚度： 0.5m；地震设防烈度：7度，地震加速度为0.1g，地震特征周期为0.35s。洪涝水位：站址标高高于百年一遇洪水位和历史最高内涝水位，未考虑防洪措施。设计土壤电阻率：不大于100m。地基：地基承载力特征值fak=150kPa，无地下水影响。腐蚀：地基土及地下水对钢材、混凝土无腐蚀作用。适用场合：（1）城郊、农村一般非重负荷地区； （3）外界条件不受限制，站址选择比较容易区域； （2）地震烈度较高地区。1.1.2 对设计方案的说明 220kV变电站典型设计方案A1，方案为220、110kV配电装置平行布置方案。典型设计方案A1子方案基本技术组合见表1-1表1-1 220kV变电站典型设计A1方案子方案基本技术组合序号项目名称工 程 技 术 条 件1主变压器本期1台120MVA，最终2台120MVA。2出线回路数220kV本期2回，最终4回，架空出线；110kV本期4回，最终8回，架空出线；35kV本期5回，最终10回，电缆出线。3出线方向220kV假设朝北出线；110kV朝南出线；35kV朝西出线4无功补偿35kV无功补偿远景4组6000kvar电容器，本期2组6000kvar电容器。5电气主接线220kV远景双母线接线，本期单母线接线；110kV本期及最终双母线接线；35kV单母线分段接线，本期建设1M段母线6短路电流220、110、35kV短路电流水平分别为50kA、31.5kA、25kA7主要设备选型主变压器为户外、油浸、低损耗、自燃油循环风冷型三相三绕组有载调压电力变压器；220kV、110kV采用户外AIS设备，断路器采用柱式；35kV采用户成套设备；35kV并联电容器采用装配式电容器组，电容器采用集合式电容器；站用变采用干式变压器8配电装置220kV 、110kV户外软母线改进半高型布置，架空出线，间隔宽度13m和8m；35kV户内开关柜双列离墙布置；电容器组户外单列或双列布置9控制系统计算机监控，不设常规控制屏，监控与远动统一考虑，满足无人值班方式。10土建部分全站总建筑面积1200m2以内，主控制楼建筑面积800m2以内；主变压器消防采用化学灭火器消防方式11站址基本条件按地震峰值加速度0.10g，设计风速30m/s，地基承载力特征值fak=150kPa，地下水无影响，非采暖区，场地同一标高，按海拔1000m以下，级污秽区设计1.1.3 主要技术经济指标主要技术经济指标见表1-2表1-2 主要技术经济指标项 目数量备 注静态总投资（万元）4912仅计算平行布置方案的投资围墙内占地面积（hm2 ）1.533垂直布置方案为1.568hm2全站建筑面积（m2 ）1170.7主控制楼建筑面积（m2 ）740.71.2 电力系统部分1.2.1 电力系统 本典型设计按照给定的主变压器及出线规模进行设计，在实际工程中，要根据工程所在地区电力系统状况确定变电站的地位和作用具体设计。 各电压等级的设备短路电流水平按如下考虑：220kV电压等级的设备短路电流为50kA；110 kV电压等级的设备短路电流为31.5kA；35kV电压等级的设备短路电流为25kA。1.2.2 系统继电保护及安全自动装置 本典型设计不涉及系统继电保护专业的具体内容，在实际工程中，需要根据变电站系统情况具体设计。1.2.3 系统通信及站内通信本典型设计不涉及通信及站内通信专业的具体内容，在实际工程中，需要根据变电站系统情况具体设计。1.2.4 系统调度自动化本典型设计不涉及系统调度自动化专业的具体内容，在实际工程中，需要根据变电站系统情况具体设计。1.3 电气一次部分1.3.1 电气主接线1.3.1.1 变电站设计规模（1）本方案本期建设1台220kV、120MVA变压器，最终规模2台220kV、120MVA变压器。（2）220kV出线：本期2回，最终4回。（3）110kV出线：本期4回，最终8回。（4）35kV出线：本期5回，最终10回。（4）无功补偿：本方案远景每台主变压器35kV侧配置2组6Mvar并联电容器，共4组6Mvar并联电容器；本期1号主变压器35kV侧配置2组6Mvar并联电容器。实际工程无功补偿按照系统情况计算确定。1.3.1.2 220kV电气主接线本方案远景采用双母线接线，装设母联断路器；本期采用单母线接线，装设1组母线设备。220kV出线设置单相电压互感器，并预留装设三相高频阻波器及2组母线设备。1.3.1.3 110kV电气主接线本方案采用双母线接线，装设母联断路器及2组母线设备。110kV所有出线均装设电压互感器（A相），不设高频阻波器及相应的耦合、加工设备。1.3.1.4 35kV电气主接线 本方案远景采用单母线分段接线，1、2号主变压器分别接于1M、2M母线上；本期采用单母线接线，设1个分段隔离柜，装设1组母线设备。35kV电容器组采用单星形单电抗器、电抗器在前的接线。分别接在35kV的两端母线上。本期1号主变压器装设2组6000kvar电容器组，接在35kV的I段母线上。1.3.1.5 各级中性点的接地方式220kV、110kV均为中性点直接接地系统，主变压器中性点可根据运行要求，直接接地或不接地运行。35kV为中性点不接地系统。1.3.2 短路电流及主要电气设备、导体选择1.3.2.1 短路电流220kV：50kA；110kV：31.5kA；35kV：25kA。1.3.2.2 外绝缘爬电距离 本方案所有户内外设备的外绝缘爬距按级污秽等级考虑，即在最高运行线电压下所有220、110kV户外设备的外绝缘泄露比距要求不小于25mm/kV，所有35kV户外设备的外绝缘泄露比距要求不小于31mm/kV,35kV户内设备的外绝缘爬距要求不小于20mm/kV。1.3.2.3 主要电气设备选择（1）主变压器。采用有载调压三相三绕组变压器；220kV变电站作为向当地110kV及35kV电网供电的主要电源，应采用降压型变压器；变压器冷却方式推荐采用自然油循环风冷（ONAF）；变压器低压绕组额定容量按照50%全容量考虑，选用60MVA；额定电压为：22081.25%/121/36kV；接线组别：YNa0dll；阻抗电压：Uk1-2%=14，Uk1-3%=25，Uk2-3%=9；在实际工程设计中，应根据当地系统条件，来选择电压比及阻抗电压。（2）断路器。220kV、110kV断路器采用SF6单断口断路器。 按照系统短路电流水平，220kV断路器开断电流为50kA，110kV断路器开断电流为31.5kA，（3）隔离开关。220kV配电装置隔离开关选用单柱垂直伸缩式、三柱旋转开启式两种型式，额定电流2000A，3s热稳定电流50kA，动稳定电流峰值125kA；110kV配电装置隔离开关选用单柱垂直伸缩式、双柱水平开启式两种型式，额定电流1250A，3s热稳定电流31.5kA，动稳定电流峰值80kA。（4）互感器。220kV、110kV电流互感器均采用油浸式电流互感器；220kV、110kV电压互感器均采用电容式电压互感器，母线采用三相电压互感器，出线采用单相电压互感器。（5）避雷器。本方案避雷器均采用氧化锌避雷器。（6）35kV成套开关柜。35kV开关采用户内手车式开关柜，内装真空断路器或SF6断路器（电容器回路），主变压器回路断路器配进口真空泡。馈线开关柜额定电流为1250A，额定开断电流为25kA；主变压器进线柜为1600A，电容器开关柜额定电流为1250A，额定开断电流为31.5kA。（7）35kV并联电容器装置。无功补偿为户外集合式电容器补偿装置，电容器组串接6%干式空芯串联电抗器。串联电抗器、放电线圈、避雷器等由厂家成套供货。（8）站用变压器。本方案站用变压器选用干式设备，站用变压器容量按250kVA考虑。1.3.2.4 导体选择220kV、110kV侧导线均采用软导线。规划远景220kV母线最大穿越功率为650MVA，110kV母线最大穿越功率按1.5倍主变压器容量计算。导体选择的原则：（1）母线的载流量按最大穿越功率考虑，按发热条件校检。（2）各级电压设备间连线按回路通过最大电流考虑，按发热条件校检。（3）220kV出线回路的导体截面按不小于送电线路的截面考虑。（4）导体截面应进行电晕校检及对无线电干扰校检。（5）主变压器引线载流量按低压侧额定容量计算，母线载流量按主变压器低压最大可能的无功容量计算。各级导线选择的结果见表1-3。表1-3 各级电压导体选择结果电压（kV）回路名称回路工作电流（A）选用导体导体截面选择的控制条件根数型号载流量（A）220母线17062LGJ-500/352048由长期允许电流控制主变压器3311LGJ-500/351024由经济电流密度控制线路2LGJ-400/351764由长期允许电流控制母联11942LGJ-400/351764由长期允许电流控制110母线9452LGJ-400/351764由长期允许电流控制主变压器6622LGJ-300/251520由经济电流密度控制线路注1LGJ-240/30662由长期允许电流控制母联6622LGJ-3001520由长期允许电流控制35母线11591TMY-100102195由长期允许电流控制主变压器10391LMY-125102089由经济电流密度控制220kV出线导体规格按2LGJ-400/35，110kV出线导体规格按1LGJ-240/30假设1.3.3 绝缘配合及过电压保护（1）电气设备的绝缘配合，参照国家行业标准DL/T-620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合确定的原则进行。（2）220kV、110kV氧化锌避雷器按GB10322000交流无间隙金属氧化物避雷器及DL/T-804-2002交流无间隙金属氧化物避雷器的使用导则中的规定进行选择。1.3.3.1 220kV电气设备的绝缘配合 （1）避雷器选择。 220kV氧化锌避雷器按国内制造厂生产的设备选型，作为220kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表1-4。表1-4 220kV氧化锌避雷器主要技术参数项 目Y10W型额定电压（kV，有效值）204最大持续运行电压（kV，有效值）159操作冲击（30100 us ）2kA残压（kV，峰值）452雷电冲击（8/20 us）10kA残压（kV，峰值）532徒波冲击（1 us）10kA残压（kV，峰值）594（2）220kV电气设备的绝缘水平。220kV系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般能耐受操作过电压的作用。所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。雷电冲击的配合以雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取1.4。220kV电气设备绝缘水平见表1-5。表1-5 220kV电气设备绝缘水平设备名称设备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）1min工频耐压（kV，峰值）全波截波内绝缘外绝缘内绝缘外绝缘主变压器95095010503953951.4532=744.8（kV，峰值）实际配合系数950/532=1.79截波配合系数1050/582=1.77其它电器9509501050*395395断路器断口间950950395395隔离开关断口间1050395* 仅电流互感器承受截波耐压试验1.3.3.2 110kV电气设备的绝缘配合 （1）避雷器选择。 110kV氧化锌避雷器按国内制造厂生产的设备选型，作为110kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表1-6。表1-6 110kV氧化锌避雷器主要技术参数项 目Y10W型额定电压（kV，有效值）102最大持续运行电压（kV，有效值）79.6操作冲击2kA残压（kV，峰值）226雷电冲击10kA残压（kV，峰值）266陡波冲击10kA残压（kV，峰值）297（2）110kV电气设备的绝缘水平。110kV系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般能耐受操作过电压的作用。所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。雷电冲击的配合以雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取1.4。110kV电气设备绝缘水平见表1-7表1-7 110kV电气设备绝缘水平设备名称设备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）1min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5505506302302301.4266=372.4（kV，峰值）实际配合系数450/266=1.69截波配合系数550/297=1.85其它电器550550630*230230断路器断口间550550230230隔离开关断口间630230230* 仅电流互感器承受截波耐压试验1.3.3.3 35kV电气设备及主变压器中性点的绝缘配合 （1）避雷器选择。目前国内厂家生产的氧化锌避雷器，其保护性能和工作特性优良。为此，35kV侧配置Y5W51/134型氧化锌避雷器，其主要技术参数见表1-8。表1-8 35kV 氧化锌避雷器主要技术参数名 称Y5W51/134型避雷器额定电压（kV，有效值）51最大持续运行电压（kV，有效值）40.8操作冲击残压（kV，有效值）114雷电冲击（8/20 us）10kA残压（kV，峰值）134陡坡冲击（1/5 us ）5kA残压（kV，有效值）154（2）35kV电气设备的绝缘水平。35kV电气设备及主变压器中性点的绝缘水平按国家标准选取，有关取值见表1-9。表1-9 35kV电气设备的绝缘水平设备名称设备耐受电压值雷电冲击耐压（kV，峰值）1min工频耐压（kV，峰值）全波截波内绝缘外绝缘内绝缘外绝缘主变压器低压侧2001852208580主变压器中性点325325325140140断路器断口间1851859595隔离开关断口间215118其它电3.3.4 雷电过电压保护 （1）主变压器的绝缘配合。本工程选用三相电力变压器，根据过电压规程要求，主变压器由220、110、35kV三侧的母线避雷器进行保护。具体工程应对220、110、35kV三侧的母线避雷器保护范围进行校检。 （2）220、110kV配电装置雷电过电压保护。每段主母线均设置避雷器。 （3）防直击雷。变电站采用2支40m高独立避雷针和15支构架避雷针联合进行直击雷保护。具体工程应进行针对性的防直击雷计算。1.3.3.5 接地主接地网采用不等距网格布置，接地网工频接地电阻设计值应满足规程要求，如果工程计算值超出允许值，应采取必要措施。一般情况下，主接地网水平接地体及主设备接地引下线，可选用热镀锌扁钢，集中垂直接地体可选用镀锌钢管。具体工程应根据实际短路入地电流进行选择计算；对于地下水位较高、地中腐蚀性较严重的地区，建议可以在实际工程中选用铜质接地体。1.3.3.6 电气设备外绝缘及绝缘子串泄露距离变电站环境考虑海拔1000m以下，国家级污秽区，按国家标准GB/T 16434-1996高压架空线路和发电厂、变电站环境污区分级及外绝缘选择标准中规定，取中性点直接接地系统泄露比距为25mm/kV（最高电压），中性点不接地系统泄露比距为31mm/kV（最高电压）（1）按此要求选择设备，折算成外绝缘有效爬电距离：220kV设备不小于25225mm=6300mm；110kV设备不小于12625mm=3150mm；35kV设备不小于40.531mm1256mm。（2）按此要求选择绝缘子串片数。耐张串选用XWP-100型绝缘子组装成串，单片XWP-100绝缘子泄露距离为450mm；悬垂串选用XWP-70型绝缘子组装成串，单片XWP-70绝缘子泄露距离为400mm。绝缘子串片数选择计算如下：220kV绝缘子串片数：25252/450=14（耐张），25252/400=15.8（悬垂）；110kV绝缘子串片数：25126/450=7（耐张），25126/400=7.88（悬垂）；35kV绝缘子串片数：3140.5/450=2.79（耐张）。根据上面计算结果，再考虑取耐张零值绝缘子2片，悬垂零值绝缘子2片，220kV耐张串片数16片，悬垂串片数16片；110kV耐张串片数9片，悬垂串片数9片；35kV耐张串片数5片。1.3.4 电气设备布置及配电装置1.3.4.1 电气设备布置根据变电站假定的进出线方向，设定220kV户外配电装置布置在变电站北侧，平行布置方案110kV户外配电装置布置在变电站南侧，35kV配电装置及电容器组布置在变电站西侧，主变压器场地位于站区中央，变电站进站道路从东接入，主控制楼连同站前区位于进站道路入口处以南。平行布置方案中，220kV朝北向出线，110kV朝南出线，进站道路从东接入，主控制楼“L”布置，电容器组“”布置，站区围墙内占地23.02亩。1.3.4.2 220kV配电装置220kV配电装置采用户外软母线改进半高型单列布置型式，设置4回出线构架，高度14.0m，间隔宽度13.0m。所有出线的通信及保护按光纤通道方式考虑，同时相应预留、设置三相阻波器和电容式电压互感器（A相）或耦合电容器（B、C相）的安装位置。由于间隔宽度均为13.0m，为满足三相阻波器悬挂的要求，若通信及保护采用通道方式，可限制阻波器外径的制造尺寸。改进半高型屋外配电布置不但具有占地面积少、造价省的特点，还具有安装、运行、维护检修方便的优点。220kV配电装置纵向尺寸（道路中心至围墙）45.9m。220kV平断面布置详见相关图纸。本期220kV采用单母线过渡接线，母线构架及母线导线本期一次上齐，以减少扩建停电时间。1.3.4.3 110kV配电装置110kV配电装置采用户外软母线改进半高型单列布置型式，设置8回出线构架，高度10.0m，间隔宽度8.0m。改进半高型屋外配电布置不但具有占地面积少、造价省的特点，还具有安装、运行、维护检修方便的优点。110kV配电装置纵向尺寸（道路中心至围墙）34.8m。110kV平断面布置详见相关图纸1.3.4.4 35kV配电装置及电容器组场地35kV配电装置采用户内开关柜双列布置方式。35kV无功补偿装置采用户外集合式电容器成套装置，平行布置方案采用单列布置方式。1.3.5 站用电及动力照明1.3.5.1 站用电系统（1）概述。站用变压器室设置于35kV开关室旁，可缩短35kV电源电缆及到站用变的电缆长度。（2）站用变压器的选型。根据中华人民共和国电力行业标准DL/T 5155-2002220kV500kV变电站所用电设计技术规程，本方案选用国产干式变压器。站用变压器推荐选用Dyn11接线的变压器。（3）站用电接线。本期共安装2台站用变压器，1号站用变高压侧接在1号主变压器低压侧上，其低压侧接于站用电屏的1M母线上，2号站用变高压侧本期从站外可靠的35kV电源引接，待2号主变压器建设时，再改接到2号主变压器的低压侧，2号站用变低压侧接于站用电屏的1M母线上。380/220V站用电系统为单母线分段接线，由5面MNS型低压配电屏供站用电负荷，两台站用变压器各带一段负荷。（4）站用电负荷及设备选择。具体工程中应按照实际站内交流负荷情况统计。根据定量负荷统计，站用负荷约为185kVA，因此变电站两台站用工作变容量均选用250kVA。（5）站用电布置。为节约电力电缆，站用电低压配电屏布置主控制楼继电保护室内，全站安装5面MNS型抽屉式低压配电屏。（6）站用变保护。本方案站用变压器回路采用断路器进行保护。 1.3.5.2 动力照明（1）动力电源系统。按功能区域配置检修电源，电源引自站用配电屏。（2）照明电源系统。照明电源系统根据运行需要和事故处理时照明的重要性确定。其电源分交流站用电源和直流电源两种。交流站用电源来自站用配电屏，主要供正常照明；直流电源是由蓄电池直流母线经直流电屏转供，主要供站内事故照明。直流电源容量应满足维持事故照明1h的要求。（3）主要照明方式。户外采用低位投光灯作为操作检修照明；沿道路设置草坪灯作为巡视照明。配电装置室可采用投光灯配合荧光、白炽灯混合照明；继电器室等生产用房采用荧光灯、白炽灯混合照明；其他房间采用组合式荧光灯照明。主控楼内各生产用房、进出口通道和配电装置室均设事故照明，事故照明采用白炽灯。1.3.6 电缆设施 主控制楼继电保护室一层设电缆夹层，站内配电装置之间的连接电缆通过电缆沟连接，在部分过道路处和进出建筑物的地方电缆穿管敷设。1.4 电气二次部分1.4.1 计算机监控系统 （1）设计原则。变电站监控系统采用成熟先进的计算机监控系统，按无人值班设计。设计原则如下：a）计算机监控系统采用分层分布式网络结构，按无人值班设计，站控层设备及功能适当简化。b）计算机监控系统完成对变电站内所有设备的实时监视和控制，数据统一采集处理，资源共享，不再另外设置常规的控制屏以及模拟屏。c）测控装置采用交流采样技术采集电气模拟量信号。d）保护动作及装置报警等重要信号采用硬接点方式输入测控单元。e) 远动数据传输设备冗余配置，计算机监控主站与远动数据传输设备信息资源共享，不重复采集。f) 计算机监控系统具备防误闭锁功能，能完成全站防误操作闭锁。g) 全站配置一套公用的GPS对时系统，主时钟源按双重化配置。h) 计算机监控系统具有与电力调度数据专网的接口，软、硬件配置应能支持联网的网络通信技术以及通信规约的要求。i) 向调度端上传的保护、远动信息量按现有相关规程执行。j) 计算机监控系统的网络安全应严格按照电力监管会2004年5号令电力二次系统安全防护规定执行。（2）监控范围。结合变电站无人值班方式的特点和目前计算机监控系统在变电站的应用情况，确定计算机监控系统的监控范围如下：a）全站的断路器、隔离开关及电动操作的接地开关；b）主变压器的分接头调节（有载调压变压器）及35（10）kV无功补偿装置自动投切；d）直流系统和UPS系统；e）通信设备及通信电源告警信号；f）火灾报警系统；g）站用变压器、直流系统、UPS系统的重要馈线开关状态；h）图像监视及安全警卫系统的报警信号；i）消防水泵、排水泵等重要辅助设备运行状态信号；j）变电站内重要房间的通风采暖等动力环境。（3）操作控制方式。变电站监控系统按无人值班要求，操作控制功能按集控中心（调度端）、站控层、间隔层、设备级的分层操作原则考虑。操作权限由集控中心（调度端）、站控层、间隔层、设备级的顺序层层下放。原则上站控层、间隔层和设备层只作为后备操作或检修操作手段，这三层的操作控制方式和监控范围可按实际要求和设备配置灵活应用。此外在强电二次回路还应具有备用操作手段。在监控系统运行正常的情况下，任何一层的操作，设备的运行状态和选择切换开关的状态都应处于计算机监控系统的监视之中。在任何一层的操作时，其他操作级均应处于被闭锁状态。系统出现故障（软硬件）时，应能立即发信至集控站或调度端并闭锁远方控制。（4）系统配置。监控系统由站控层和间隔层两部分组成，通过分层分布式网络系统实现连接。a）站控层设备的配置原则。按照功能分散配置、资源共享、避免设备重复设置的原则，满足无人值班的要求，站控层设备及功能应适当简化。站控层硬件设备主要由一台主机兼操作员站和两台远动工作站组成。站控层数据库以及主接线图等按变电站远景规模设置参数，便于以后扩建工程的实施。b）间隔层设备的配置原则。间隔层设备按各期工程规模配置I/O测控装置，220kV及110kV的I/O测控装置集中布置于继电室，35（10）kV I/O 测控装置分散布置于35（10）kV开关柜上。I/O测控单元宜按断路器回路配置，其原则是测控单元可随一次设备电气间隔的检修而退出运行。I/O测控单元屏上应配备操作面板，用于对断路器进行控制。I/O测控单元应为模块式结构的成熟可靠产品。站控层设备之间宜采用双以太网通信，间隔层设备通过网络接口与站控层通信。间隔层各种设备和器件应达到IEC 60255抗电磁干扰标准。（5）系统网络结构。监控系统采用分层分布式网络结构，可分为站控层和间隔层，站控层与间隔层直接经过站控层网络连接。监控系统网络可采用单层或双层光纤以太网，在工程实施过程中应根据具体招标结果确定。（6）系统软件工作平台。监控系统站控层设备软件工作平台推荐采用UNIX或WINDOWS操作系统。UNIX操作系统的特点主要是系统成熟，稳定性好，不易受病毒感染，但软件编制繁杂，维护、修改较复杂；WINDOWS操作系统的特点是操作界面友好，易于为用户接受，但其自身存在着较多的Bug，易受病毒攻击，其应用软件必须经过严格的稳定性、容错性检验，同时应具有较强的反病毒攻击的措施。（7）系统功能。计算机监控系统实现对变电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备遥测、遥信、遥调、遥控等全部的远动功能，具有与调度通信中心交换信息的能力。计算机监控系统具体功能要求按DL/T 5149-2001220kV500kV变电所计算机监控系统设计技术规程执行，推荐方案对以下几个功能的设计予以细化和补充说明。a）时钟同步。b）防误操作闭锁。c）远动功能。d）远动通信规约。e）与继电保护的信息交换。f）计算机监控系统应考虑采集电能计量的数据。1.4.2 二次设备布置1.4.2.1 变电站二次设备组屏原则 （1）变电站二次设备柜体结构、外形及颜色均应统一。 （2）监控系统组屏原则。220kV每两个单元组1面测控柜；110kV每三个单元组1面测控柜；每台主变压器组1面测控柜；35kV采用测控保护一体化布置，布置在相应开关柜。 （3）保护组屏原则。220kV每回线路2面保护柜；220kV母线保护2面柜；110kV每2回线路组1面保护柜；110kV母线保护1面柜；每台主变压器配2面保护柜；110、220kV系统各配置1面故障录波器柜；两台主变压器配置1面故障录波器柜。1.4.2.2 二次设备布置方案 （1）计算机监控系统的站控层设备及220kV系统、110kV系统和主变压器的保护柜、测控柜及相应的公用柜（直流分电柜、电能表柜、故障录波器柜）等二次设备布置于主控制楼继电保护室内；35kV系统的间隔层测控及保护设备下放，布置于相应的开关柜内。（2）继电器室应符合GB2887-1989计算机场地技术条件的规定，应尽可能避开强电磁场、强振动源和强噪声源的干扰，还应考虑防尘、防潮、防噪声，并符合防火标准。 （5）蓄电池组架安装，设置独立蓄电池室，布置于主控制楼一层。 （6）备用屏位按远景屏位的10%15%考虑预留。1.4.3 直流系统 直流系统电压采用220V，采用两组阀控式密封铅酸蓄电池组，每组蓄电池组容量按2h放电时间进行计算，单组容量为300Ah，不设端电池，单组蓄电池为104只，蓄电池组架安装，设蓄电池室。直流系统采用两套高频开关充电装置（充电模块按 n+1配置）进行充电、浮充电；直流系统接线采用单母线分段，两段母线采用刀开关联络。直流系统设有微机型绝缘检测装置。1.4.4 交流不停电电源（UPS）系统 变电站配置一套交流不停电电源（UPS）系统，可采用主机冗余配置方式，或采用模块化N+1冗余配置，每套容量57.5kVA左右。UPS为变电站内计算机监控系统、故障保护信息子站、电能计费系统、故障录波系统、火灾报警系统及通信设备等重要设备提供电源。UPS系统不自带蓄电池组，直流电源由站内220V或110V直流系统提供。工程设计时应根据变电站的规模和UPS负荷，对UPS容量进行计算确定。1.4.5 元件保护及自动装置配置原则 元件保护设计按照GB14285-1993继电保护和安全自动装置技术规程及国家电网公司十八项电网重大反事故措施的规定，主要原则如下： （1）主变压器保护按双主双后备配置，均采用微机型，优先采用主后备一体化设备。 （2）主变压器配置1面微机型故障录波器柜。 （3）35kV电容器保护采用测控保护一体化的微机型装置。1.4.6 图像监视及安全警卫系统 为便于运行管理，保证变电站安全运行，在变电站内设置一套图像监视及安全警卫系统。其功能按满足安全防范要求配置，不考虑对设备运行状态进行监视，配置原则如下：沿变电站围墙四周设置远红外线探测器或电子栅栏；大门和主控制楼入口处设置摄像头；各配电装置区设置室外摄像头；继电器室、蓄电池室以及各级电压配电装置室均安装室内摄像头。完成变电站全站安全、防火、防盗功能，在有保安人员值班处，设置图像监视终端显示器。安全警卫系统报警接点信号可远传至集控中心或调度端。由于图像远传对通信通道及运行维护水平要求较高，在具备通道条件的地区，可将图像远传至集控中心；当暂不具备条件时，应留有向远方传送图像信号的接口和扩展的条件。工程设计中应根据变电站实际情况，提出具体配置方案。1.4.7 火灾探测报警系统 站内设置一套火灾报警及控制系统。火灾报警控制器的容量、性能要求及相应接口均按照终期规模考虑，火灾探测报警区域包括主控制楼、各级电压配电装置室及主变压器等。根据安装部位的不同，采用不同类型和原理的探测器。火灾报警控制器宜设在变电站的主控制楼内，当有火情发生时，火灾报警控制器可及时发出声光报警信号，显示发生火警的地点。并可通过通信接口将信息送至变电站的计算机监控系统或通过光缆将信息传至集控站，同时还可以通过数据网远传至调度端。1.5 土建部分1.5.1 概述（1）站区场地概述a）站址按设定的正北方向布置，采用建筑坐标系；b）土建按最终规模设计；c）设定场地设计为同一标高。（2）设计的原始资料变电站设计标高零米以下的内容不属于本次设计范围。站区地震动峰值加速度按0.10g考虑，地震作用按7度抗震设防烈度进行计算，地震特征周期为0.35s；地基承载力特征值fak=150kPa；地基土及地下水对钢材、混凝土无腐蚀作用；海拔1000m以下。（3）主要建筑材料a）现浇钢筋混凝土结构。混凝土：C30、C25用于一般现浇钢筋混凝土结构及基础；C10、C15用于混凝土垫层。钢筋：HPB235级、HRB335级。b）砌体结构。砖及砌块：MU7.5MU30。砂浆：M5M15。c）钢结构。钢材：Q235、Q345。螺栓：4.8级、6.8级。1.5.2 站区总布置与交通运输1.5.2.1 站区总平面布置全站总平面布置假设220kV向北出线，220kV配电装置布置在站区的北侧。平行布置方案：110kV配电装置布置在站区南侧，朝南架空出线，35kV配电装置布置在站区西侧的35kV配电装置室内，站用变与35kV配电装置同一座建筑布置；35kV无功补偿装置布置在35kV配电装置室的南侧；站区中央布置主变压器。变电站大门设在站区东侧，进站后有舒畅的感觉。建筑门厅正对进站主道路，不仅便于巡视、生产和管理，且自然形成良好的视觉效果。主控制楼按其不同功能争取最好的朝向和自然通风，在其周围可适当绿化，美化环境。主要技术经济指标见表1-10。表1-10 站区主要技术经济指标表序号项 目方案 平行布置垂直布置1站区围墙占地面积（hm2）1.5331.5682总建筑面积（m2）1170.71173.53站区主要电缆沟长度（m）4835214站内道路面积（含站前停车场）（m2）377841755绝缘地坪和操作小道面积（m2）133612356站区围墙长度（m）4945391.5.2.2 进站道路 平行布置方案进站道路由东引接，路面宽度取4.5m，进站道路与引接公路相接处转弯半径取12m。 站区竖向设计按平坡式布置方案，场地按不小于0.5%的坡度向南北两个方向找坡，并在场地内每间隔30m40m和在被电缆沟分割的小区域内设置与雨水井收集场地雨水，同时，在电缆沟适当位置设置过水盖板，以保证场地排水畅通而避免积水。场地水利用路边设置的雨水井收集，通过站区排水系统向外排放。1.5.2.3 竖向布置站区场地竖向布置采用平坡式，场地设计平均标高取为0.00m。主要建筑物室内外高差取0.30m。1.5.2.4 管沟布置站区内电缆沟、上下水管、油管布置时按沿道路、建构筑物平行布置的原则，从整体出发，统筹规划，在平面与竖向上相互协调，远近结合，间距合理，减少交叉。同时应考虑便于检修和扩建。场地电缆沟盖板高出地面0.10m，穿越道路时取消沟盖板，改为采用埋设钢管方式。电缆沟一般采用砖砌，沟壁内外粉防水砂浆。电缆沟盖板采用包角钢混凝土盖板，具有平整、加工方便、不易破损等优点。1.5.2.5 道路及场地处理（1）道路。站内道路采用公路（郊区）型道路，无路牙，路面为混凝土路面。路面只设横坡，不设纵坡，道路边缘高于场地0.10m，与电缆沟盖板顶面平齐。站内主干道即主变压器运输道路宽取4.5m，其余车道均为3.5m或3.0m。平板车的牵引车道路转弯半径取9m，其余转弯半径均为6m。建构筑物的引接道路，转弯半径根据实际情况定。（2）配电装置场地处理。屋外配电装置场地根据需要，布置巡视小道。巡视小道宽1.5m，部分场地可利用电缆沟作巡视小道。凡需进行巡视、操作和检修的设备，在设备支架柱中心外1.0m（4m2）范围内铺设150mm厚碎石垫层，150mm厚C15混凝土操作地坪。1.5.3 建筑1.5.3.1 全站建筑物简述 站内建筑物包括：主控制楼、35kV配电装置室。平行布置方案全站总建筑面积为1170.7m2，具体见表1-11。表1-11 建筑物面积一览表序号建筑物名称建筑面积（m2）备 注1主控制楼740.7二层框架结构235kV配电装置室430一层框架结构总计1170.71.5.3.2 主控制楼建筑（1）主控制楼建筑平面布置。根据总平面布置，主控制楼建筑方案设计时将主控制室布置在大楼左侧，将各工艺专业功能相近的用房尽量合并，以节约建筑面积，便于运行管理。通过对主控制楼使用功能的分析，以主控制室为中心，以矩形为基本单元，经过优化组合，形成两个主控制楼方案。将生产设备用房及办公用房相对集中布置，构成一栋集生产、运行于一体，模块化设计的建筑综合体。一层布置：电缆层、蓄电池室、消防器材室、备品备件间、保安室、门厅和卫生间；二层布置：继电保护室、大小机动室、资料室、工具仪表室和生活间。主要使用功能和建筑面积指标：主控制楼平行布置方案为两层建筑，平面为“L”字形，占地面积为368.0m2；整个建筑物面积为740.7m2；建筑物体积为2660m3。 （2）主控制楼立面造型及建筑形象设计。建筑立面设计从尺度、色彩等方面入手，力求简洁、舒展，采用平屋顶，既有工业建筑的气势和明快，又能表现出本地区建筑的典雅和舒适。立面的设计富于变化，加入了欧式线条，使整个建筑的立面简洁又不缺乏丰富，在檐口、雨篷等处的处理力求一致以形成统一的风格。剖面设计中根据个房间的不同使用功能，采用了不同的标高和层高。一层层高均取3.20m，二层继电保护室净高为3.30m，层高取为4.50m，其余层高取为3.20m。这样充分利用了建筑空间，达到了减少建筑体积与建筑面积、节约投资的目的。 立面造型通过几何体的穿插咬合形成简洁刚劲、关系明确、错落有致的建筑体量，体现现代建筑严谨、严格、严肃的特性，做到风格简约又不失细节。 （3）建筑装修 1）外墙：采用环保型建筑涂料饰面，以颜色搭配来适应不同地区的气候条件。2）门窗：除部分选用木门及钢质防火门外，其余均采用塑钢门窗。 3）屋面：防水等级级，采用卷材防水。设置刚柔两道设防的防水保温屋面。 对门厅及继电保护室等房间进行重点装修，以满足生产运行的需要。 室内装修详见表1-12。表1-12 室内装修一览表房间名称楼（地）面材料墙 面平 顶其 他电缆层、蓄电池室、消防器材室水泥砂浆地面乳胶漆涂料面刷乳胶漆设置窗帘盒、纱门、纱窗，并在平顶与墙面交接处设置压条线继电保护室、资料室、工具仪表室、保安室、大小机动室、生活间、备品备件间地砖乳胶漆涂料面刷乳胶漆卫生间防滑地砖瓷砖墙面PVC板吊顶卫生间采用磨砂玻璃门厅、走廊、楼梯地砖乳胶漆涂料面刷乳胶漆1.5.3.3 辅助及附属建筑35kV配电装置室为一层布置，跨度13m，长32.30m，净高4.50m，层高6.00m，室内外高差0.30m。35kV配电装置室地面采用水泥砂浆地面，可涂不起尘的油漆，内墙采用乳胶漆，不设吊顶，顶棚采用乳胶漆涂料。外立面装饰材料及风格、色调同主控制楼。门采用普通钢门，窗采用塑钢窗。1.5.4 结构 建筑物的抗震设防类别按DL/T5218-2005220kV500kV变电所设计技术规程8.3.21条执行。安全等级采用二级，结构重要性系数为1.0。1.5.4.1 主控制楼结构 主控制楼为二层建筑，框架结构，并根据需要局部设置构造柱。墙体厚200mm，楼（屋）面均为现浇钢筋混凝土梁板，混凝土强度等级采用C25或C30，钢材采用HPB235、HRB335级钢。 根据设定地质