110kV升压变电站设计技术方案

110kV升压变电站设计技术方案一、项目背景与设计目标在区域能源供应体系中，110kV升压变电站承担着将中低压电能升压后并入区域电网、保障负荷中心供电可靠性的核心作用。随着新能源并网需求增长（如分布式光伏、风电项目配套升压站）及工业负荷集中区域的供电升级，科学合理的升压变电站设计成为提升电网供电质量、降低损耗的关键。本方案以某工业园区配套110kV升压站为例，结合电网规划、负荷特性及环境约束，从多维度构建技术方案，旨在实现“安全可靠、经济高效、绿色低碳”的设计目标。二、设计依据与规范标准设计需严格遵循国家及行业技术规范，核心依据包括：《35kV～110kV变电站设计规范》（GB____-2011）《电力工程电气设计手册》（电气一次、二次部分）《交流电气装置的接地设计规范》（GB/T____-2011）项目所在地电网公司《110kV变电站典型设计导则》环境影响评价报告及国土空间规划要求三、站址选择与前期分析（一）地理位置与负荷匹配站址应靠近负荷中心或新能源发电场，缩短供电半径以降低线损。以工业园区项目为例，站址选在园区负荷密度最高的中部区域，距主要用户平均距离≤5km，有效减少10kV出线长度。（二）地形地质与工程条件优先选择地形平缓、地质稳定区域，避免断层带、滑坡体。本项目站址地勘显示为Ⅱ类场地土，承载力特征值≥150kPa，无需复杂地基处理，降低土建成本约15%。（三）进出线与交通条件110kV出线需满足走廊宽度要求，本方案利用园区现有架空线路走廊，减少征地矛盾；35kV/10kV出线采用电缆沟敷设，与园区地下管网协同设计。站址周边道路宽度≥4m，满足设备运输及消防车辆通行。（四）环保与社会因素站址远离居民区（距最近村落≥300m），噪声影响符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB____-2008）2类区要求；避让基本农田，通过国土部门合规性审查。四、电气一次系统设计（一）主接线方案结合项目规模（最终容量2×50MVA主变）及可靠性要求，采用单母线分段接线（110kV侧）：正常运行时分段断路器闭合，两段母线并列运行；故障时分段断路器自动跳开，保障非故障段供电。35kV侧采用单母线接线，10kV侧单母线分段（配自动投切装置），兼顾经济性与可靠性。（二）主变压器选型主变选择油浸式有载调压变压器，型号SZ11-____/110，联结组别Dyn11。容量考虑远期负荷增长（预留30%裕度），有载调压满足电压质量要求（调压范围±8×1.25%），空载损耗≤10kW，负载损耗≤120kW，符合节能标准。（三）电气设备选型断路器：110kV侧选SF6断路器（LW36-126型），开断电流40kA，满足短路电流要求；35kV/10kV侧选真空断路器（VS1-40.5、VS1-12型），免维护、灭弧性能优。隔离开关：110kV侧选GW4型户外隔离开关，35kV/10kV侧选户内GN30型，配置电动操作机构。互感器：110kV侧用电容式电压互感器（TYD110/√3-0.02H），35kV/10kV侧用电磁式；电流互感器选LZZBJ9型，准确级0.2S/5P20，满足计量与保护要求。（四）无功补偿设计根据负荷功率因数要求（≥0.95），10kV母线侧配置并联电容器组（TBB10-3000/10-3W型），总容量3×2000kvar，分3组投切，补偿后系统无功损耗降低约40%。同时预留SVG（静止无功发生器）接口，满足未来新能源并网的动态无功需求。（五）防雷与接地系统防雷：110kV进线侧装设氧化锌避雷器（YH10WZ-108/281型），主变高低压侧各装一组避雷器；站区设25m高独立避雷针2座，保护角≤25°。接地：采用水平+垂直接地网，水平接地体用60×6热镀锌扁钢，垂直接地极用L50×5热镀锌角钢（长度2.5m），网格间距5m，接地电阻≤0.5Ω（通过降阻剂及深井接地极优化）。五、电气二次系统设计（一）监控与自动化系统采用分层分布式综合自动化系统，包含站控层（后台监控机、五防系统）、间隔层（保护测控装置）。实现遥测（电压、电流、功率等）、遥信（开关位置、告警信号）、遥控（断路器分合、电容器投切）功能，数据传输至上级调度主站。（二）保护配置主变保护：配置差动保护（速断）、瓦斯保护（重瓦斯跳闸、轻瓦斯告警）、过流保护（带时限）、温度保护（超温跳闸）。线路保护：110kV/35kV线路设三段式过流保护、零序保护；10kV线路设过流、速断保护。母线保护：10kV分段母线设母差保护（或不完全母差），提高故障切除速度。（三）辅助系统设计故障录波：配置故障录波装置，记录故障前20ms、故障后80ms的电气量，便于事故分析。同期系统：110kV进线及主变各侧配置自动同期装置，实现并网操作自动化。六、土建与总平面设计（一）总平面布置站区按“功能分区、流程清晰”原则布置：生产区：主变露天布置（距主控楼≥15m），110kV配电装置区（GIS室）、35kV/10kV配电室（户内）呈“L”型排列，缩短电缆路径。辅助区：主控楼（含值班室、继保室）、消防水池、油库（距主变≥10m）集中布置于站区东侧，与生产区用绿化带隔离。（二）建构筑物设计主控楼：两层框架结构，建筑面积800㎡，外墙采用保温一体板，屋面设避雷带；继保室采用防静电地板，空调系统满足设备温湿度要求（温度20±2℃，湿度50±10%）。配电室：10kV配电室为户内单层结构，采用全封闭开关柜（KYN28A-12型），柜间净距≥0.8m，设机械通风及火灾自动报警系统。（三）电缆敷设110kVGIS电缆采用高压电缆（YJV22-8.7/15kV），穿镀锌钢管埋地敷设；35kV/10kV电缆采用电缆沟敷设，沟内分层布置（动力电缆在下、控制电缆在上），每隔50m设防火墙，沟盖采用复合树脂板（承重≥5kN/㎡）。七、节能环保与绿色设计（一）节能措施设备节能：主变选节能型（空载损耗比国标低15%），断路器、变压器均采用低损耗型号；风机、水泵选变频控制，根据负荷自动调节。无功优化：通过电容器组+预留SVG实现动态无功补偿，系统功率因数提升至0.98以上，年节电约20万kWh。（二）环保设计噪声控制：主变设隔声罩（降噪量≥15dB），配电室风机加装消声器；站区围墙采用隔声砖（隔声量≥30dB），厂界噪声≤55dB（昼间）。废水处理：雨水经收集池沉淀后回用（绿化、冲洗）；生活污水经地埋式一体化设备处理（达标后排入市政管网）；变压器事故油排入专用油池（经隔油处理后回收）。绿化设计：站区绿化覆盖率≥30%，选用吸尘、降噪植物（如侧柏、女贞），沿围墙设绿化带，减少对周边环境的影响。八、施工与调试方案（一）施工要点基础施工：主变基础采用钢筋混凝土筏板基础，预埋接地极与主接地网连接；GIS室基础预留设备安装孔，精度偏差≤2mm。设备安装：主变吊装采用250t汽车吊，严格控制器身倾斜度（≤1°）；GIS设备安装前进行SF6气体检漏（泄漏率≤1%/年）。（二）调试流程电气试验：主变进行绝缘电阻、绕组直流电阻、变比、短路阻抗试验；断路器进行机械特性、耐压试验。保护调试：模拟故障（如短路、过流）测试保护动作时间（主变差动≤30ms）、出口逻辑；传动试验验证开关分合可靠性。系统联调：与调度主站进行远动通信测试，验证遥测、遥信准确性，遥控操作成功率≥99.9%。九、运行维护建议（一）日常巡检定期检查主变油温、油位（油温≤85℃，油位在±20℃刻度线内），GIS设备SF6压力（≥0.45MPa），电容器组外观（无鼓肚、渗油）。每月进行红外测温（重点检测母线接头、断路器触头，温升≤55K）。（二）设备维护主变每3年进行油色谱分析（监测H₂、CH₄等气体含量，判断绝缘状态）；避雷器每1年检测泄漏电流（阻性电流≤100μA）。保护装置每半年进行定值核对，确保与调度端一致；五防系统定期校验（闭锁逻辑正确率100%）。（三）应急预案编制《全站失电应急预案》《主变火灾处置方案》，每半年开展演练；配置干粉灭火器（主变区）、气体灭