水泥厂总降变电站初步设计说明.doc

1、水泥有限公司二期 4000t/d 熟料水泥生产线工程110kV 总降压站设计说明设计：校对：专业负责人 ：审 核 ：审定：项目负责人 ：目录1. 2 2. 43. 44. 55. 5 6. 67. “ ” 10 8. 11 9. 12 10. 12 11. 17 12. 17 13. 火灾报警视频监控部分 18 14. 18 15. 保安电源 1811、概述1.1 建设规模本项目一期生产 线已经建成一座 110/10.5kV 总降压站，现有一台主变压器容量 为 40000kVA，并且预留了二期主 变压器的位置，高压线杆为一杆双 线，预留了二期高压线架设位置。二期总降从距厂 区 800m的变电站

2、引一路 110kV电源，架空引入，与一期线路同塔 架设。二期 110kV采用 GIS 线变单元， 110kV 侧与一期不联络； 10kV侧与一期联络，一期已经设计并已安装了隔离柜。1.2 设计范围110kV 进线终端杆塔之后的110kV变电所（二期）工程设计。通讯屏一期已经 设计，二期与一期共用。110kV 变电所照明及火灾自动报警一期已经设计，二期不用考虑。110kV 变电所防雷接地一期已经设计，二期设备直接连接至一期预留接口处。1.3 设计依据水泥有限公司与 设计公司签订的设计合同。GB 50059-2011GB 50060-2008GB 50227-2008GB 50062-2008 2

3、GB 50034-2013 GB 50229-2006 DL/T 620-1997 GB50065-2011 GB 50057-2010 1.4 站址选择本站为用户变电 站，站址设在厂区正北方向，交通运输方便。全年主导风向北 偏西北, 变电站位于 上风口。1.5 气象条件年平均气温：17.0 极端最高气温：38.9 极端最低气温：- 11.2 最热月平均气温 ：29.0 最冷月平均气温 ：-4.8年平均降雨量：1450mm日最大降雨量：191.2mm年平均相对湿度 ：75%主导风向：北偏西北最大积雪厚度：9cm厂区海拔高度：96120m1.6 其它条件污秽等级III 级地震烈度VI 度1.7

4、值班人员设置3总降压站按照12 人值守设计。2、电气主接线本工程一期和二 期 110kV系统均采用线变单元接线方式，一期与二期 GIS 不联络。10kV 侧一期和二期联络，一期已经设计并已安装了隔离柜，二 期设置母联柜与一期隔离柜连接。正常运行情况下，母联柜与一期和 二期进线柜做连锁（三台断路器只允许两台同时合闸）；仅某期变压器 出线故障时，合上母联柜，保证两条生产线部分重要负荷供电。3、负荷计算（项目一期）装机功 率计算有 功#2 主变负荷Pe(kW)Pjs(kW)二期原料磨配电站1592011144二期窑头配电站64304830二期水泥磨配电站92306461二期水泥磨配电站（预留）763

5、053412#主变压器总负荷3921026800二期余热发电90006500考虑余热发电后 #2 主变3021020300根据以上计算， #2 主变压器选用 25000kVA，#2 主变负荷率为 85.5 。44、无功功率补偿无功功率采用静 电电容器补偿，总降压站现有两套电容补偿装置，容量分别为4200kVar 和 5400kVar，从目前运行情况看一套5400kVar 即可满足一期生产线的补偿容量，因此 ，总降二期改造时将利用原 4200kVar 这套电容补偿装置，不再新增。在二期各电气室和变电所的低压 母排上设低压电容集中补偿装置，根据设定的功率因数自动投切， 采用可控硅自动投切。通过以上

6、补偿，满足110kV侧功率因数不小 于 0.95 的要求。5、短路电流计算5.1 基础数据系统极大运行方 式下上级 110kV 母线阻抗值 ( 暂缺 )基准容量： 100MVA5.2 最大运行方式下的短路电流短路点110kV 母线10kV 母线项目短路点平均电压 Up(kV)11510.5基准电流 Ij(kA)0.5025.499超瞬变短路电流 有效值 I (kA)暂缺20.82短路冲击电流值 ich(kA)暂缺53.26、主设备选型6.1 主变压器（二期）名称：三相油浸自冷式 有载调压双绕组电力变压器型号：额SZ13-25000/110定容量：25000kVA5额定电压：一次侧：二次侧：相数

7、：频率：阻抗电压百分比 ：冷却方式： 连接组别： 有载调压特性：11081.25%kV10.5kV三相50Hz10.5%油浸自冷Yn,d-11十七档 81.25%6.2 110kV 配电设备（二期）名称：SF6 组合电器 (GIS)额定电压：110kV标称电压：126kV额定频率：50Hz额定电流：2000A额定短路开断电 流：40kA额定峰值耐受电 流：100kA控制电源电压：电DC220V机额定电压：DC220V6.3 110kV 断路器名称：SF6 断路器操作机构：弹簧机构额定电压：110kV标称电压：126kV额定频率：50Hz额定电流：2000A额定短路开断电 流：40kA6额定峰值

8、耐受电 流：控制电源电压： 电机额定电压：6.4 110kV 隔离开关名称：操作机构：额定电压：标称电压：额定频率：额定电流：额定短路开断电 流：额定峰值耐受电 流：控制电源电压： 电机额定电压：6.5 110kV 接地开关名称：操作机构：额定电压：标称电压：额定频率：额定电流：额定短路开断电 流：额定峰值耐受电 流：控制电源电压： 电机额定电压：6.6 110kV 电流互感器名称：100kADC220VDC220V隔离开关电动操作机构110kV126kV50Hz2000A40kA100kADC220VDC220V接地开关电动操作机构110kV126kV50Hz2000A40kA100kADC

9、220VDC220V电流互感器7额定电压：标称电压：额定频率：额定短路热稳定 电流:额定短路动稳定 电流:一次电流：二次电流：准确级次：110kV126kV50Hz40kA100kA见系统图5A计量绕组：0.2S测量绕组：0.5保护绕组：3*10P20互感器容量： 30/30/30/30/30VA6.7 110kV 电压互感器名称： 标电压互感器称电压：126kV额定频率：50Hz额定短路热稳定 电流:40kA额定短路动稳定 电流:100kA一次绕组额定电 压：110kV二次绕组额定电 压：2* 100/ 3剩余绕组额定电 压：100V准确级次：计量绕组：0.2测量绕组：0.5剩余绕组：3P互

10、感器容量： 75/120/300VA6.8 10.5kV 开关柜8名称：型号：额定电压：额定频率：额定电流：额定短路开断电流：额定峰值耐受电流：控制电源电压：6.9 所用电柜中压开关柜KYN28A-1210.5kV50Hz见系统图31.5kA80kADC220V本站二期设 50kVA所用变压器一台 , 装设在二期所用变室内。二期所用变低压侧 连接至一期交流屏，作为站用交流备用电源。所用变压器的参数如 下：型号：额定容量：形式：额定电压：一次侧：二次侧：相数：频率：连接组别：6.10 高压电容补偿装置 2# 电容补偿额定 容量：额定电压：额定频率：SC11-50/1050kVA干式10kV0.4

11、kV三相50HzD,yn-114200kVar（利用一期现有设备）10kV50Hz9每套高压电容补 偿装置包括以下设备：电容器、电抗器、喷逐式熔断器、避雷 器、放电线圈等。6.11 10kV 断路器名称：真空断路器操作机构：弹簧机构额定电压：10.5kV额定频率：50Hz额定电流：见系统图额定短路开断电流：31.5kA额定峰值耐受电流：80kA控制电源电压：DC220V7、“五防”配置7.1 110KV 配电装置的联锁断路器、隔离开 关、接地开关等所有开关设置电气联锁，以保证系统安全与人 身安全。隔离开关与接地开关之间采用机械闭锁装置，隔离开关闭 合时，不能合接地开关，接地开关闭合时，隔离开关

12、不能合。进线间隔设有单 相带电指示器，与进线处快速接地刀联锁。7.2 10kV 高压开关 柜的“五防 ”闭锁小车进退机构与断路器之间闭锁当断路器处于合 闸状态时，通过机械联锁使小车处于锁定状态，防止带负荷推拉 小车。小车未推到位或 处于拉出位置时，通过机械和电气联锁保证断路器不能合闸。小车与接地开关之间闭锁10只有当小车移出 柜外时，才能合上接地开关；接地开关合上时，小车不能推进柜 内。二次插头和小车锁定机构之间的联锁二次插头未插好 ，小车不能进入锁定状态。只有当小车处于拉出位置时，才能 拔下二次插头。柜后门与接地开关及断路器间联锁后门完全关闭后 ，断路器才能合闸；只有接地开关合上后，后门才能

13、打开。7.3 其它电气闭锁系统在成套电容补偿 装置前、后门装设电磁锁，进线处装有带电显示装置，可以控 制电磁锁。当进线处有电压时，电磁锁锁住电容补偿装置前后门； 当电容补偿装置前、后门没有完全关闭时，不能合配电开关柜的断 路器。8、电气总平面布置本变电站一期土 建工程已经完成，预留了二期设备位置。整个建筑物长 28 米，宽 17.6 米，占地面积 493 平方米（包括室外变压器的占地面积 ），建筑面积 748.5 平方米。110kV 配电装置布置在二层平面，宽9.6 米，长 15.5 米，层高7.5 米。变压器为在一层 平面户外布置。由于两台变压器之间距离太小，中间加防火隔墙 。控制室布置在二

14、 层平面。二期主变保护屏、主变测控屏及线路保护屏都安装在 本控制室中。10kV 开关室布置在一层平面，宽9.6 米，长 19.5 米，层高 5.0 米。两期开关柜 均为双列面对面布置，中间采用封闭式母线桥连接。11电容器室布置在 一层平面，独立房间。电容器柜单列布置。电气设备间之间 门采用防火门。9、过电压保护及接地9.1 过电压保护为防止雷电波侵 入本站，在 110kV 进线处、变压器中性点设置氧化锌避雷器。 在 10kV 母线处装设大容量过电压保护装置，安装在 10kV 开关柜内。为防止在操作真 空断路器时产生的操作过电压，在各出线回路装设过电压保护 装置，安装在 10kV 开关柜的电缆室

15、。9.2 防雷一期已经全部完 成。9.3 接地一期已经完成一 期设备可靠接地，二期新增设备连接至一期预留接地接口。10、二次接线及继电保护10.1 直流系统直流电源一期已 经考虑了二期容量和回路预留，为此总降控制室内二期的直流 电源直接引自直流屏备用回路。10.2 继电保护继电保护采用数 字式微机保护装置 , 具有遥控、遥信、遥测、遥调、遥脉功能。 保护配置如下：(1) 110kV 线路差动保护110kV 进线装设线路纵差保护，与上级纵差屏配对设置。(2) 主变压器保护比例制动差动保 护，动作于跳开主变两侧断路器。12110kV 侧复合电压闭锁过电流保护，动作于跳开主变两侧断路器。10kV 侧

16、复合电压闭锁过电流保护，动作于跳开主 变 10kV 侧断路器和 10kV 母联断路器。非电量保护（本 体重瓦斯、压力释放、有载调压开关重瓦斯），动作于跳开主 变两侧断路器。本体轻瓦斯、本 体油温高、本体油位低、有载轻瓦斯、有载油位低动作于信号 。(3) 10kV 配电变压器保护电流速断、过电 流，动作于跳闸。零序保护，动作 于跳闸。重瓦斯保护，动 作于跳闸。轻瓦斯、温度， 动作于报警。(4) 高压电动机保护2000kW 及以上的电机，设比例制动的差动保护，动作于跳闸。电流速断保护、 过电流保护，动作于跳闸。过热保护，动作 于跳闸。零序保护，动作 于报警。低电压保护、负 序电流保护，动作于跳闸。

17、(5) 电容器保护电流速断保护、 过电流保护，动作于跳闸。过电压保护，动 作于跳闸。低电压保护，动 作于跳闸。13不平衡电压保护 ，动作于跳闸。零序保护，动作 于报警。(6) 10kV 线路保护电流速断保护、 过电流保护，动作于跳闸。过负荷保护，动 作于跳闸。零序保护，动作 于报警。10.3 电气测量配电变压器回路 ：装设综合电能表，测量电流、有功电度。电机回路：装设 综合电能表，测量电流、有功电度。10kV 进线回路：装设综合电能表，测量电流、电 压、有功电度、无功电度、有功 功率、无功功率、功率因数。电容器回路：装 设综合电能表，测量电流、无功电度。母联柜：装设电 流表。10.4 计量11

18、0kV 进线装设计量装置，计量屏与一期合用同一个屏，在原一期计量屏里增 加计量电表（原一期已预留了安装计量表的位置 ）。计量用电流互感 器的精度等级为 0.2S 级，电压互感器的精度等级为 0.2 级。计量屏的端子应 加封签，计量屏内计量表计的设置与供电部门协商决定，选择 符合当地供电部门要求的产品。10.5 监控系统(1) 控制功能110kV 断路器的控制操作控制操作具有四 层操作可供选择，第一层控制设置在站内监控计算机工作站上 ，可通过键盘或鼠标进行控制操作，作为在站内操作控制的主要操 作方式。14第二层控制设置 在主变保护柜上，完全独立于通讯网络，通过选择开关和控制 开关直接面向对象的操

19、作方式，采用传统的二次接线对断路器实施 控制，主要作为当通讯网络完全失效，而不能通过远动通道在调度 中心和站内监控计算机工作站上对断路器控制操作的一种后备方式 。第三层控制设置 在远方调度控制中心，远方调度中心运行值班人员可通过远动 通道对变电站断路器控制操作。第四层控制在l1OKV断路器就地操作机 构箱上，通过选择开关和控制按钮进行 操作控制，主要作为开关检修、调试时用，也是控制操作的最后后 备方式。10kV 断路器的控制操作第一层控制设置 在站内监控计算机工作站上，可通过键盘或鼠标进行控制操作 ，作为在站内操作控制的主要操作方式。第二层控制设置 在保护屏或开关柜上，完全独立于通讯网络，通过

20、选择开关和 控制按钮进行操作控制，主要作为开关检修、调试时用，也是控制 操作的后备方式。(2) 监测功能实时数据采集实时数据的采集 分为二部分：一部分为来自现场的数据，另一部分为微机采集 装置和自动装置传送的有关数字信息，包括交流模拟量、电度量及 开关量。模拟量信号为来 自现场 PT、CT二次侧和站用变的交流模拟量，主变温度量。开关量输入回路 的信号电源采用 DC 220V引入采集装置。15部分信号通过通 讯方式传送到监控计算机中。数据处理系统对所采集的 实时数据进行处理及监测，根据电压量、电流量计算有功、无 功功率、功率因数等。(3) 事件记录及 故障处理事件记录事件记录包括： 各保护装置动作记录，断路器跳、合闸信号等。所有记录的事件 ，系统应将事件发生的时刻、性质、名称记录在实时数据库，并可 远传至调度端。异常报警系统对采集到的 各实时数据进行检测，所检测数据与定义的正常参数状态不符 合时予以报警。报警信号分为事故和预告两种，事故和预告用两种 音响报警。(4) 远动接口具备远动功能， 提供 232(485)接口能以多种规约向上一级远传数据。遥测功能包括调度中心所 需要的交流电流、交流电压、有功功率、无功功率、主变温度 、有功、无功电度量等。遥信功能包括调度中