大庙镇600KW光伏电站10kV升压站接入发案..

38 大庙镇大庙镇 600KW600KW 光伏电站光伏电站 10kV10kV 升压站升压站 接入发案接入发案 6 1 编制依据 39 6 2 电气一次设计 39 6 2 1 光伏并网电站接入电力系统的方式 39 6 2 2 电气主接线 40 6 2 3 主要电气设备选择 41 6 2 5 过电压保护及接地 47 6 2 7 电缆敷设与防火 49 6 2 8 电气设备布置 49 6 2 9 主要电气设备表 50 6 3 电气二次设计 54 6 3 1 电站的综合自动化系统 54 6 3 2 计算机监控系统 54 6 3 3 系统继电保护 57 6 3 4 调度自动化 58 6 3 5 直流及 UPS 电源系统 60 6 3 6 视频安防系统 60 6 3 7 火灾自动报警系统 60 6 3 8 环境监测系统 61 6 3 9 电气二次设备布置 61 6 3 10 电气二次设备 61 39 6 16 1 编制依据编制依据 项目设计遵循以下标准 规范 高压 低压预装箱式变电站选用导则 DL T 537 2002 导体和电器选择设计技术规定 DL T 5222 2005 电能量计量系统设计技术规程 DL T 5202 2004 电测量及电能计量装置设计技术规程 DL T 5137 2001 电力系统调度自动化设计技术规程 DL5003 2005 电测量及电能计量装置设计技术规程 DL T 5137 2001 电网调度管理条例 中华人民共和国国务院令第 115 号 建筑设计防火规范 GB50016 2006 继电保护和安全自动装置技术规程 GB T 14285 2006 电力工程电缆设计规范 GB 50217 2007 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB T 50062 2008 光伏系统并网技术要求 GB T 19939 2005 光伏发电站接入电力系统技术规定 GB T 19964 2012 电力设施抗震设计规范 GB50260 2013 3 110kV 高压配电装置设计规范 GB50060 2008 建筑物防雷设计规范 GB50057 2010 交流电气装置的接地设计规范 GB T50065 2011 6 26 2电气一次设计电气一次设计 6 2 16 2 1 光伏并网电站接入电力系统的方式光伏并网电站接入电力系统的方式 根据并网光伏电站的建设规模及滁州地区的电网现状 初步确定在场内建 设 1 座 10kV 开关站 送入距本开关站附近的 10kV 电网 本光伏电站最终接入 系统方案以接入系统专题报告的审查意见为准 光伏电站工程接入电力系统方式如下 光伏组件以 9 路 0 38kV 集电线路 接入本项目新建的 10kV 开关站的 10kV 段母线 6 2 26 2 2 电气主接线电气主接线 40 本期工程装机容量为 540KWp 拟将每 0 25kWp 太阳能电池与一台单机容 量为 60kW 的逆变器组成一个光伏发电单元 每个光伏发电单元经 60kW 逆变 器将直流电转换为低压交流电 9 个光伏发电单元合用 1 台双分裂箱式升压变 压器 电压比为 0 38 10kV 6 2 2 1 光伏电场电气主接线 1 逆变器与箱式变的组合方式 箱式变采用型号为 ZGS11 500 10kV 的预装箱式升压变压器 变比为 11 2x2 5 0 38 kV 双分裂变压器低压侧各接一台 600kW 逆变器 每台 60kW 逆变器设一个直流配电单元 每个直流配电单元设 12 个回路 其中每个 汇流箱各接入 12 个光伏组件回路 ZGS11 500 11 2 0 38kV 变压器低压侧 逆 变器直流侧接线方式见下图 图 6 1 ZGS11 500 11 2 0 38kV 变压器 0 38kV 侧接线图 41 6 2 36 2 3 主要电气设备选择主要电气设备选择 由于现阶段本光伏电站接入系统设计尚未最终完成 本阶段未能开展短路 电流计算 电站 10kV 电气设备的三相短路电流水平参数暂按 31 5kA 进行电气 设备选型 待接入系统审批以后 进行短路电流计算之后 再进行修正 1 10kV 高压开关柜 型式 10kV 铠装移开式交流金属封闭开关设备 型号 KYN61B 40 5 额定工作电压 40 5kV 额定工作电流 出线 1250A 馈线 630A 额定短路开断电流 有效值 31 5kA 额定短路关合电流 峰值 80kA 额定动稳定电流 峰值 80kA 4s 热稳定电流 有效值 31 5kA 外壳防护等级 IP3X a 断路器 型号 VJ35 40 5 额定电压 40 5 kV 雷电冲击耐压 全波 s 185kV 1min 工频耐压 95kV 额定电流 出线 1250A 馈线 630A 额定短路开断电流 31 5 kA 额定短路关合电流 峰值 80kA 额定动稳定电流 峰值 80kA 额定短时耐受电流 时间 31 5kA 4S 固有分闸时间 0 07 合闸时间 操作机构 0 2 操作循环 O 0 3s CO 180s CO 机械寿命 30000 次 42 b 电流互感器 型号 LZZBJ9 35kV 额定电压 35kV 额定频率 50HZ 次级组合 0 2S 0 5 10P30 10P30 10P30 0 2S 0 5 10P30 10P30 变比组合 50A 300A 600A 800A 1000A 1A c 避雷器 型号 HY5W 51 134 额定电压 有效值 51kV 系统标称电压 有效值 40 5kV 持续运行电压有效值 40 8kV 直流 1mA 参考电压不小于 73kV 雷电冲击电流残压峰值 134kV 2 箱式变 为了使户外变压器安全可靠地运行和安装施工的简便 本光伏电场选用具 有运行灵活 操作方便 免维修 价格性能比优越等优点的美式箱式变压器 容量及电压等级为 600kVA 11 2 2 5 0 38kV 接线组别为 D yn11 美式 箱变可将变压器器身 开关设备 熔断器等设备均安装在同一密闭的油箱内与 外界环境完全隔离 不受外部环境的影响 其操作部分在高压室进行 箱变安 装在地面基座上 电缆从基座的开孔进出高低压室 A 箱内变压器 箱内变压器选用油浸式三相双卷自冷式升压变压器 其主要参数如下 型号 ZGS11 1000 36 5 数量 20 台 额定电压 高压侧 11kV 低压侧 0 38kV 短路阻抗 Ud 6 5 43 无载调压 11 2 2 5 0 38kV 联接组标号 D yn11 B 11kV 负荷开关 为了节省投资 箱式变压器 11kV 高压侧装设熔断器和负荷开关 负荷开 关采用进口设备 具有快速弹簧操作机构 用于终端型变压器 负荷开关浸在 变压器油里 采用绝缘操作杆来操作负荷开关 可免维护 C 11kV 熔断器 每台箱式变的高压侧装有 3 只插入式全范围保护熔断器 作为箱变过载和 短路故障的保护元件 熔断器浸在变压器油里 采用绝缘操作杆钩住熔断器操 作孔拉出熔断器管或插入熔断器管 D 低压主进线断路器 该元件为耐低温 CW2 抽出式开关 有低温试验报告 其技术特性应符 合 GB 要求 额定电压 380V 额定电流 2000A 额定短时耐受电流 时间 42kA 1S 低压断路器可实现速断 单相接地等保护功能 并有远传接点 低压断路 器分合状态应有信号上传 低压断路器脱扣线圈预留 3 个控制接点 最低允许工作温度 40 低压侧 配置两个小型配电箱 一个内置 7 只微型断路器 K100A 一只 K50A 一只 K16A 三只 K10A 两只 2 只插座 并预留扩展空间 逆变器及箱变检修 照明 加热电源由此引出 另一个内置 1 只 CM3 塑壳断路器 照明检修变压器 安装在低压室内 3 11kV 无功补偿成套装置 根据无功功率分层分区平衡的原则 无功补偿的目标是使开关站一次侧功 率因数达到 1 0 左右 由于光伏逆变器功率因数达 0 99 且具有超前 0 95 滞 后 0 95 的功率因数调节能力 电能质量满足国家电网要求 所以本电站的无功 补偿主要集中在开关站及 11kV 箱式变压器上 为了补偿变压器的无功损耗 44 减少线路的功率损耗 降低线路的电压损失 应遵循无功补偿的原则进行无功 补偿 本阶段考虑在电站内 11kV 侧装设动态无功补偿装置 根据光伏电站接 入系统推荐方案 大中型光伏电站应配置无功电压控制系统 具备无功功率及 电压控制能力 根据电力调度部门指令 光伏电站自动调节其发出 或吸收 的 无功功率 其调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节的要求 注 含配套的氧化锌避雷器 电抗器 围栏 含无功补偿装置 控制保护 柜 电容器组等 6 1 消弧线圈补偿容量计算表 电缆 架空线路总长度电容电流 IC需补偿总容量 Q 4 3km12 6 10A380kVA 本工程暂考虑设置 1 套容量为 600kVA 的接地变及消弧线圈成套装置 其 中消弧线圈容量取值为 380kVA 最终容量根据施工图的最终阵列布置及电缆 长度确定 6 2 56 2 5 过电压保护及接地过电压保护及接地 6 2 5 1 过电压保护 本电站的过电压保护及绝缘配合设计按 DL T620 1997 交流电气装置的 过电压保护和绝缘配合 标准规范进行 1 防直击雷保护 1 光伏阵列防雷 根据计算 10 米高的避雷针 单针防护半径只有 15 米 两针之间的防雷 间距也不足 200 米 大面积防护 须采用网点结构 布建多座避雷塔 显然 因其遮挡太阳辐射而不适宜用与光伏阵列的防雷 而阵列支架本身就是金属导体 只要注意突出部位 并将支架良好接地 即可达到防雷效果 因而 大型光伏电站光伏阵列防雷宜采用此种方式 2 开关站防雷 1 直击雷保护及接地 为了保证人身和设备的安全 门型构架上设置避雷器进行直击雷保护 采 45 用在建筑屋顶设热镀锌钢带的方式进行直击雷保护 开关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 并充分利用土建金属基础钢筋作为自 然接地体 接地网外缘闭合 开关站内所有电气设备均应接地 主接地网敷设 于冻土层以下 接地网接地电阻满足 DL T621 交流电气装置的接地 要求 并将接触电势和跨步电势均限制在安全值以内 2 过电压保护及绝缘配合原则 为防止线路侵入波雷电压 在 10kV 母线上安装有氧化锌避雷器 满足 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL T620 规范要求 6 2 5 2 接地系统 本工程接地系统的设计应能适用于机械和电气设备的工作接地 保护接地 和防雷接地的要求 并满足 交流电气装置的接地设计规范 GB T50065 2011 标准要求 保证跨步电压和接触电势低于最低安全水平或人身安全水平 并且 在一切电气故障情况下都将整个工程设施内的电位升高降至安全范围内 避免 高电位引出场外及设备损坏和人身伤亡事故 本工程接地系统主要包括以下部分 1 10kV 开关站接地网 本光伏发电站 对保护接地 工作接地和过电压保护接地采用一个总的接 地网 其接地装置的接地电阻值要求不大于 0 5 接地网采用人工接地极和自 然接地极相结合的接地方式 根据 交流电气装置的接地 的要求 10kV 开关站按复合接地网设计 水平接地体按网状布置 兼做升压变压器均压带 水平接地采用 60 8mm 扁钢 垂直接地体为 L 2500mm 的 63 63 6 3 镀锌角钢 水平接地体埋深在冻土层 以下 所有电气设备 钢筋混凝土构架及设备支架和设备基础 网状围栏均单独 可靠地与主接地网连接 实测接地电阻 满足接地规程要求 若不满足要求 采用接地模块或增加接地网面积 变压器四周与道路相邻处 设置与主网相连接的均压带 接于本接地网的避雷器 避雷针区域 均应设置适当数量的垂直接地极以 46 加强泄流 2 光伏方阵接地 光伏阵列区域敷设用人工接地网 采用 60 8mm 热镀锌扁钢作为水平接地 体 垂直接地体为 L 2500mm 的 63 63 6 3 镀锌角钢 并与水平敷设的扁钢 焊接连贯通 每个阵列的支架均用 60 8mm 镀锌扁钢与主接地网焊接成一体 6 2 76 2 7 电缆敷设与防火电缆敷设与防火 电缆构筑物中电缆引至电气柜 盘或控制屏的开孔部位 电缆穿墙 楼板 的孔洞处 均应设防火封堵 电缆沟道分支处 进配电室 控制室入口均应设 置防火封堵 6 36 3电气二次电气二次设计设计 6 3 16 3 1 电站的综合自动化系统电站的综合自动化系统 计算机监控范围有 l0kV 断路器 逆变器室 UPS 系统 直流系统等 监视内容包括电流 电压 有功 无功 频率 各断路器分 合位置 各保护 装置 自动装置的工作及动作状态等 计算机监控系统需要监控的信号如下 逆变器的运行信号 主要包括 1 直流电压 2 直流电流 3 直流功率 4 交流电压 5 交流电流 6 逆变器机内温度 7 时钟 8 频率 9 功率因数 10 当前发电功率 47 11 日发电量 12 累计发电量 13 累计 C02 减排量 14 每天发电功率曲线图 逆变器的故障信息 1 电网电压过高 2 电网电压过低 3 电网频率过高 4 电网频率过低 5 直流电压过高 6 直流电压过低 7 逆变器过载 8 逆变器过热 9 逆变器短路 10 散热器过热 11 逆变器孤岛 12 故障 其他设备上也应有的必要运行状态和 故障信号 1 光伏电站总有功功率和无功功率 2 光伏电站风速 风向 环境温度 总辐射 直接辐射和散射辐射 3 远方监控通道故障信号 4 直流系统故障信号和交流不停电电源故障信号 5 故障录波器故障信号 本电站采用计算机监控系统 运行需要的监视信号均由相应的兀件输入计 算机控制系统 不再设独立的中央音响系统 各类信号全部送入计算机监控系 统 由计算机显示实时状态信号并根据需要发出声 光报警信号 远动功能由监控系统站控层远动工作站完成 计算机监控系统间隔层测控 装置采集变电站和调度端需要的信息 通过监控系统远动工作站向调度中心传 48 送远动及运行信息 远动工作站组屏置于二次设备间 光伏电站与电力调度系 统的关系及远动通道的选择由接入系统设计确定 6 3 36 3 3 系统继电保护系统继电保护 1 保护装置的选型与集成电路型模拟式保护相比 微机保护装置功能 齐全 运行灵活 可靠性高 抗干扰能力强 具备自检功能 价格适中 且能 方便地与电站计算机监控系统接口的优点 结合本电站自动化水平的要求 本 电站采用微机型继电保护装置 2 保护配置方案 根据 GB50062 92 电力装置的继电保护和自动化装置设计规范 以及 GB14258 2006 继电保护和安全自动装置技术规程 的要求 本电站保护配置 如下 1 10kV 送出线保护根据接入系统要求配置光纤差动保护 2 10kV 电源进线保护进线设速断保护作为主保护 过流保护作为后备保 护 动作于跳闸 6 3 4 1 远动系统 本工程远动信息内容按遥测 遥信配置 具体配置内容待初步设计阶段予 以明确 6 3 4 2 电能计量 本专业考虑在光伏开关站配置 1 套电能量远方终端 用于完成电站关口计 量点及考核点的电能信息采集 处理 并向滁州地调电能计量中心传送信息 本工程关口计量点考虑设在 35kV 进线侧 本光伏电站 35kV 出线侧作为关口计 量校核侧 计量表均按 1 1 配置 计量表计精度 有功 0 2S 级 无功 2 0 级 其他均作为计量考核侧考虑 计量表计按 1 0 配置 计量用电压互感器精度为 0 2 级 电流互感器精度为 0 2S 级 6 3 4 3 电能质量监测装置 为监测光伏电站输入电网的电能质量情况 本期工程配置 1 套电能质量监 测装置 其设备选型由当地供电部门认可 装置能检测系统电压 频率 三相 不平衡度 谐波 闪变 间谐波 谐波功率等电能质量参数 49 6 3 4 4 调度数据网 为满足光伏电站及开关站远动系统 电能量计量系统 保护及故障信息远 传等通过电力调度数据专网与调度端通信的要求 本工程配置 1 套数据网接入 设备 包括路由器 交换机等 接入设备应与电力调度数据专网设备型号相 一致 另配置一套综合数据网设备 6 3 4 5 二次安防设备 根据 电力二次系统安全防护规定 本开关站设置 1 套二次系统防护设 备 以保障电力监控系统和电力调度数据网络的安全 6 3 4 6 光功率预测 本工程安装 1 套光伏功率预测系统 可实现同省调相关系统的实时数据通 信 光伏功率预测系统运行所需要的数据至少应包括天气预报数据 实时气象 数据 实时功率数据 运行状态 计划检修数据等 光伏电站的功率预测与主 站之间具备定时自动和手动启动传输功能 光伏电站的功率预测系统需要提供 短期预测 当口预测 和超短期预测 6 3 4 7 光功率控制 光伏电站有功功率 无功功率控制调节由监控系统配合逆变器系统完成 光伏电站配置一台自动发电控制 AGC 装置 该装置通过综合通信管理终端取 得中调下发的 AGC 指令后 经优化计算得出单台逆变器的有功功率目标值 发送给光伏监控系统 实现 AGC 闭环控制功能 本工程在光伏电站配置一台自动电压控制 AVC 装置 该装置通过综合通 信管理终端取得中调下发的 AVC 指令后 与实时监测的并网点电压比较 经 过计算得出调控目标设定值 对无功补偿装置 逆变器 有载调压变压器进行 统一协调控制 使并网点电压达到要求 实现并网点电压和无功功率的自动调 控 合理协调和优化无功分布 保证电网安全稳定运行 提高电压质量 减少 有功损耗 6 3 56 3 5 直流及直流及 UPSUPS 电源系统电源系统 6 3 5 1 直流电源系统 根据 电力工程直流系统设计技术规程 DL T5044 2004 的要求 光伏电 50 站开关站设置独立的 220V 直流电源系统 直流系统采用单母线接线方式 为 电气设备的控制 测量 保护 信号及 UPS 电源装置供电 供电网络采用辐射 状供电方式 直流系统包括蓄电池组 充电器 直流馈线屏等 按终期规模配置 1 组 200Ah 阀控式铅酸免维护蓄电池 配置 1 套高频开关型充电装置 配置监控单 元对交流配电 整流模块 直流馈电等实现就地及远端监控 直流系统还配有 微机直流绝缘检测装置 蓄电池巡检仪等设备 6 3 5 2UPS 电源系统 为保证布置开关站内的监控系统 电能计量系统 火灾报警系统 通信系 统等设备供电的可靠性 本工程设置 1 套交流不停电电源装置 UPS UPS 采用静态整流逆变装置 容量拟定为 5kVA 正常时由站用交流电供电 当站 用交流电失电时 由站内 220V 直流电逆变为交流 220V 输出 UPS 机柜布置在 二次室内 输出的配电馈线采用辐射状供电方式 6 3 66 3 6 视频安防系统视频安防系统 本工程设置一套安保系统 实现对电站主要电气设备 光伏方阵 进站通 道等现场的视频监视 系统主要配置监控主机 数字硬盘录像机 前置摄像机 及相关附件 安全防范系统包括 视频监视和报警两部分功能 系统应采用基于数字技 术 结构化设计的设备 便于安装 具有环境适应性强 视场角大 使用寿命 长 抗干扰能力强的特点 现场的设备免维护 可直接用水冲洗 主控室运行人员可至少在主控室监视器上同时监视多幅现场画面 其画面 能根据需方要求在监视器上进行分割和切换 6 3 76 3 7 火灾自动报警系统火灾自动报警系统 本光伏电站火灾报警及消防控制系统根据国标 火灾自动报警系统设计规 范 GB50116 2008 要求进行设计 本工程不单设消防控制室 火灾报警控制盘设置在主控室内 具有联动控 制功能 当发生火灾时切断非消防电源 主控室设手动报警按钮 声光报警器 感烟探测器等 配电装置室 设手动报警按钮 声光报警器 感烟探测器等 51 由于逆变器室布置位置分散 暂不考虑设置自动报警装置 最终以消防部 门审批意见为准 6 3 86 3 8 环境监测系统环境监测系统 太阳能辐射 环境温度 风速等环境数据是决定太阳能发电的重要指标 也是进行光伏发电技术研究的基础数据 本工程在太阳能光伏发电场内配置一 套环境监测仪 实时监测口照强度 风速 风向 温度等参数 该装置由风速传感器 风向传感器 口照辐射表 测温探头 控制盒及支 架组成 可测量环境温度 风速 风向和辐射强度等参量 其通讯接口可接入 计算机监控系统 实时记录环境数据 该装置安装在主控楼屋顶 6 3 96 3 9 电气二次设备布置电气二次设备布置 二次组屏 直流屏 UPS 电源屏 通信屏等集中布置在二次保护室内 室 内铺设陶瓷防静电活动地板 二次控制电缆满足即插即用 开关站微机监控系 统 运行管理系统 视频安防系统和微机五防系统布置在主控室内 6 3 106 3 10 电气二次设备电气二次设备 表 6 4 主要电气二次设备清单 三 二次部 分 1 公用测 控屏 小接地选线装置 1 套 公 用测控单元 1 套 面1 2远动屏 1 通讯管理机 1 台 2 GPS 同步卫星对时装 面1 52 置 3 调制解调器 2 台 4 通道隔离器 2 台 5 工业用以太网交换机 2 台 6 规约转换器 3 台 7 远动终端 8 柜体及 附件 3 35kV 线 路光纤 差动保 护屏 35kV 线路光纤差动保护 测控装置 1 台 面1 4 35kV 线 路 电 容器 所用