220kVGIS变电站电气设计说明

1、专业资料. 2.1 电气部分 2.1.1 变电站规模 (1) 本期建设2台220kV、240MVA变压器，最终规模3台 220kV、240MVAE相三绕组变压器； (2) 220kV出线，本期4回，远景6回； (3) 110kV出线，本期4回，远景12回； (4) 35kV出线，本期6回，远景8回； (5) 无功补偿，本期装设6X 1.0万千乏电容器，电容器电抗率 按3组5% 3 组12%考虑；远景按装设9组电容器预留场地，电容器串联电抗率按12%勺位置预 留。 2.1.2 电气主接线及主要电气设备选择 采用国网A1-1方案，根据系统要求，对通用设计电气主接线进 行调整。 2.1.2.1 电气

2、主接线 220kV本期采用双母线接线，远景采用双母线接线。 110kV本期采用单母线分段接线，设分段断路器，装设 2组母线 设备，远景单母线三分段接线。 35kV本期采用单母线分段接线，远景采用单母线分段+单母线接线。 根据国家电网生20111223文件“矢于印发矢于加强气体绝缘金属封闭开矢 设备全过程管理重点措施的通知”附件1第二章第八条“采用GIS的变电站，其 同一分段的同侧GIS母线原则上一次建成。如计划扩建母线，宜在扩建接口处预装 一个内有隔离开尖 (配置 有就地工作电源)或可拆卸导体的独立隔室；如计划扩建出线间隔，宜将母线隔离开 矢、接地开矢与就地工作电源一次上全。 ”本工程110k

3、V侧有出线间隔的GIS母线 一次建成，建成母线的远景扩建间隔本期预装空间隔。 本工程主变220kV、110kV中性点采用经隔离开尖直接接地或经避雷器、放电 间隙.专业资料. 的接地方式；35kV系统中性点采用经消弧线圈接 地方式。由于主变35kV侧为 三角形接线，在35kV母线上配置接地变。 本工程采用接地变兼站用变，本期及远景均 2 2台，均分在35kV I II母线上，本期不装设消弧线圈，远景按2X1100千伏安消弧线圈预留场地。 电气主接线图见图1。 2.1.2.2 主要电气设备选择 主变压器采用三相三圈降压结构有载调压变压器， 变压器考虑采用低损耗及低 噪音，三侧电压分别为 220kV

4、、门OkV、35kV 根据 系统规划，220kV、11 OkV、35kV设备开断电流分别暂按 50kA、 40kA、31.5kA 选择。 220kV和110kV配电装置均采用户外GIS方案；35kV开尖柜选用 真空或 SF6型断路器；低压侧并联电容器采用户外组装式并联电容器组。 所有避雷器均采用雷电和操作过电压保护性能良好的金属氧化物避雷器。 查电力系统污区分布图（2011 ）版，变电站所址的污秽等级为 C2级（爬电比距为25mm/kV，根据浙电生2012 267号电网污区分布图 （2011版）执行规定，本工程户外设备外绝缘爬电距离按25mm/kV （最高线电 压）配置，中性点非有效接地系统户

5、外设备按上述要求提高一档，即绝缘爬距 220kV设备为6300mm 11 OkV设备为3150min,35k户外有效爬距为1256mm根 据DL/T 404-2007 3.6kV40.5kV交流金属封闭幵尖设备和控制设备，35kV 屋内电气设备外 绝缘泄漏距离考虑729m （纯瓷）810mm （有机）。 按此要求选择绝缘子串片数，单片 XWP2-100 XWP2-70绝缘子 泄漏距离为450mm选择计算如下： 1） 220kV绝缘子串（户外安装）片数：6300/450=14,取整数16； 2） 11 OkV绝缘子串（户外安装）片数：3150/450=7，取整数8。 .专业资料. 根据以上计算结

6、果，再考虑取零值绝缘子2片，最终220kV绝缘子串片数为 16片，11 OkV绝缘子串片数取9片。 主要设备均采用国家电网公司标准化建设成果（输变电工程通用设计、通用 设备）应用目录（2011年版）推荐的设备型号及相应 参数，应用情况详见表2.1.2-2 表 2.1.2-1 通用设备应用情况表 序号 设备名称 通用设备编号 数量 单位 应用比例 1 变压器 2T1B-240 2 台 100% 2 组合电器 2GIS-3150/50 1 套 100% 1GIS-2000/40 1 套 100% 3 电容器 BC-K10 6 套 100% 4 避雷器 2MOA-204/532 18 套 100%

7、1MOA-102/266 24 套 100% 5 35kV 开矢柜 BKG-1250/31.5-A 10 套 100% BKG-2500/31.5-A 8 套 100% 2.1.2.3 智能一次设备 主变 主变采用常规主变压器+传感器+智能终端方案实现智能化。主 变压器状态监测参量包括油中溶解气体和局部放电 (预留)。每台主 变设置主变油色谱传感器1套；主变局部放电传感器及测试接口 1 套；全站本期共设置主变油色谱传感器2套，设置主变油色谱传感器IED2只，设 置主变局部放电传感器及测试接口 2套。 (2) 220kV、110kVGIS 220kV、110kV GIS采用断路器+智能终端方案实

8、现智能化。 (3) 35kV开矢柜 35kV开矢柜采用常规设备。主变35kV间隔采用常规开尖柜+智能终端方案。 .专业资料. (4) 避雷器 本工程220kV避雷器采用常规避雷器+传感器方案实现智能化。避雷器状态监 测参量包括泄露电流、放电次数等。设置避雷器状态监测传感器1个/每相。 (5) 互感器选择 本工程采用常规互感器。 (6) 设备状态监测 变电设备状态监测系统采用分层分布式结构，由传感器、状态监测IED构成， 利用状态监测及智能辅助控制系统后台主机实现一次设备状态监测数据的汇总分 析。 本站主变压器、220kV高压组合电器（GIS）预置局放传感器及测试接口供状 态监测使用 1） 监测

9、范围及参量 主变压器状态监测参量：油中溶解气体、局部放电 （预留供日常 检测使用的超高频传感器及测试接口）； 220kV高压组合电器（GIS）状态监测参量：局部放电（预留供日常检测使用 的超高频传感器及测试接口）； 220kV金属氧化物避雷器状态监测参量（在与所有弱电系统完全隔离的前提 下）：泄漏电流、放电次数。 2） 传感器安装方式 a） 局部放电传感器采用内置方式安装；油中溶解气体传感装置导油管利用主 变压器原有放油口进行安装，采用油泵强制循环，保证油样无死区。 b） 内置传感器采用无源型或仅内置无源部分，内置传感器与外部的联络通道 专业资料. （接口）应符合高压设备的密封要求，内置传感器

10、在设备制造时应与设备本体采用 一体化设计。 c）外置传感器应安装于地电位处。 2.124 新技术、新设备、新材料的应用 （1） 智能变电站技术 1 ）采用常规一次设备+智能终端的方式实现一次设备的智能化。 2） 采用常规互感器+合并单元实现电流电压等模拟量的数字化。 3） 采用交直流一体化电源，采用DUT860接自动化系统站控层网络，取 消通信蓄电池。 （2） 电力设备在线监测技术 变压器配置油中溶解气体和预留局放、 GIS预留局放、220kV避 雷器配置泄漏电流和放电次数状态监测。 (3) GIS技术 220kV、11 OkV配电装置采用GIS设备，设计集成度高。采用智能终端、 合并单元实现

11、一次设备的智能化及模拟量的数字化。 2.1.3 电气布置、防雷接地及站用电 2.1.3.1 电气布置 220kV变电站采用国网220-A1-1 (35)方案。电气平面布置紧凑 合理，出 线方便，减少占地面积。全站总布置按照变电站最终规模设计，主变压器布置在 站区中部。 220kV配电装置户外GIS，采用架空出线，主变架空进线方式，采用分相式 断路器单列布置。出线架构采用双回出线共用方式；单回出线间隔宽度12m双回 出线共用间隔宽度24m出线门型架挂点高度14m避雷线挂点高度21 m 主变压 器至运输道路中心线距离10.5m, 220kV配电装置纵向尺寸(道路中心至围墙) 26m 专业资料. 1

12、10kV配电装置采用户外 GIS ；架空/电缆出线、主变架空进 线；母线三相共箱布置。出线架构采用双回出线共用方式，单回出线间隔宽度 7.5m，双回出线共用间隔宽度 15m出线门型架挂点高度 10m，避雷线挂点高度14.5m 110kV户外GIS配电装置纵向尺 寸22m。 本方案35kV配电装置采用金属铠装移开式开矢柜户内双列布 置，主变进 线采用架空铜母线方式，母线跨线采用架空封闭母线桥方式，其余出线均采用 电缆，整个配电装置室的平面布置横向尺寸为23m纵向尺寸为12.5m 接地变消弧线圈成套装置布置于35kV配电装置室东北侧，低压侧并联电 容器单排列布置于站区西南侧；主控楼与附属建筑物布置

13、于站区东北侧。 站内按运输、消防要求设有环形道路；变电站出口位于站区的东北侧，正 对主变运输道路。 220kV变围墙长102.5m,宽86m电气总平面图见图2。 2.1.3.2 防雷接地 控制楼防直击雷措施考虑采用避雷带，在规定要求的屋角、屋脊、屋檐和 檐角等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于10mx 10m或12mx 8m的网格。 根据本阶段工程地质勘测结果，所区平均土壤电阻率较小。据附近工程高 密度测试成果，提供各电性层的土壤电阻率及厚度如表2.1.3.2-1所示。 表2.1.3.2-1 各电性层厚度及土壤电阻率建议值表 电性层编号 土壤电阻率 （ m） 电性层厚度（m 相对应地

14、层岩性 60-80 1.0 -2.0 粉质粘土及地表松散层 30-60 6.0 8.0 粉质粘土及粉质粘土混碎扫（含水） 80-120 5.0 -10.0 碎石土及全风化基岩 450550 30.0 底部较完整基岩 据水质分析资料，按照岩土工程勘察规范标准判定，地下水对混凝土 结构有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀专业资料. 性。按土壤电阻率指标，站址表层土对钢结构有弱腐蚀性。 表2132-2 站址地下水对建筑材料腐蚀性评价表 项目 SQ2- ci- Mcj+ HCQ PH 侵蚀性 CQ 腐蚀性评 价 单位 mg/L mg/L mg/L mmol/L - mg/L 范围值 12.21

15、 20.36 42.40 55.80 3.10 3.61 0.802 1.002 6.8 6.9 13.2 19.8 评价内容 混凝土结构 微 钢筋混凝土结构中的钢筋 长期浸水 微： 干湿父替 微 表2.132-3 站址表层土对建筑材料腐蚀性评价表 项目 K+Na+ Ca2+ SQ2- ci- Mg+ HCQ PH 单位 mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg * 腐蚀性评 价 范围值 107.02 164.00 21.24 29.74 30.54 50.90 109.72 212.04 10.27 10.33 61.13 122.28 6.1 6.2 评价 混

16、凝土结构 微 内容 钢筋混凝土结构中的钢筋 微 根据DL/T 5394-2007电力工程地下金属构筑物防腐技术导则“发电 厂（变电站）土壤电阻率在 20 - m及以下的接地网应采取 防腐措施。本工程可采用碳钢加阴极保护防腐措施。阴极保护套暂按40万元 列费。 二次设备室及配电装置楼采用镀锌扁钢接地，接地主网考虑到 接地系统长 期安全可靠运行对接地材料的高要求，结合本变电站腐 蚀性的情况，对接地材 料进行比较：镀锡铜绞线、镀铜钢绞线和镀 锌扁钢加阴极保护，见表2.1.3.2-4 表2.1.3.2-4 三种接地材料数量和费用比较表 项目 镀锡铜绞线 镀铜钢绞线 镀锌扁钢阴极保护 主网 截面 120

17、 2200m 截面 150 2200m 80X8 2200m 220kV 引下线 40X4 扁铜 600m 40X4 扁铜 600m 80 X 10 600m 110kV 引下线 40X4 扁铜 700m 40X4 扁铜 700m 100 X 10 700m 主变、35kV 与构支架引下线 40X4 扁铜 800m 40X4 扁铜 800m 100 X 10 800m 均压环 40X4 扁铜 700m 40X4 扁铜 700m 50X8 700m 主控楼避雷带及 35kV 室内避雷 器接地及电缆沟 50X8 2200m 50X8 2200m 50X8 2200m .专业资料. 二次设备室及 3

18、5kV 屋内配电及 不带电运行的金属物体接地 60X 8 1100m 60X8 1100m 60X8 1100m 接地极 20 150 根 20 150 根 L50X5 150 根 铜焊接头 600 个 600 个 / 阴极保护（万） / 40 接地费用（万） 118 110 100 由于镀铜钢网具有导电性能优、热稳定性能好、耐腐蚀能力强、施工方 便、寿命长、投运后检验维护工作量少、无污染等优点，放热焊接确保连接点 为分子结合、无腐蚀、无松弛、导电能力和原导体保持一致，价格优于铜网。 根据国家电网公司部门文件基建设计2011222号文矢于进一步规范输变 电工程接地设计有尖要求的通知，“在强碱性

19、土壤地区和高腐蚀介质的中性 土壤地区，选用铜接地材料或镀铜钢材料”。本变电站为偏弱碱性腐蚀介质土 壤；接地主网采用镀铜钢材料。 本变电站所区接地装置以水平接地体（镀铜钢绞线）为主，垂直接地体 （铜棒）为辅；户外设备引下线采用铜排；二次设备室及配电装置的楼室内接 地网米用镀锌扁钢。 接地装置主要设计原则： 1）为保证交流电网正常运行和故障时的人身及设备安全，电气设备及设施 应接地并做到因地制宜，安全可靠，经济合理。 2 ）本站无独立避雷针，全站设置统一的主接地网。 3）入地电流取设计水平年电网在非对称故障情况下的最大入地 电流值。 4） 接触电位差和跨步电位差应满足DL/T621的要求。 5）

20、主接地网应与线路的避雷线相连，且有便于分开的连接点。 6） 全站接地以水平接地为主，垂直接地为辅组成复合主接地 网，主接地网的外缘应闭合。 经计算土壤电阻率约为173Q m接地电阻值约为0.9左右，小于1Q。根 据系专业资料. 统提供的参数，计算得地电位 26165V,最大接触 电位差3146.7V，最大跨步电压1181.1V。接触电势与跨步电压均超 过允许 值。按变电所场地表层铺碎石（电阻率 2500Q .m），道路表 面配筋考虑，变电所配电装置场地允许接触电压 1027.3V，允许跨步 电压3299.6V，跨步电压满足要求但接触电势仍不满足要求。对接触电势需进 一步采取措施：在屋外高压设备

21、本体、支架，操作机构，端子箱或就地控制柜 等周围 0.6m处敷设局部闭合接地线，埋深约 0.3m,并与接地引下线相连。为防止转移电位引起的危害，对可能将接地网的高 电位引向所外或将低电位引向所内的设施，应采取隔离措施：对外的通信设 备、引向所外的所用电设备加隔离变压器；通向所外的管道采用绝缘段等。 2.1.3.3 站用电源 本工程设置接地变兼所用变压器2台，分别接于35kV I、II段母线。 380/220V所用电系统为单母线分段接线，用空气开尖分段，重要负荷采用双回 路供电。 2.1.4 电气二次 变电所控制方式采用分层分布式计算机监控系统。本工程二次保护测控设 备除35kV外集中布置在继电

22、器室。220kV、门OkV采用保护与测控合一的单 元，35kV采用保护测控一体化装置，柜内安装。 直流系统采用220V单母线分段接线，采用辐射状供电网络，蓄电池采用 2组免维护蓄电池，每组各配1套高频开矢电源成套装置。 主变的本体保护采用就地方式，为每台主变配置 1套包含有非 电量保护功能的智能终端，非电量保护跳闸经电缆以接点的形式联跳主变各侧 断路器，保护动作信号以及主变本体信号、开尖档位、本体温度等则通过本体 智能终端经由GOOS网传至主变220kV侧的测 控装置，进而通过MM删上传 至站控层。 变电站继电保护室里安装一面 GPS主时钟机柜及一面扩展机 .专业资料. 柜。配置公用的时间同步

23、系统，采用北斗系统和 GPS单向标准授时 信号进行时钟校正，优先采用北斗系统。同时具备通过远动通信设备接收调度时钟同步的能力。 2.1.5 智能化方案 根据国家电网基建201158号文国家电网公司2011年新建变电站设 计补充规定和浙电基2011413号文矢于印发省电力公司2011年新建 变电站设计补充规定实施细则的通知要求，配置1套状态监测系统，设置交直 一体化电源系统，采用一体化信息平台和高级应用，配置1套智能辅助控制系 统，实现图像监控、电子围栏、消防、照明、采暖通风、环境监测等系统的智 能联动控制。 本工程一次设备采用常规的电流、电压互感器，配置合并单元，采用智能 终端、状态监测IED

24、实现变压器、GIS （或断路器）等设备的智能化，智能终 端配置详见系统二次。 2.1.5.1 全站状态监测系统 变电设备状态监测系统采用分层分布式结构，由传感器、状态监测IED、 后台系统构成。全站共用统一的后台系统，各类设备状态监测统一后台分析软 件、接口类型和传输规约，实现全站设备状态监测数据的传输、汇总、和诊断 分析。后台系统不独立设置，与智能辅助控制后台集成。本站主变压器、 220kV高压组合电器（GIS） 预置局放传感器及测试接口供状态监测使用。 1） 监测范围及参量 主变压器状态监测参量：油中溶解气体、预置局放传感器； 220kV高压组合电器（GIS）状态监测参量：预置局放传感器；

25、 220kV金属氧化物避雷器状态监测参量（在与所有弱电系统完全隔离 的前提下）：泄漏电流、放电次数； 专业资料. 2） 监测装置本期规模 本站设置一套后台系统。传感器、IED配置见表2.1.5.1。 表2.1.5.1 传感器和IED配置表 监测装置 传感器配置原则 IED 配置原则 本期 监测装置 传感器配置原则 IED 配胃原则 本期 主变油中溶解气体 监测 主变油色谱 1 套 传感器每台 每台 1 只 IED 2 套 主变局部放电 1 套主变局部放电传感器 及测试接口每台 / 2 套 220kV GIS 局部 放电 1 套局部放电传感器及测 试接每相断路器 / 局部放电传感器 27 个 （

26、按线路 3 个/间隔，主变 3 个/间 隔，母联 3 个侗隔，母设 3 个侗 隔） 220kV 避雷器状 态监测 避雷器状态监测传感器 1 个每相 220kV 电压等 级 1 只 LED 监测传感器 18 个 IED 1 个 2.1.5.2 交直一体化电源系统 变电站交直流一体化电源系统由站用交流电源、直流电源、交 流不间断电 源、逆变电源、直流变换电源等装置组成，并统一监视控制，共享直流电源的 蓄电池组。 设置接地变兼站用变压器二台，分别接于本期两台主变低压侧母线。 380/220V站用电系统为单母线分段接线，用空气开尖分段，重要负荷采用双回 路供电。 本站采用交直一体化电源系统，通信电源不单独配置，蓄电池容量，电气 负荷按2小时事故放电时间计算，通信负荷按4小时事故放电时间计算；其运 行工况和信息能够上传总监控装置，应采用DL/T860通信标准与变电站自动化 后台连接，实现对一体化电源系统的远程监控维护管理。 2.1.5.3 一体化信息平台和高级应用 一体化信息平台从站控层网络直接采集 SCADA数据、保护信息 等数据，直接采集电能量、故障录波、设备状