330kV~750kV智能变电站设计规范

GB/TXXXX—201×电气一次主要设备选择提出了智能变电站设备选择的指导原则。现行的行业标准DL5222对330kV～750kV智能变电站的主要一次设备选择设计仍是适用。明确现阶段一次设备智能化需具备的“测量数字化、状态可视化、功能一体化和信息互动化”特征。提出了互感器的选型和配置原则。电子式互感器相比常规互感器具有体积小、抗饱和能力强、线性度好等优势，可避免常规互感器铁磁谐振、绝缘油爆炸、六氟化硫气体泄漏、CT断线导致高压危险等固有问题，同时可以节省大量铁芯、铜线等金属材料。近年来，电子式互感器逐步应用于高压甚至超高压电网，基于不同测量原理的电子式互感器的技术特性及经济性与传统的常规互感器有较大差异，互感器的选型和配置应兼顾技术先进性和经济性。智能变电站中，电流、电压信号传输的数字化可以通过配置电子式互感器的方式实现，也可以通过采用常规互感器并配置合并单元的方式实现。考虑到电子式互感器一般采用复合材料或SF6气体绝缘，可独立安装，也可与隔离开关和断路器、变压器以及气体绝缘组合电器等其它设备集成安装。提出了一次设备状态监测的配置原则。考虑到现阶段状态监测技术的成熟度和相关产品的性价比，明确了一次设备的主要监测范围主要为主变压器、组合电器（GIS/HGIS）和避雷器。具体应用时，应充分考虑到变电站和所监测设备的在电网中的重要性，合理选择监测范围和监测方式，做到技术经济合理。提出了一次设备智能化的技术要求。现阶段，一次设备智能化主要针对的是主变压器、开关设备（组合电器、高压断路器）和避雷器。主变压器的选择宜结合实际需求，配置相关的智能组件，实现智能化功能，如冷却装置、有载分接开关的自动控制，油中溶解气体、油中微水、铁芯接地电流、局部放电、油温、油位等参量的监测，并实现相关参量的在线/离线监测。开关设备（组合电器（GIS/HGIS）、高压断路器）宜结合实际需求，配置SF6气体密度、局部放电、断路器机械特性等参量的监测，并实现相关参量的在线/离线监测。避雷器宜配置泄露电流、动作次数、阻性电流等参量的监测，并实现相关参量的在线监测。配电装置现行的国家标准GB50060和行业标准DL5352对330kV～750kV智能变电站的配电装置设计仍是适用。无功补偿现行的国家标准GB50227和行业标准DL5242对330kV～750kV智能变电站的无功补偿设计仍是适用。当变电站有太阳能、风能等清洁能源的接入要求时，考虑到这些电能存在随机性和波动性的特点，无功补偿的设备选型和配置方案上应满足其接入系统的要求，以保障清洁能源的接入和电网自身的稳定可靠。过电压保护和接地现行的行业标准DL620对330kV～750kV智能变电站的过电压保护设计仍是适用。现行的国家标准GB50059和行业标准DL621对330kV～750kV智能变电站的接地设计仍是适用。站用电现行的国家标准GB50059和GB50054对330kV～750kV智能变电站的站用电设计仍是适用。考虑到节能环保的绿色理念，技术经济合理时，可利用太阳能和风能等清洁能源作为站用电电源补充。照明现行的国家标准GB50034和行业标准DL5390对330kV～750kV智能变电站的照明设计仍是适用。根据节能理念，在户外照明、建筑物户内通道照方面应用光控、感应控制等成熟技术手段，实现节能降耗。照明系统的控制回路应接入变电站的智能变电站辅助控制系统，实现针对设备的灯光远程控制，以便于与图像监视、火灾报警、电子围栏等设备的联动控制。光、电缆选择及敷设二次设备室内环境较好，宜使用安装方便、成本较低的屏蔽双绞线。跨房间的连接，特别是距离较长或有一部分路径在户外时，宜采用光缆。对于保护GOOSE和采样值信息，由于可靠性要求高，在各种干扰下丢包率应为0，推荐采用光缆连接。保护通道所用光缆为站间连接，距离一般较远，采用单模光缆。变电站内光缆传输距离相对较短，采用多模光缆。当采用槽盒方式敷设时，可采用无金属、阻燃、加强芯光缆；当采用电缆沟敷设时，可采用铠装光缆。户内柜间推荐采用定制的尾缆或软装光缆，安装快速、方便。二次部分继电保护及安全自动装置根据智能变电站建设需要，220kV及以上电压等级系统保护、元件保护等保护设备均按双重化原则配置；双重化配置的两套保护装置及其相关设备（互感器绕组、跳闸线圈、合并单元、智能终端、过程层网络设备、保护通道、直流电源等）均应遵循相互独立的原则，当一套设备异常或退出时不应影响另一套设备的运行。非电量保护单套配置，布置在变压器（高压电抗器）智能控制柜内，就地直接电缆跳闸，同时作用于断路器的两个跳闸线圈。随着智能变压器（高压电抗器）技术的发展，非电量保护功能将纳入变压器（高压电抗器）智能组件统一实现。5.1.4、5.1.5保护设备可以采用直接采样、直接跳闸方式，相关设备满足保护对可靠性和快速性的要求时，也可以采用网络采样、网络跳闸方式。110kV及以下电压等级的保护设备就地布置时，可采用数字量采样或模拟量采样；35（10）kV开关柜内布置的保护装置宜采用模拟量电缆采样、电缆直接跳闸方式。5.1.6随着智能变电站高级应用功能的完善，基于站域信息的站域控制与保护系统将自主实现面向区域电网安全与稳定的控制与保护功能，可实现并取代部分安全自动装置的功能。5.1.11对于继电保护及安全自动装置设备而言，装置外部接口型式发生变化，同时要注意不同互感器特性差异可能产生的影响。调度自动化5.2.1、5.2.2、5.2.3变电站调度自动化系统设备配置，应满足与调度（调控）中心及其他主站系统进行信息交互的要求，并可根据安全防护方案灵活配置于不同的安全分区。5.2.4变电站应配置1套电能量计量系统，包括电能量计量表计、电能量远方终端（或传送装置）等，计量系统各个环节（互感器、合并单元、计量表计等）均应满足计量准确度等级要求。电能表可选用支持DL/T860接口的数字式电能表或常规电子式电能表。当采用数字式电能表时，电能表计可直接由过程层SV单网采样或点对点直接采样。贸易结算用关口计费表计应采用模拟量采样。5.2.5相量测量装置用于采集330kV及以上电压等级线路及主变压器高压侧的三相电流、三相电压，也可采集220kV及以上电压等级母线的三相电压；由过程层SV单网采样。通信5.3.5变电站通信电源可纳入站用交直流电源系统统一实现，通信设备通过直流变换电源(DC/DC)装置与站内直流电源共享蓄电池组；也可独立配置通信电源系统，包括两组蓄电池、两套高频开关电源及两套直流分配屏等，容量根据具体工程计算配置。变电站自动化系统本条说明变电站自动化系统的一般要求。本条对变电站自动化系统构成作出了原则性规定。变电站体系架构要求符合现行国家标准《智能变电站技术导则》GB/TXXXX的有关规定。单一物理设备可以实现多个逻辑功能，在条件成熟的前提下，二次设备可进行集成整合。本条对变电站自动化系统功能作出了原则性规定。变电站自动化系统应满足现行行业标准《220kV~750kV变电站设计技术规程》DL/T5218对计算机监控系统的功能要求。《变电站一体化监控系统技术规范》DL/TXXXX对变电站一体化监控系统的功能提出了的详细要求，本规范以此为准，不再作详细规定。为满足无人值班的运行要求，本规范同时应满足《35kV~220kV无人值班变电站设计技术规程》DL/T5103对变电站自动化系统功能要求。本条对变电站自动化系统网络结构作了原则性规定。强调站控层/间隔层网络应满足可靠性和实时性的要求。从可靠性角度考虑，要求站控层/间隔层网络、过程层网络应相对独立。从扩展性方面考虑，要求网络应方便扩展，宜采用星形或环形网络。从重要性及可靠性角度考虑，要求站控层/间隔层网络双重化配置。要求变电站过程层网络宜按电压等级设置；对于330kV变电站110kV过程层网络，考虑主变保护均为双套配置，因此要求110kV过程层网络按照双套配置，由于110kV线路保护均为单套配置，因此仅要求接入其中一套网络。一个半断路器接线时，在保护采用直采直跳方式的前提下，SV网与GOOSE网可共网设置。过程层网络中心交换机考虑流量较大，因此根据流量计算，可采用1000Mbps数据端口。本条对变电站自动化系统设备配置作了全面概括的规定。在确保安全可靠的前提下，利用信息共享，加强功能整合，提高装置的集成度。站控层设备配置《变电站一体化监控系统技术规范》DL/TXXXX已作详细规定，本规程不再赘述。从运维管理需求及技术可靠性角度出发，要求220kV及以上电压等级测控装置独立配置。网络记录分析装置与故障录波装置可共用采集端，进而进行装置功能整合及硬件集成，推荐采用故障录波及网络记录分析一体化装置。智能组件可为智能终端、合并单元、智能终端合并单元一体化装置等。合并单元配置应与保护对应，双重化保护应分别配置合并单元。智能终端应按跳闸线圈配置。母线智能终端主要用于母线刀闸遥控及信号采集，均单套配置。为可靠性及维护方便考虑，过程层交换机宜按间隔配置。直流及交流不停电电源系统现行DL/T5044标准对直流系统的接线形式、负荷统计、蓄电池容量和组数的选择计算以及充电设备的选择等都有明确要求，智能变电站直流系统的设计也应遵循上述规定。现行DL/T1074标准对与直流系统一体化设计的UPS电源系统的参数选择等有明确要求，智能变电站UPS设计应遵循相关规定。220kV及以下智能变电站负荷容量小，均推荐采用一体化电源系统，方便统一维护管理。本条按照双重化的保护回路应各自独立的原则制定。时间同步系统DL/T1100-2009对变电站的时间同步系统的技术要求和配置方案、各类装置的对时精度进行了规定，智能变电站时间同步系统设计应符合上述规定。智能变电站时钟同步系统主时钟宜双重化配置，即采用DL/T1100-2009中“主备式时间同步系统”。电力安全关系国民经济命脉，应优先采用我国北斗系统。新建变电站的时钟同步系统宜根据网省公司地基时钟系统的建设情况合理预留接口。站控层设备时钟同步精度要求低（ms级），可采用SNTP网络对时，节省投资。间隔层和过程层设备时钟同步精度要求高（us级），采用IRIG-B、1pps对时方式才能满足要求。IEC61588网络对时方式理论上满足ns级对时要求，但需要网络交换机等设备的支持，有待进一步实验验证。辅助系统辅助控制系统的设计应符合国标号的规定。二次设备组柜及布置5.8.2宜取消设备整合后的冗余房间，将通信设备间与继电器室合并为公用的二次设备室。站控层设备应布置于二次设备室内。间隔层设备以就地分散布置为发展方向，但现阶段应考虑其环境适应性。过程层合并单元、智能终端属于一次接口设备，宜布置于就地对应的一次设备附近。5.8.5二次设备室宜按最终规模规划本期、远期预留、备用屏柜的数量。间隔层设备集中布置时，二次设备室备用屏柜不宜低于10%；间隔层设备就地分散布置时，二次设备室备用屏柜不宜低于15%。5.8.7220kV及以下智能变电站站控层交换机数量少，可与联系紧密的站控层设备合并组柜；间隔层交换机一般为4~12台，且与各间隔保护柜有电（光）缆联系，宜集中组柜；过程层交换机按间隔配置，宜随间隔设备组柜，连接介质最少。互感器二次参数要求GB/T14285-2006从保护及安全自动装置需求的角度对常规电流互感器、常规电压互感器、电子式互感器的技术要求进行了规定。智能变电站互感器配置原则上应符合上述规定，但在互感器接地上，考虑合并单元的应用，电流互感器和电压互感器均宜在就地一点接地。目前全国较多地方新建工程电流互感器二次额定电流已统一为1A，采用1A的二次额定电流在互感器投资上与5A差别不大，但损耗小，易于合并单元A/D变换。根据岱宗500kV等智能变电站竞赛工程专题研究结果，采用合并单元后，电流互感器和电压互感器的二次负荷均可优化为5VA。保护装置采用自产零序电压主要由于目前合并单元多不支持外接零序电压输入输出。考虑认证等原因，关口计费点一般采用常规模拟表，独需配置独立计量绕组。光学原理的电子式电流互感器二次绕组的准确级5TPE（0.2S）意为一套传感元件同时满足保护5TPE和计量0.2S准确级要求。电子式电压互感器二次绕组的准确级3P（0.2）意为一套传感元件同时满足保护3P和计量0.2准确级要求。

土建部分建、构筑物6.1.1、6.1.2变电站土建设计基本设计要求。6.1.3明确变电站土建设计荷载的选用应符合GB5009《建筑结构荷载规范》和行业标准DL/T5218《220kV～750kV变电站设计技术规程》、DL/T5457《变电站建筑结构设计技术规程》的规定。6.1.4、6.1.5提出智能变电站建筑物一般的要求及设计原则。6.1.6提出对智能变电站墙体材料的具体要求。6.1.7提出对智能变电站构（支）架设计应遵守的规程规定。6.1.8提出对智能变电站基础设计应遵守的规程规定。采暖、通风和空气调节6.2.3考虑实际工程的情况，变电站经常远离采暖热网，且站内值班人员较少，生活建筑体量小，且电气设备房间不宜设置有压力的水管，因此一般采用电采暖更为经济合理。采用电采暖时，应满足房间用途、特点、经济和安全防火的要求。电暖器应设温控器，方便就地调温控制，宜设置远程集中控制，根据需要调整室内设定温度，以减少运行能耗。6.2.4变电站内空调房间面积不大，布置往往较为分散，且电气设备房间不宜设置有压力的水管，使用直接蒸发式较安全。空调机一般自带温控器，方便就地调温控制，宜设置远程集中控制，根据需要调整室内设定温度，以减少运行能耗。6.2.5电气设备房间降温通风系统设置温度控制装置，室温达设定温度上限时启动，下限时关闭，可以有效降低运行能耗和减少运行噪声。应参照室温设计参数选择温度上下限，上下限之间温度差应根据室温控制要求、室外气象条件等选择适宜的温度差，温度差不宜过小，避免风机频繁启停。6.2.6六氟化硫电气设备房间设置有害气体超限报警及控制系统，浓度超限时自动启动，及时排除有害气体以保证环境安全。给水和排水6.3.3为保证站区机械排水的可靠运行，应根据水位变化自动控制排水泵运行，并且宜设置远程监控水位及排水泵的运行状态。6.3.4消防水池应根据水位变化自动补水，并且应设定报警水位。报警水位的高度应设定在停止补水水位和溢流水位之间，并设置适当的梯度。

消防消防设施应根据水源情况、气候条件、经济合理性等综合考虑变压器或电抗器固定式灭火装置的选择。固定式灭火装置一般包括水喷雾灭火系统、合成泡沫喷淋灭火系统和排油注氮灭火装置。

节能和环保一般规定8.1.1、8.1.2本条目提出了变电站节能设计的一般要求。8.1.3本条目指出了变电站设计过程中有关环境保护的程序和工作内容。8.1.4本条目提出了变电所设计中应采取污染物治理措施。节能8.2.1对电力设备和导体的选择提出了总体要求，在满足相关标准和规范要求的同时尽量选择损耗水平更低的设备和导体。8.2.2在满足照度要求的前提下，为实现绿色、和谐的工作环境，减少污染和照明损耗，变电站照明灯具应采用节能灯具。8.2.4本条文依据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005第4.1.1条。建筑的总平面布置、建筑平、立、剖面形式、太阳辐射、自然通风等气候参数对建筑能耗的影响进行分析。也就是说在冬季最大限度地利用自然能来取暖，多获得热量和减少热损失；夏季最大限度地减少得热并利用自然能来降温冷却，以达到节能的目的。8.2.5提出围护墙体和屋顶材料的基本要求。8.2.6第一句条文为行业规程DL/T5218的第8.3.7条，归纳到本节能章节。为了保证建筑的节能，要求外窗具有良好的气密性能，以抵御夏季和冬季室外空气过多地向室内渗漏，因此对外窗的气密性能要有较高的要求。环保8.3.2变电站噪声首先应从声源上进行控制。对于无法根治的生产噪声，应采取有效的噪声控制措施，如采用音障壁和迂回通风道等，对变压器室、通风道等做吸音处理等。噪声治理措施不应对变电站的安全运行带来不利影响，如影响通风等。8.3.4、8.3.5本条目提出了变电站水土保持应执行的相关规定及重点工作内容。8.3.6本条目提出了变电站生态保护的一般要求。CONTENTSTOC\o"1-2"\h\z\u1Generalprovisions 12Terms 23Locationselection&layoutofthesubstation 43.1 Selectionofthesubstationlocation 43.2 Planofthesubstation 43.3 Generallayout 43.4 Verticalarrangement 43.5 Trenchlayout 43.6 Road 53.7 Sitetreatment 53.8 Fenceandgate 54Primaryelectrical 64.1 Electricalcircuitconnection 64.2 Mainequipmentselection 64.3 Switchgear 74.4 Reactivepowercompensation 74.5 Over-voltageprotection&grounding 74.6 ACstationservice 74.7 Lighting 74.8 Selection&Layingofthecable 75Secondaryelectrical 95.1 Relayingprotectionandautomaticdevice 95.2 Dispatchautomation 95.3 Communication 105.4 Smartsubstationautomationsystem 105.5 DCpowersystemanduninterruptablepowersystem（UPS） 125.6 Timesynchronizationsystem 125.7 Accessorysystem 125.8 Secondaryequipmentgrouptank&arrangement 125.9 Secondaryparameterrequirementsoftransformer 136Civilworks 156.1 Buildings&structures 156.2 Heating,ventilationandairconditioning 156.3 Watersupplyanddrainage 167Fireprotection 177.1 Generalrequirements 177.2 Firefightingfacility 177.3 Firedetectionandfirealarm 178Energysaving&environmentalprotection 188.1 Generalrequirements 188.2 Energysaving 188.3 Environmentalprotection 189Laboursafetyandoccupationalheath 19AppendixASchematicofintegratedsupervisionandcontrolsystemofsubstation 20Explanationsofwordinginthiscode 21ListsofQuotedStandards 22Addition：Explanationofprovisions 25CONTENTSTOC\o"1-2"\h\z\u1Generalprovisions 12Terms 23Locationselection&layoutofthesubstation 43.1 Selectionofthesubstationlocation 43.2 Planofthesubstation 43.3 Generallayout 43.4 Verticalarrangement 43.5 Trenchlayout 43.6 Road 53.7 Sitetreatment 53.8 Fenceandgate 54Primaryelectrical 64.1 Electricalcircuitconnection 64.2 Mainequipmentselection 64.3 Switchgear 74.4 Reactivepowercompensation 74.5 Over-voltageprotection&grounding 74.6 ACstationservice 74.7 Lighting 74.8 Selection&Layingofthecable 75Secondaryelectrical 95.1 Relayingprotectionandautomaticdevice 95.2 Dispatchautomation 95.3 Communication 105.4 Smartsubstationautomationsystem 105.5 DCpowersystemanduninterruptablepowersystem（UPS） 125.6 Timesynchronizationsystem 125.7 Accessorysystem 125.8 Secondaryequipmentgrouptank&arrangement 125.9 Secondaryparameterrequirementsoftransformer 136Civilworks 156.1 Buildings&structures 156.2 Heating,ventilationandairconditioning 156.3 Watersupplyanddrainage 167Fireprotection 177.1 Generalrequirements 177.2 Firefightingfacility 177.3 Firedetectionandfirealarm 178Energysaving&environmentalprotection 188.1 Generalrequirements 188.2 Energysaving 188.3 Environmentalprotection 189Laboursafetyandoccupationalheath 19AppendixASchematicofintegratedsupervisionandcontrolsystemofsubstation 20Explanationsofwordinginthiscode 21ListsofQuotedStandards 22Addition：Explanationofprovisions 25CONTENTSTOC\o"1-2"\h\z\u1Generalprovisions 12Terms 23Locationselection&layoutofthesubstation 43.1 Selectionofthesubstationlocation 43.2 Planofthesubstation 43.3 Generallayout 43.4 Verticalarrangement 43.5 Trenchlayout 43.6 Road 53.7 Sitetreatment 53.8 Fenceandgate 54Primaryelectrical 64.1 Electricalcircuitconnection 64.2 Mainequipmentselection 64