乌仁都西35kV变电站工程初步设计

乌仁都西35kV变电站工程初步设计PAGEPAGE19鄂尔多斯市和效电力设计有限责任公司E-mail:edsjpc009@TELAX:047—8596535 1.概述1.1.设计依据鄂托克旗电力有限责任公司设计委托书。1.2设计内容：1.2.1电力系统、系统继电保护、系统调度自动化。1.2.2乌仁都西35kV变电站。1.2.3通信部分1.2.4投资概算。2电力负荷、工程建设的必要性2.1电力负荷预测根据鄂托克旗电力有限责任公司提供资料，本工程具体用电负荷如下：500户农牧民用电：2100kW4家整合煤矿：4500kW新建煤矿：7500kW3家选矿厂：2200kVA用电负荷总计约：16300kW2.2工程建设的必要性由于阿尔巴什110kV变至旧乌仁都西35kV输电线路经过采空区，急需改造该线路和新建乌仁都西35kV变电站，建成后，将旧乌仁都西35kV变电站所带负荷转接至新乌仁都西35kV变电站。2.3接入系统方案根据委托设计内容，新建乌仁都西35kV变电站供电电源从阿尔巴斯110kV变至旧乌仁都西35kV输电线路154#杆“T”接。从“T”接点至新站，线路单回路架设，架空导线选择LGJ-150/25钢芯铝绞线，长度约5.5公里。3．变电站站址概况新建乌仁都西35kV变电站属于工业广场规划范围内，交通方便，站址较平坦、开阔，站址区域内为荒地，无建筑物，便于变电站的各级出线走廊布置，适宜建设变电站。4.变电站施工电源新建变电站临时施工电源从912蒙西煤矿线引接，线路长度约800米。5．主要技术方案5.1电气一次部分5.1.1电气主接线主变压器：远期1×10MVA+1×20MVA；本期1×10MVA+1×20MVA。35kV远期规划3回进出线，采用单母线分段接线；本期建设2回，采用单母线分段接线。10kV远期规划12回进出线，采用单母线分段接线；本期建设8回，采用单母线分段接线。电容出线2回。（详见电气主接线图D01—01）5.1.2电气总平面35KV配电装置采用屋外软导线中型布置；10KV采用屋内配电装置布置，10KV电容户外布置。35kV架空东进线，10kV电缆西出线。主控制室及辅助房间布置在变电站的西侧；10kV电容补偿装置布置在10kV配电室的西面；预留10kV消弧装置位置；2台变压器户外布置，位于35kV、10kV配电装置之间。（详见电气总平面布置图D01—02）5.1.3总体规划、所区总平面布置所区呈矩形布置，变电站东西60米，南北68米。所区大门向南开，进所主道路直接通至变压器,便于设备运输及检修。所前区大门入口、辅助房间旁结合绿化统一布置。进站道路在工业广场内统一考虑。5.1.4无功补偿按照设计规程要求，变电站无功补偿按主变压器容量的10%~30%考虑。本工程10kVI段和II段母线上各设计一套动态无功补偿及滤波装置,按主变压器容量的18%配置。5.1.5短路电流计算及电气设备选择根据乌仁都西35kV变电站供电电源自阿尔巴斯110kV变电站35kV母线引接,因此本工程设计中，按调度所提供的远期最大运行方式下母线系统阻抗值及变电站2台20000KVA变并列运行情况进行计算。短路电流计算结果为：35kV母线短路电流为1.81kA,10kV母线短路电流为4.44kA。根据短路电流计算结果及电力系统发展和目前国内电气设备发展现状,主变选用SZ10-10000/35/10.5和SZ10-20000/35/10.5型三相有载自冷调压变压器。35kV断路器选用真空断路器，开断电流为31.5kA；互感器选用干式互感器。10kV开关柜选用KYN28-12型手车式开关柜，柜内选用真空断路器，开断电流为31.5KA；互感器选用干式互感器。变电所污秽等级全所按E级考虑，35kV爬电比距不小于3.1cm/KV（最高工作电压下）。5.1.6过电压保护与接地本所采用避雷针组成的联合保护网进行防直击雷保护。防雷保护及接地按《电力设备过电压保护设计技术规程》及《电力设备接地设计规程》进行设计。直击雷保护采用3支30米高避雷针；为防止雷电波对设备的危害,设置以水平及垂直接地体为主的人工接地装置以减小过电压。5.1.7所用电所用电：本期工程在10kV侧I段和35kV侧II段母线上各装设一面站用变柜，站用电采用380/220V中性点直接接地系统，站用变压器选用低损耗SC9-100/10.5和SC10-100/35型干式变压器，容量按能带全站统计负荷选择。5.1.8电缆敷设主控制室与各配电部分间设专用二次电缆沟,电缆沟内采用角钢支架敷设电缆。电缆防火阻燃采用封、堵、隔措施，每隔30m设置一个防火隔段，在主沟道的分支处、室内的接口处设置防火墙，在所有屏、柜、箱下部电缆孔、洞均用耐火材料封堵，严格按照《电力工程电缆设计规划》、《电力设备典型消防规程》和《火力发电厂与变电所设计防火规范》等有关规定执行。5.2电气二次部分5.2.1控制系统本站采用微机监控的综合自动化系统，即将变电所的二次设备（包括控制、保护、信号、测量、自动装置、远动终端等）应用自动控制技术，微机及网络通信技术，经过功能的重新组合优化设计，组成计算机的软硬件设备代替人工对变电所执行监控、保护、测量、运行操作管理、信息远传及其协调的一种自动化系统。自动化系统采用分散及集中布置两种方式。35kV进线、10kV出线、10kV电容采用保护测控模块布置在开关柜上的方式，主变及公用部分采用集中组屏方式布置在二次箱体内。5.2.2远动功能实现如下远动功能：遥测：包括县调所需的交流电流、交流电压、频率、有功功率、无功功率、主变测温、直流系统母线电压等模拟量以及有功、无功电度量。遥信：包括县调所需的断路器、隔离开关、主变调压开关分接头位置等开关量位置信号，此类开关量优先传送。此外，还有反映运行设备异常的告警信号，同时设置事故总信号。遥控：对35kV及以下断路器进行遥控操作，遥控可分别从后台或县调操作。遥调：能对保护定值进行修改，能对变压器分接头进行调节。所有远动信息能以不同规约向县调上传。遥视：远程视频监控功能。5.2.3系统保护本期线路从原阿尔巴斯-乌仁都西35千伏输电线路T接，保护及自动装置根据《继电保护和安全自动装置技术规程》的有关规定,系统保护仍采用原速断、过流保护。5.2.4主变压器保护主变压器保护选用微机型保护，主保护装设二次谐波原理比率制动差动保护及重瓦斯，压力释放，有载调压开关瓦斯保护；后备保护是在主变压器两侧装设复合电压过流及过负荷保护。5.2.535kV线路保护35kV线路采用微机保护集中组屏布置，采用速断、过流保护，并实现三相一次重合闸。5.2.610kV线路保护10kV线路采用微机保护集中组屏布置，保护采用速断、过流保护，实现三相一次重合闸。5.2.710kV电容保护：10kV电容器采用过流保护、过电压保护、失压保护、不平衡电压保护，保护测控单元集中组屏布置于10kV线路保护测控屏上。5.2.8公用部分遥测：所用变低压侧电压、电流、直流系统电压遥信：不属于任何间隔的位置信号、直流系统监视信号，各电压等级电压互感器刀闸位置信号及相关信号，各10kV出线实现小电流接地选线，每段PT加装一台消谐装置，完成对母线的消谐功能，装置通过硬接点接入公共测控单元。5.2.9计量部分35kV线路，主变35kV侧，主变10kV侧，10kV线路的电度表及所变计量均集中组屏放于主控室内。本站计量点为新建乌仁都西35kV变电站进线侧，配置0.2S级多功能数字电度表，其余电表均采用0.5S级多功能计费表，此外全站还需配置电量采集器一台。5.2.10所用电屏所用电屏电压从所用变引接，引接的电压为交流380V。供断路器加热、逆变电源、采集器电源、照明、检修等站里交流用电。每回出线均选用优质的空气开关，所用电屏上设数字式交流电流表及电压表。5.2.11直流系统全所设阀控式免维护铅酸蓄电池，经计算容量选为100Ah，电压为220V。供操作、监控、保护、自动装置及事故照明等用电。设置微机高频开关电源直流充电装置，作充电和浮充电用，蓄电池按新型的2V电池配置，采用浮充电方式运行。配置3*10A充电模块，同时设置直流微机绝缘检查模块。两路交流供电，直流系统采用单母线分段接线。5.2.12逆变电源逆变电源本期设置逆变电源一台，容量为3kVA，安装于远动屏上，供给后台机、远动主机、五防主机等设备用电。逆变电源有两路电源输入，一路直流电源，一路交流电源。交流输出按8回设计，每回出线选用新式空气开关，电流按20A配置。5.2.13低周低压减载装置本站需配微机型低压、低周减列装置屏一面（1）测量装置安装处母线电压、频率及它们的变化率。

（2）在电力系统由于有功缺额引起频率下降时，装置自动根据频率降低值切除部分电力用户负荷，使系统的电源与负荷重新平衡。本装置应设有四个独立的基本轮、一个特殊轮。可以切除线路28回。

装置的电压定值、频率定值及延时定值均连续可调。

（3）装置具有与综合自动化系统通信接口。（4）装置具有事件记录和事故数据记录功能，可分别存贮两次记录内容，该记录内容在断电后不消失。

（5）装置具有液晶屏全字库汉字显示、事件记录、数据记录、回路自检、整组试验等功能。

（6）一套低频低压减负荷装置应既能实现低压减负荷，又能同时实现低频减负荷。5.2.13微机防误闭锁本站配置一套独立的微机防误闭锁装置，装置应具有防止误操作断路器、防止带负荷拉合刀闸、防止带电挂接地线、防止带地线送电、防止误入带电间隔的功能。且还具有装置自检功能。微机防误闭锁装置设有一套主机,可实现在线自动对位，强制五防闭锁，多任务并行操作，在其上可对所有断路器、刀闸实现模拟操作。五防主机配有串行通讯接口，由串口接受监控系统采集的断路器及刀闸、接地刀位置接点，并通过通讯口实现对监控系统操作断路器及刀闸、接地刀操作的“五防”闭锁。“五防”装置配置智能操作票专家系统，“五防”主机可检验、打印和传输操作票，并对一次设备实施“五防”强制闭锁。断路器采用电编码锁进行闭锁。手动隔离开关、接地刀、临时接地线和网门等采用机械编码锁。电动隔离开关、电动接地刀、当地控制箱（机构箱）上加机械编码锁。户外锁具应具有防雨及防锈功能。户外锁具应有编号牌和挂锁链（编号牌能夜间显示）。5.2.14调度关系本站由鄂托克旗县调调度。6、土建部分6.1.主要技术数据基本风压：0.5kPa基本雪压：0.25kPa地震设计烈度：7度土壤冻结深度：1.50m天然地基承载力标准值：140kPa~180kPa6.2主要建筑材料现浇混凝土：C10、C20、C35。钢筋：Ⅰ级、Ⅱ级及冷拔低碳钢丝。型钢：Q235、Q335。砖：Mu10机制红砖。6.3室外设备户外设备及变压器、电容均采用现浇混凝土基础。6.4屋外配电装置变电架构均采用Φ300钢筋混凝土环形件、人字柱。避雷针支架用圆钢三角形断面焊接结构。架构均采用杯口式混凝土基础,支架均选用独立式混凝土基础。架构横梁采用三角形钢架，设备支架横梁采用型钢，材料均为Q235，焊条为E43或E50。所有钢构件均采用整体热镀锌防腐。6.5交通运输所区内道路采用混凝土路面，不设排水明沟，道路与设计地面排水方向一致。所内道路宽均为4m，转弯半径为9m。6.6水工部分根据实际情况，变电站生产、生活用水采用自来水，从煤矿引入自来水管道，长度约300米。6.7采暖部分主控制室内设有空调，通风采用机械排风。辅助房间采用电辐射采暖。6.8消防部分6.8.1设计依据《建筑设计防火规范》GBJ16-87、《火力发电厂与变电所防火规范》GB50229-96及《电力设备典型消防规程》DL5027-1993进行设计；6.8.2防火设计a、本工程的建筑类别为丁类，防火等级为2级。b、主变压器设置事故油坑和事故油池，储油坑容量按容纳不小于设备油量的20%确定，事故油池容积的确定按一台变压器全部油量确定并留有一定余量。c、在本变电站设消防室，存放变电站的户外设备所需的消防工器具。6.8.3变电站按规定配置消防设施本变电所设计依照有关规程规定，考虑了必要的消防设施：a、各建（构）筑物和主要设备之间的距离满足规程要求。b、按照规程要求配置灭火器。详见下表变电站消防设施配置表4Kg干粉灭火器1M3砂箱消防铲备注35kV设备区210kV配电室16生活场所4站内公用设施24各建筑物火灾危险性类别及最低耐火危险等级按有关规定标准执行。6.9环境保护a、本变电所生活污水与生产废水汇集排入渗水井。b、本变电所设计考虑了预防对环境的噪声和电磁干扰影响。c、本变电所设计考虑了油污染防治。d、本变电所设计依据有关规程规定，考虑了防火防爆、防电伤、防暑防寒、防工作环境噪声，同时考虑了所区绿化和必要的生活设施。7.阿尔巴斯-乌仁都西35kV出口部分经核实，阿尔巴斯-乌仁都西35kV出线间隔电流互感器变比为2*400/5,满足要求，不需要更换，其它设备均满足要求。8．通信部分8.1方案说明 8.1.1调度关系乌仁都西35kV变电站由鄂托克旗调度一级调度和管理。8.1.2通道要求1）调度通道要求乌仁都西35kV变电站—鄂托克旗调度需要两路相互独立的传输通道，以满足生产调度，现代化管理信息传输等调度通信要求。2）远动通道要求乌仁都西35kV变电站—鄂托克旗调度需要一路四线全双工通道（传输速率为1200波特），以满足远动信息接入要求。3）计量通道要求乌仁都西35kV变电站—鄂托克旗调度需要计量信息通道，采用电话拨号方式上传信息。4）系统保护通道要求：根据系统继电保护专业要求，本工程乌仁都西35kV变电站接入吉润110kV变电站35kV线路需要预留专用的光纤保护信息传输通道。5）生产信息管理系统通道要求为乌仁都西35kV变电站接入生产信息管理系统提供通道，信息传至鄂托克旗调度，传输速率为4x2Mbit/s。本工程将根据上述建设规模和各专业的要求进行本变电所系统通信的初步设计。8.1.3相关通信现状新建的乌仁都西35kV变电站以单回35kV线路出线接入吉润110kV变电站，相关的系统通信现状如下：鄂托克旗调度—棋盘井变—吉润变光缆通信电路，设备采用西门子光端机，设备容量为622Mbit/s。8.1.4通信方案乌仁都西35kV变电站的系统通信方案，将依据调度关系、鄂尔多斯地区电力通信网的现状和鄂尔多斯电网通信发展规划，以及通道（调度、远动、电量计费、通信监控通道等）要求，考虑该变电站的系统通信方案。①光纤通信光缆路由：随新建乌仁都西35kV变电站—吉润110kV变电站35kV线路架设1条16芯OPGW光缆，线路长度约为18km。OPGW光缆从吉润110kV变电站出线终端塔起至乌仁都西35kV进线架构止，光缆长度为19.5km。乌仁都西站和吉润站从架构光纤终端盒至室内光纤配线架采用引入光缆，吉润变引入光缆长度按0.4km考虑，乌仁都西变引入光缆长度按0.3km考虑。②设备配置：光传输设备：乌仁都西35kV变电站配置1套容量为155Mb/s的SDH光传输设备，设备配置对吉润变方向的155Mb/s光口；吉润110kV变电站在已有SDH光传输设备西门子hit7030上配置对乌仁都西变方向的155Mb/s光口，光接口均按1+1配置。乌仁都西变电站在吉润110kV变电站接入鄂尔多斯地区光缆通信网络，并利用现有光通信电路构成乌仁都西变电站至鄂托克旗县调的系统通信通道。PCM设备：根据本站调度关系，该站由鄂托克旗县调调度管理。在乌仁都西35kV变电站配置1套PCM基群设备，在鄂托克旗调度配置1套PCM基群设备，用于该站通信和调度自动化业务语音、低速数据及数字信息的综合接入。8.1.5通道组织1）调度通信通道=1\*GB3①乌仁都西35kV变电站—鄂托克旗调度：主用通道：OPGWOPGWOPGWADSSOPGWOPGWOPGWADSS乌仁都西吉润变棋盘井变乌兰变鄂托克县调备用通道：采用公网电话传输2）调度自动化通道=1\*GB3①远动通道：提供乌仁都西变～鄂托克旗调度的远动信号通道，通道组织与调度通信通道组织一致，在光纤电路中传输速率为1200波特以上。提供乌仁都西变～鄂托克旗调度的远动信号通道，通道组织与调度通信通道组织一致，在光纤电路中传输速率为1200波特以上。=2\*GB3②电能量计量系统通道乌仁都西变～鄂托克旗调度：提供电话拨号通道。通道组织与调度通信通道组织一致，在光纤电路中传输速率为1200波特以上。③生产信息管理系统通道提供乌仁都西变～鄂托克旗调度局域网信息通道，为4个2Mbit/S通道。通道组织与调度通信通道相同。④图像监控信息通道组织提供乌仁都西变～吉润变图像监控信息通道，为2个2Mbit/S。⑤系统保护通道乌仁都西变～吉润变35kV线路保护通道组织：乌仁都西变～吉润变35kV线路OPGW光缆中的4芯光纤（主用2芯，备用2芯）。8.2话路分配本工程建设的主要目的是为乌仁都西35kV变电站至鄂托克旗调度的通信调度信息及生产调度和行政管理信息提供可靠的、高质量的传输通道。8.2.1信息要求⑴鄂托克旗调度至乌仁都西变需调度通信信息。⑵乌仁都西35kV变～鄂托克旗调度远动信息。⑶乌仁都西35kV变～鄂托克旗调度电能量计量信息。⑷生产信息通道。⑸图像监控信息通道。8.2.2本期工程话路安排如下：⑴鄂托克旗调度—乌仁都西变1个2M（30CH）⑵为生产信息系统通道安排鄂托克旗调度～乌仁都西35kV变4个点对点2Mbit/s。⑶为图像监控信息通道安排吉润变～乌仁都西35kV变2个点对点2Mbit/s电路。8.2.3PCM接口配置乌仁都西35kV至鄂托克旗调度配置PCM设备一对，用于通信、远动等业务的接入。根据工程所需的各种业务，PCM接口配置主要有4WE/M\4W直通、FXO/FXS以及其他数据接口（如RS232、RS485等）。具体配置及板卡数量在工程阶段确定。8.3网管系统鄂托克旗调度已设一套网元级网管系统，网管系统的功能符合YD5080-99《SDH光缆通信工程网管系统设计暂行规定》，本工程新增设备将接受该网管系统的统一管理。8.4同步系统本工程通信系统网同步信号采用内蒙电力同步网提供的基准时钟。8.5公务通信本工程配置一条站间公务联络通信通道，用于各光通信站间的公务联络，公务联络系统应具备选址呼叫方式和会议呼叫方式。8.6光纤和引入光缆的主要性能指标2.9.1光缆纤芯本工程OPGW光缆及引入光缆采用G.652光纤，光纤的主要技术性能指标详见表2.9.1。表2.9.1光纤主要技术特性光纤类型特性指标G.652光纤纤芯数16芯工作波长1550nm、1310nm模场直径1550nm10.5±1.0m1310nm9.3±0.5m模场同心度误差1m包层直径125m±1m包层不圆度1%纤芯/包层同心度误差1m包层/涂层同心度误差12.5m截止波长1270nm衰减系数1550nm0.21dB/km1310nm0.35dB/km色散系数1550nm18ps/nmkm1310nm3.5ps/nmkm衰减均匀性±0.05dB零色散波长13001320nm零色散斜率0.092ps/nm2km熔接点平均损耗0.08dB／个8.7引入光缆引入光缆用于OPGW光缆进入各站通信机房。引入光缆由通信机房沿缆沟或穿管直埋敷设至架构或终端杆塔与OPGW熔接，采用无金属结构，芯数为16芯，引入光缆的纤芯指标与OPGW光缆相同。8.7.1性能应具有阻燃（或不延燃）、防潮、防水、防鼠咬和抗拉、抗压等性能，并且为无金属结构。敷设方式为穿保护管和沿电气缆沟敷设。8.7.2最大张力：工作时1600N敷设时2000N8.7.3侧压力：工作时1500N/10cm敷设时2500N/10cm8.7.4允许弯曲半径：工作时为光缆外径的10倍敷设时为光缆外径的20倍8.7.5环境温度：工作时-30℃～+70℃敷设时-20℃～+60℃储藏时-40℃～+60℃9．投资概算及编制原则：9.1工程量：依据设计人员提供的原始资料。9.2定额套用：中国电力企业联合会2007年发布的《电力建设工程概算定额》第三册—电气设备安装工程（2006年版）、第六册—调试工程(2006年版)。9.3装置性材料价格：执行中国电力企业联合会2007年颁发的《电力建设工程装置性材料预算价格》(2006年版)和内电定（2008）03号文关于印发《内蒙古电力建设工程定额材料与机械费调整办法》的通知。9.4取费标准：中电联技经（2007）139号《电网工