35kV变电站2号主变增容改造工程可行性研究报告

0 35电站 2 号主变增容改造工程 可行性研究报告 1 目 录 1 概 述 . 2 计依据 . 2 计水平年 . 2 程概况 . 2 要设计原则 . 3 计范围 . 3 要经济指标 . 3 2 电力系统 . 3 力系统现状 . 3 荷预测 . 2 程建设的必要性 . 3 3 电气一次部分 . 4 气主接线 . 4 要设备选择 . 5 气平面布置及配电装置选择 . 6 缘配合 . 7 雷接地 . 7 站照明 . 7 缆设施 . 7 工过渡方案 . 8 4 电气二次部分 . 8 况 . 8 制保护方式 . 8 量与计 量 . 10 像监视及火灾报警系统 . 10 站时间同步系统 . 11 算机监控系统 . 11 流系统及所用电系统 . 12 次设备的接地、防雷、抗干扰 . 13 5 土建部分 . 13 电站概况 . 13 地要求 . 14 区布置 . 14 （ 构）筑物 . 14 防系统 . 15 通部分 . 15 6 附图 . 16 2 1 概 述 计依据 1） X 电网“十二五”电力发展规划 2） X 科【 2011】 12 号关于印发 的通知。 3） X 生技关于印发 的通知。 计水平年 根据电网规划及负荷增长情况，本项目规划设计水平年取 2014 年，远景水平年取 2020 年。 程概况 35庄变电站位于常庄供电区域内，建于 1999 年，为户外简易站， 10变电站围墙呈矩形布置，南北长 50 米，东西向 ，原变电站东西向占用 33m，西侧有 空地，架构、设备支架杆均为混凝土杆，设备基础为混凝土独立基础。设备区地面为水泥硬化地面。 本站为二台主变压器，容量为 10+5压等级 35/1035接线：采用单母线接线，进线 2 回。 10用单母线分段接线， 6 回出线。 该站为农网简易站， 10电设施为户外常规布置，现设备经过多年的运行，设备锈蚀、卡塞现象严重，供电安全性和可靠性均得不到保障。该站综自保护生产厂家为石家庄科林， 2005 年投运，已经运行了 8 年 . 本期主要建设规模如下： 35分 ：将 2#主变由 5容为 10换 35路器 3 台，新增 35 台，电压互感器及熔断器 3 台，更换 35线，更换 35离开关 4组 ,将 35变由线路侧挪至 35线，并添加一组隔离开关。 10分：新建 10电室一个， 10出线全部由架空改为电缆进出线。新建 10架电容器 2 套。 电气二次部分：新建主控室一个，更换综自保护一套。 3 要设计原则 1) 按 X 公司输变电工程通用设备 及标准物料设计 。 计范围 35庄变电站 2#主变增容及站内改造。 要经济指标 序号 项目名称 投资估算 规模 (静态 ) (动态 ) 1 南皮县常庄 35 千伏变电站 2 号主变增容改造工程 648 656 新增 10变一台 2 电力系统 力系统现状 皮县地区电力系统现状 截止 2012 年底，南皮县供电有限责任公司供电面积 790 平方公里，供电人口 人，售电量 电可靠率达到 110以下线损率 10以下线损率为 综合电压合格率 一户一表率 100%， 2012 年全县电网最大负荷 截止 2012 年底，南皮县内有 220 1 座，位于县域中部偏西位置，县城城区以东的 D 类地区，由原于庄 20路破口接入系统。该站现有主变 1台，主变容量 180其供电的 110共 3 座，全部位于南皮县境内且均 为公用变电站，变压器 5 台，主变容量为 3 座站中尹官屯 110位于C 类地区，主要为县城城区供电，乌马营 110和潞灌 110位于 D 类地区，为乌马营工业区和 D 类地区的各乡镇和农村供电。 110路 5 条，全部为架空线路。 南皮县 境内有 35电站 10 座，主变 20 台，总容量为 355 条，线路总长度为 部为架空线路。 南皮县电网 2012 年底接线图见图 4 图 2012 年底南皮县电网地理接线图 1 皮县电网概况 截至 2012 年底， 南皮县 境内共有 110电站 3 座，全部为公用变电站，变压器 5 台，主变容量为 3 座站中尹官屯 110位于 C 类地区，主要为县城城区供电，乌马营 110和潞灌 110位于 D 类地区，为乌 马营工业区和 D 类地区的各乡镇和农村供电。尹官屯站 2012 年最大负荷 载率 59%。乌马营站主变容量 2012 年最大负荷 52载率 82%。 潞灌站 2012 年最大负荷 16载率 40%。 2012 年南皮县最大负荷为 年供电量为 皮县电网 2012 年接线图见图 图 皮县电网 2012 年接线图 皮县常庄供电区域电网概况 常庄供电区域主要包括冯家口镇南部，目前该区域由常庄 35电站供电，常庄 35主变容 量 10+52012 年最大负荷 上级主供电源为尹官屯 110 。 2 荷预测 皮县负荷 预 侧 皮县历史负荷概况 “十五“期间，南皮县最大负荷由 2000 年的 42长到 2005 年的 56十一五”期间，最大负荷由 2005 年的 56长到 2010 年的 93十五”期间年均增长率达到 “十一五”期间年均增长率达到 12%。南皮县用电最大负荷 2012 年达到 史负荷、电量数据见表 表 南皮县历史负荷报表 名称 年份 网供最大负荷（ 增长率 (%) 全县 (区 ) 2000 42 2005 56 2006 59 2007 64 2008 72 2009 81 2010 93 2011 2012 皮县负荷预测 随着南皮县五金产业聚集区、乌马营工业园的不断发展建设，南皮县十二五期间负荷仍会持续增长，预计年均递增 8%， 2015 年达到 南皮县负荷预测见表 “十二五”期间南皮县负荷预测 2012 2013 2014 2015 2016 2017 南皮县常庄站负荷预测 南皮县常庄 35电站站址位于冯家口镇南， 主供 冯家口镇南部地区 。 冯家口镇位于南皮北部，为工业强镇。通过对冯家口镇内大用户现状及用户报装情况统计分析， 2012 年常庄站负荷 家口地处 104 国道，交通便 3 利，今后该镇 发展有一定潜力。预计到饱和年大用户平均自然增长率为 5%。 2013 年常庄供电区报装企业及用电负荷见表 表 常庄供电区报装企业及用电负荷表 企业名称 建设情况 总容量 (进户电压 (用电性质 计划投产年 在建 315 10 大工业用电 2014 南皮县志玲齿轮制造有限责任公司 在建 800 10 大工业用电 2014 南皮县祥民金属材料有限公司 在建 315 10 大工业用电 2014 在建 200 10 大工业用电 2014 许子贞 (模具材料经销中心 ) 在建 200 10 大工业用电 2015 在建 200 10 大工业用电 2015 南皮县兴达铸造厂 在建 315 10 大工业用电 2015 常庄 35电站负荷预测见表 表 常庄 35电站负荷预测 单位 :012 2016 2017 2018 2019 2020 增长率 % 程建 设的必要性 程增容必要性 4 35庄站有主变 2 台，容量 10+5012 年最大负荷 该供电区域内负荷增长较快，根据南皮县电网“十二五”规划，预测今后该供电区域负荷将以年均 5%的速度递增，现有的主变容量已经不能满足负荷发展的需求，所以需要对该站进行增容，计划将 2#主变由 5容至 10 程改造必要性 1、该站为农网简易站， 10电设施为户外常规布置，现设备经过多年的运行，设备锈蚀、卡塞现象严重，供电安全性和可靠性均得不到保障。 2、该站综自保护生产 厂家为石家庄科林， 2005 年投运，已经运行了 8 年，且无备品备件，售后将得不到保证。 3、 35常 3912 线路出口 比为 400/5 线路线径 铝绞线，上级主变能满足负荷要求。 以下为本站主要设备情况： 35空断路器为 1999 年 4 月出厂，厂家为石家庄威远高压开关制造有限公司，电流互感器为内置，最大变比为 150/5， 1999 年 6 月投运，已运行 14 年，1#主变今年 3 月份已更换容量为 1000035满负荷电流将达到 165A，会造成一次变比超负荷； 10空断路器为 1999 年 3 月 出厂，厂家为许继开关厂，1999 年 6 月投运，额定电流 630A，运行 14 年 ,3510离开关运行都达 14年。以上数据可以看出无论从使用年限还是从设备安全可靠运行方面都急需改造。废旧物资除综自保护单元做备件外，其余设备无利用价值。 1) 35312 开关 :型号 定电流 :1600A 2) 35关 :型号 定电流 :1600A 3) 35312、 3103离开关 :型号 额定电流 :630A 4) 10离开关 :型号 额定电流 :630A 5）母线 铝绞线 3 电气一次部分 气主接线 （ 1） 本站为二台主变压器，容量为 10+5压等级 35/10 （ 2） 35接线：采用单母线接线，进线 2 回。 （ 3） 10接线：原采用单母线接线， 6 回出线，本期改为单母线分段接 5 线，本期 8 回出线。 要设备选择 据短路电流计算结果，本站短路电流水平如下： 35压等级： 25 10压等级： 25 主要 设备选择 本站处于 e 级污秽区，本站终期所有设备均根据系统需求，并按照国家通用设备进行选择。 35分 主变压器 型号： 50 容量比： 10000/10000 电压比： 35 3*V 接线组别： YN,抗：高 35路器 型号： 500A 额定电压： 额定电流： 2500A 额定开断电流： 定关合电流（峰值）： 80构： 簧机构 电动机电压： 220V 操作电压： 220V 电压互感器 型号： 电压比： 35/ 3/ 3/ 3/确级数： P 二次负载： 50/50/100隔离开关 型号： 500A 6 额定电压： 额定电流： 2500A 额定开断电流： 定关合电流（峰值）： 80 10分 本站 10电装置采用铠装移开式金属封闭开关柜布置，双列布置，断路器采用真空断路器，断路器机构采用弹簧机构。（该设备县局已自筹） 10电装置设备选择表 设备名称 型式及主要参数 1250A， 254s 电流互感器 主进 600/5A 分段 600/5A 电容器及出线 200/5A 电压互感器 母线： 准确等级 P 变比： 10/ 3/ 3/ 3/雷器 5 配在 放电计数器 主母线 102000A 主进避雷器 5 配在线监测仪 10关柜设备已经采购，本次工程一并安装。 10功补 偿部分采用 框架式并联电容器组 2 套 ，每套电容器容量2容器液体介质采用苄基甲苯，固体介质推荐采用全膜产品，单台电容器采用内熔丝保护，成套装置采用开口三角保护。串联电抗器采用干式空心结构，电抗百分率 5%。 10架式并联电容器组： 34 套 气平面布置及配电装置选择 站原进站道路由站址南侧进入，主变压器户外布置， 35备布置在南部， 10外设备布置在北部，主变压器位于中间部位，警卫室和一些必 7 要的生活生产房间布置在综合楼东南部。 本期工 程将原电气平面布置进行改造， 在原变电站 10备西侧新建配电室及主控室，在主变西侧新建 2 套电容器成套装置。 级电压配电装置选型与布置 35备保持原户外布置型式不变。 10电装置由户外布置改为户内。 10关柜采用户内双列布置，进线出线全部采用电缆。 10联电容器采用户外成套散装型式，布置在变电站的西部。 缘配合 对于雷电侵入波及内过电压，采用氧化锌避雷器保护， 10线装有氧化锌避雷器， 10主变出口处设置避雷器。 10压电缆出线考虑在线路终端杆处 设置避雷器，电容器组避雷器设置在无功补偿装置处。 雷接地 雷 本站对直击雷保护主要通过避雷针实现，本期迁建一座避雷针。 地 因本站为改造工程，需在新建配电室及电容器装置附近完善主接地网。 站照明 本所照明分为正常照明和事故照明，正常照明电源取自交流电源屏，事故照明电源取自直流电源屏。 室外采用投光灯照明， 10关柜室采用壁挂式投光灯与节能荧光灯相结合照明。主控室及其它辅助生产用房间采用节能荧光灯照明。 在 10关室及主控室等处安装有事故照明，事故照明采用节能 白炽灯。 缆设施 本站电缆敷设主要是通过电缆沟和通向所外的电缆管进行敷设。 严格按照有关规程，对电缆通过的有关部位进行封堵处理，具体原则有：综合室内的屏位预留孔洞，放电缆后均用软质堵料封堵。预留孔也应封堵。其他工艺室各屏位底部的孔洞均应封堵。所有建筑物与室外电缆沟相连接处 8 的进出口，均应设置阻火墙。小的孔洞应直接封堵。阻火墙与封堵处两侧电缆，需刷一定程度的防火涂料。 封堵材料采用无机速固硬质堵料和有机软质堵料，材料必需通过国家消防部门的鉴定。 防火墙的耐火极限为 4h。 工过渡方案 本期工程在原 10电装置西侧新建配电室、主控室及电容器组，建设过程中不影响原设备运行。开关柜安装完毕后首先停 2 号主变，进行 2 号主变更换，相应更换 35进断路器，进线断路器隔离开关等设备，主变低压侧用电缆引入 10进开关柜，待 10关柜投运后，拆除原 10外配电装置， 1 号主变进线更换为电缆进线。 4 电气二次部分 况 变电站二次系统按无人值班综合自动化变电站设计标准设计。变电站 10 为提高监控系统的可靠性采用双以太网。由监控机完成 站内各种操作，经远动与调度端进行信息传递，在调度端可对变电站进行各种操作，实现变电站的无人值班。 制保护方式 综自保护采用微机化继电保护、自动装置、各保护装置具有完善的数字通信接口，可通过标准数据格式与远动主机通信。 保护装置的信息管理通过监控系统完成。 制 10路、电容器保护测控装置就地安装，其它保护测控设备组屏安装于主控室。 护 （ 1) 35路保护配置：进线设小电流距离保护，三相限时速断，过电流保护，故障录波功能。 9 （ 2）变压器保护配置 a) 变压器主保护采 用独立的二次谐波原理的差动保护。 b) 非电量保护：本体及有载调压重瓦斯引入接点，由保护装置发出信号并瞬时跳开主变两侧断路器；轻瓦斯引入接点动作于信号；温度高、油位低、压力释放引入接点动作于信号。 c) 独立的变压器高压侧后备保护： 复合电压闭锁过流保护，一段三时限，第一级时限动作跳开 10段断路器，第二级时限动作跳开 10断路器，第三级时限动作跳开两侧断路器；过负荷动作发信号。 d) 低压侧后备保护：复合电压闭锁过电流保护，时限速断保护。 （ 3） 10路保护配置： a) 三相限时速断，过电流保 护。 b) 三相一次重合闸及后加速。 c) 低周减载（有滑差闭锁、低电压闭锁）。 d) 小电流接地选线 e) 故障录波功能。 f) 采用保护测控一体装置，安装在 10内开关柜内。 （ 4） 10容保护配置 a) 三相定时限过电流保护 b) 过电压、失压、零序电压保护 c) 线闭锁失压保护 d) 采用保护测控一体装置，安装在 10内开关柜内 （ 3） 10段开关保护配置 a) 三相定时限过电流保护 b) 充电保护 c) 具有备自投功能 d) 采用保护测控一体装置，安装在 10内开关柜内 动装置 （ 1）具备 10线电压互感器自动并列功能，设置 10线绝缘监视、计量回路的电压监视。 （ 2） 10线装设电压监测仪。 10 量与计量 量 根据 35110人值班变电所设计规程规程的规定，为防止测控系统故障而设置最基本的就地监视手段，应力求简化直观，宜设在就地或利用设在保护、测控装置上的显示功能，不应集中设置仪表屏。实际设计中，测量表计根据具体情况配置，一般如下： (1) 10压互感器柜配置 1 只相间电压表。 (2) 主变压器：低压侧设 1 只电 流表安装在 10线柜内。 量 1) 表计配置 电压互感器级别 , 计量点电流互感器级别 ; 根据电测量计量系统设计技术规程 (5202，对 35电所计量表计做如下配置： 主变低压侧配置三相三线全电子多功能电能表，安装在二次设备室电能量采集及电度表屏上。 10路、电容器在开关柜上各配置三相三线全电子多功能电能表。 所用电配置三相四线全电子多功能电能表，安装在交流屏上。 本站全电子多功能电能表均配双 485 通讯口，分别与远程抄表采集终端和 综自监控主机通讯。 2) 电能量计费系统 (1) 电度表采集终端支持交直流 220V 互为备用的电源输入方式。 (2) 选用具有扩展能力的机架式终端 ,不少于 8 个本地 口、至少具备接入 64 块电能表的能力。 (3)安装在电能量采集及电度表屏上。 像监视及火灾报警系统 据省公司冀电生计 200562 号文件“ 220以下变电站实施无人值班集中监控技术导则（试行）”方案： 变电所配置视频监视系统 1 套，安装主控室。 11 遥视系统信息量： 图像：大门、主变、设备区总体、 10 电室、主控室。（加数码相机及成像设备接口）。 灯光：所有图像部分 环境量：室内温度、门碰、红外传感量。 报警：温度超高限、闯入报警、烟雾报警。 据省公司冀电生计 200562 号文件“ 220以下变电站实施无人值班集中监控技术导则（试行）”方案及 及其它有关规定 ,变电站内装设火灾报警装置 ,宜装设地点 : （ 1）主控室 （ 2） 10电室 当感烟或感温探测器接收到信号时，起动火灾报警控制器，发出声光信号，并通过远动装置发出告警，传至调度及集控站。 站时间同步系统 配置 1 套全站公用的时间同步系统，主时钟双重化配置，支持北斗系统和 统单向标准授时信号，优先采用北斗系统，时钟同步精度和授时精度满足站内所有设备的对时精度要求。站控层设备采用 络对时方式。间隔层设备宜采用 1时方式 ， 时间同步系统 安装于远动通讯屏。 算机监控系统 变电站当地功能由监控机完成 ,监控主机安装于二次设备室内，监控系统附设五防功能，配置五防钥匙及锁具。 画面显示功能 一次接线图，画面包括接入系统的所有一次设备和反映该设备 运行状态监视，各前置装置送来的实时报文（模拟量、数字量、电度和 ）及与调度端的通信数据在屏幕上显示。 开关动作统计表：反映断路器正常和故障动作次数统计值。 全站电流、电压、功率棒图和曲线图。 主变温度曲线图。 全站潮流分布图。 12 当地监控 事件顺序记录，可以将断路器的动作时间、保护和安全自动装置的动作时间及一些重要信息时间记录下来，作为事故分析的依据。 可监视站内实现事件顺序记录、事故追忆记录、事故下的声光报警，系统运行状态，在线修改和增删人工设定值，具备即时打印、定时打印、召唤打印。 远 方信息交换，与电网各级调度中心交换信息，系统时钟校正，实时在线自诊断。 流系统及所用电系统 流系统 站用交流系统由 1 台站变获得 380V 电源，经电缆引入站用交流屏，单母线接线。设置 1 面交流屏，屏上设置三相四线电能表、进线电压表、负荷电流表。交流母线电压和负荷电流接入综自系统，实现站用母线电压的遥测。以空接点形式或通讯方式发出交流失压告警信号引入综自系统。 流系统 本站采用 220V 直流电源作为全站各安装单位的控制、保护、信号、安全自动装置等负荷的供电电源。 设置一组阀控式密封铅 酸蓄电池，蓄电池容量选择按 2h 放电进行考虑，容量为 100104 只 /2V。蓄电池组配置 1 套冗余模块的高频开关电源整流装置，充电模块按 N+1 热备份方式配置（ 10A 4 块， 220V）。直流系统设置微机监控单元，对直流系统进行监测和管理，并与监控系统通信。配置微机型直流系统绝缘监测仪，在线监测各馈线的直流接地故障，并与直流系统监控单元通信。 直流系统设 2 30A 块 1 套，供通信设备使用。 直流系统共组柜 2 面，设置于 10电室内，包括直流充馈电柜 1 面、蓄电池柜 1 面。 直流母线电压及直 流系统故障信号以空接点形式或通讯方式接入综自系统。 间断电源 13 监控主机采用交、直流两用逆变电源供电。正常时，由交流 220V 供电，经逆变电源后供给监控主机；当交流输入消失时，自动转为由直流 220V 供电，逆变后供给监控主机。从而保证监控主机的不间断性。调度数据网设备和信息网络设备均单独设逆变电源，本期工程设 1 套不间断电源系统，输出容量为 3间断电源装于直流屏。 次设备的接地、防雷、抗干扰 二次防雷方案 变电站二次防雷系统，由各设备分别采取防雷措施。 各装置的交、直流电源输入处设置电源防雷器。 干扰措施 在二次设备室内沿屏柜布置方向敷设截面不小于 100专用接地铜排，并首末端联接后构成室内等电位接地网，用至少 4 根以上、截面不小于50铜排（缆）与变电站的主接地网一点接地。 为避免一次设备的操作、短路、雷电侵袭对微机保护及其它二次回路的干扰，微机型继电保护装置所有二次回路的电缆均应使用屏蔽电缆。遵守保护装置 24V 开入电源不出二次设备室的原则，以免引进干扰，合理规划二次电缆的敷设路径。 缆设施及防火 根据电缆阻燃防火要求，室外电缆沟拟采 用分段阻隔措施，凡通向屋内的电缆沟入口处及屏、柜下的孔洞，待电缆敷设完成后，均采用有效阻燃材料严密封堵。电缆防火及阻燃措施按电力工程电缆设计规范（ 为避免一次设备操作、短路、雷电侵袭对微机保护及其它二次回路的干扰，本工程的二次控制电缆选用阻燃铜芯聚氯乙烯绝缘铜皮屏蔽控制电缆。 5 土建部分 电站概况 35庄站为户外简易站，该站建成于 1999 年 ，进站道路从站址南侧引接，变电站所在地区地势较为平坦，交通方便。 变电站围墙呈矩形布置，南北长 ，东西向 ，原变电站东西向 14 占用 33m，西侧有 40m 宽空地，架构、设备支架杆均为混凝土杆，设备基础为混凝土独立基础。设备区地面为水泥硬化地面。 地要求 站内场地满足本期增容要求，所以本期不考虑再征地。 区布置 本期为增容工程， 10电装置改为户内布置，建设内容为： （ 1） 更换 2#主变，容量由 5至 10变压器基础尺寸及强度不能满足要求，需拆除原有基础，在原位置新建一座混凝土基础； 1#主变油池偏小，本期扩建油池。 （ 2） 更换 35断路器 3 台，需拆除原有基础，在原位置新建 3 座混凝土基础；在 35线侧增加断路器基础 1 座。 (3)新建框架式 10外电容器设备基础 2 组。 (4)拆除 10外设备构（支）架，在其西侧新建 10电室、主控室及辅助建筑，建筑面积 270 平方米。 (5)新建室外混凝土电缆沟，电缆沟断面 (6)