生产线工程110kV总降压站初设

1、XXX2*4500t/d熟料生产线工程110kV总降压变电所初步设计说明书工程号: N411XXXX有限公司二八年七月院长：XXX常务副院长：XXX副院长：XXX总工程师：XXX工程总设计师：XXX参加编制人员XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师目 录1概述 11.1设计依据11.2所址概况11.3设计内容及范围11.4变电所方案设计21.5主要技术经济指标22变电所电气部分 32.1电气主接线32.2短路电流计算及主要设备选择32.3变电所总体布置82.4过电压保护92.5接地92.6所用电及照明102.7监控系统102.8继电保护122.9电度计量142.10直

2、流系统142.11控制室布置142.12远动及通讯142.13消防系统153土建部分 163.1所区自然条件及设计技术数据163.2主要建筑材料173.3总平面布置与交通运输173.4采暖通风183.5给排水18附件一：工厂总平面图附件二：总降设计方案图附录一：附录二：断路器、隔离开关、电流互感器选择表并联电容器总容量及分组容量计算1 概述1.1 设计依据1.1.1 设计合同书及有关会议纪要1.1.2 厂区规划平面图1.1.3 关于设备选型要求1.2 所址概况本工程是XXX水泥有限公司2*4500t/d熟料生产线一期工程的配套项目。综合考虑厂区地形、风向、负荷分布及电源进线情况，该变电所所址确

3、定在厂区的西北角。 1.3 设计内容和范围1.3.1 设计内容设计一座110kV户内变电所，设计二次完成：本工程一期安装一台容量为SZ1120000 1108X1.25/10.5主变压器（有载调压开关采用350A,17挡），一回110kV进线，10kV 10回路出线，一组容量共为2.4MVar电容器及相应的配套控制、保护设备。一期预留二期的设备位置。二期预备安装一台容量为30MVA主变压器，110kV侧采用直接母联，10kV 10回路出线，一组容量共为2.4MVar电容器及相应的配套控制、保护设备。一期10kV母线接有800kW保安电源，与进线及母联开关有电气连锁，配有专用计量电压、电流互感器

4、及测量表。（另有400V柴油发电机接在一级负荷旁的低压母线上）。1.3.2 设计范围建筑设计以围墙为界 110kV进线以穿墙套管为界，10kV出线以电缆头为界（电缆头以及电缆不属于本工程设计范围）。1下列内容不属设计范围(1) 大件运输(2) 出围墙外给水、排水接口(3) 所址地质勘测（4）主变压器标准大修（5）调度自动化及与供电局的系统通讯。（本设计仅预留接口和位置）1.4 变电所方案设计总降压变电所为水泥厂专用终端变电所，两级电压等级为110kV和10kV，均采用户内式布置。110kV架空线西侧引至变电所110穿墙套管，再经二楼110kVGIS 到一楼的两台主变，10kV屋内配电装置在GI

5、S楼下，电容器室在主变室右侧，电容器室上方是控制室。1.5 主要技术经济指标变电所总建筑面积505.5m2基地总用地面积1575m22 变电所电气部分2.1 电气主接线规模变电所为110kV至10kV降压变电所，安装20MVA主变压器一台，110kV一回进线，10kV十回出线；变电所采用户内布置形式。由厂区附近引一路10kV电源作为保安电源，电源容量为800kW，保安电源设专用计量屏，内包括专用计量电流电压互感器和计量表。10kV二段母线各预留一台余热发电进线，发电进线容量为29000kW，发电的控制屏放在发电就地控制室(不在总降范围内)2.1.2 主接线110kV接线采用单母线接线，10kV

6、采用单母线分段接线。110kV进线采用架空，10kV出线均采用电缆。无功补偿参照以往水泥厂的补偿实际情况，按主变容量12%计算，一期共补偿2.4MVar。所用电容量按100kVA考虑。10kV系统中性点采用不接地方式，主变中性点有接地刀，可以选择直接接地和不接地方式。配有中性点互感器、避雷器、间隙及间隙互感器。2.2 短路电流计算及主要设备选择2.2.1 短路电流计算考虑电网远景发展可能，按最大方式计算，留有余地，计算结果如下：（供电局提供溧水变系统参数为：最大方式短路容量1852MVA，最小方式短路容量为315MVA。架空线按照LGJ-150mm2 6.5KM考虑，主变Ud=10.5%，发电

7、机Xd”%10.62，发电容量按照9000kW考虑。主变分列运行）110kV母线：I=6.7 kA I= 226 A Ich= 17 kA10kV一段母线：I= 19.7 kA I= 1154 A Ich= 48.4 kA10kV二段母线：I= 21.65 kA I= 1374 kA Ich= 53.4 kA2.2.2 主要设备选型（1）主变压器选型110kV三相双绕组油浸式自冷有载调压降压电力变压器。主变110kV侧有载调压开关选用M型开关（电动操作机构型号：MAE,配CZK-100B控制器），配有就地和远方控制，就地和远方档位显示装置。档位信号采集采用一一对应和BCD码两种方式。有载调压开

8、关应与本站综合自动化设备相配合，实现“四遥”功能。厂家提供有载调压开关与综合自动化设备之间的控制电缆（ZR-KVVP22）。（电缆长度二次确认图纸时提供）型号 SZ1120000/110 额定电压： 11081.25%/10.5kV 最高工作电压：126kV 额定容量比： 100/100 额定频率： 50HZ 联结组别： YN， d11阻抗电压： 10.5% 套管CT参数： 高压侧中性点 LRB-60 100200/5A 1只 套管为防污型，泄漏比距3.1cm/kV中性点运行方式：110kV用于中性点直接接地系统，但允许中性点不接地运行，10kV用于中性点不接地系统。变压器空载损耗25kW，变

9、压器负载损耗173kW，空载电流：0.2%以下。冷却方式： 油浸自冷（2） 110kV设备选型 110kV断路器：选用户内GIS产品。该装置全密封安装于一个紧凑防腐的铝合金外壳中，可户外安装，占地面积少，运行寿命长达50年，只需极少维护工作。操作电压及合闸电压采用DC220V，加热器采用AC200V,50HZ。联结形式： 母线共箱式，其它元件三相分箱式额定电压 110kV最高运行电压 126kV额定频率 50Hz中性点连接 直接接地一分钟工频耐电压（有效值） 相对地 230kV 断口间 265kV 雷电冲击耐压（峰值）相对地 550kV断口间 630kV额定电流: 1250A热稳定电流（有效值

10、） 31.5kA/3S动稳定电流（峰值） 80kA额定短路开断电流（有效值） 31.5kA断路器操作机构电动弹簧驱动隔离开关操作机构电动机构故障关合（快速）接地开关操作机构电动弹簧驱动检修接地开关操作机构电动机构电压互感器、电流互感器参数见系统图氧化锌避雷器参数见系统图(3) 10kV设备选型i. 10kV开关柜：选用KYN28-12型，金属铠装移开式户内成套配电柜。断路器采用固封真空开关，开关柜具“五防”功能。开关柜型式 KYN28-12额定电压 12kV额定频率 50Hz额定电流 馈线：1250A，主变进线和母联2500A极限通过电流峰值 80kA4热稳定电流 31.5kA动稳定电流 10

11、0KA防护等级 IP4Xl 真空断路器真空断路器型式：固封式储能电机：电压:DC 220V跳合闸线圈：电压:DC 220Vl 电流互感器 准确级： 0.5/10P15 （馈线及母联）0.5/10P15 /5P20 （主变进线）二次绕组额定输出:0.5级： 20VA10P15级： 20VA5P20级： 20VA 变比： 依据订货图配置变比l 避雷器避雷器型式：三相组合式带串联间隙金属氧化锌避雷器额定电压 17kV持续运行电压 12.7kV标称电流 5kA标称放电电流下的电压 45kVl 所用变压器所用变压器型式 干式变压器型号： SC10-100/10。 容量 100kVA额定电压 10kV变比

12、 10.52X2.5%/0.4kV接线组别 D,yn11所变装于柜体内选用XRNT-10/5A遮断容量为31.5kA熔断器作为所变保护。l 消弧消谐柜额定短路断开电流 31.5kA l 电压互感器 电压互感器型式 ： 户内干式 绝缘水平： 工频1min耐压： 42kV 雷电冲击耐压：（峰值）75kV 准确级 0.2/0.5/3P 变 比 10/3/0.1/3/0.1/3/0.1/3 在负载功率因数0.8下,二次绕组额定输出0.2级：15VA，0.5级：20VA，3P级： 50VA。开关柜内加装开关状态显示装置及配套温湿度控制器。10kV出线保护为分散式微机型保护测控装置进出线柜各配多功能表一块

13、出线带有零序电流互感器，带有接地开关。ii. 总降一期无功补偿电容器共为2.4MVar，按900+900+600分三组，具备有载自动投切功能。结构形式为室内柜式电容器。调节方式为手动和自动（按无功缺额自动补偿）。其中串联6电抗器采用铁芯干式。（注：380V设备在低压电气室母线处设自动补偿装置，使380V母线的功率因数达到0.95以上，10kV采用就地补偿和自动补偿相结合的补偿方式，下级配电站10kV母线的功率因数补偿到0.92左右）。iii.保安电源容量为800kW,配有进线柜和计量柜。计量柜内有准确级为0.2的PT和0.2S的CT，此互感器是计量专用。工厂装机容量及用电计算负荷生产线总装机容

14、量: 24830kW 总计算负荷: 17381kW需要系数： 0.70 补偿前功率因数: 0.79 补偿后功率因数: 0.922.3 变电所总体布置变电所位于厂区西北角，主体建筑为一幢长方形单层坡屋顶房。一层东面布置主变压器及10kV电容器室，一层西面是10kV开关室；二层西面是GIS室，东南面是控制室。变电所110kV进线从西侧以架空线引入，10kV电缆室内沿电缆沟敷设桥架引出。所区设环形道路，以便于设备运输及消防通道要求。2.3.1 配电装置(1)主变压器布置主变压器按室内布置设计，主变布置在110kV开关东侧，环形道路直达变压器前。主变压器110kV中性点设备就近杆上布置。主变压器10k

15、V出线通过铜母排引接至穿墙套管后进入10kV配电装置室。(2) 110kV配电装置110kV配电装置采用户内布置方式。110kV进线从西面由架空引至变电所二楼穿墙套管，再引至110kV开关进线端。110kV主变引线直接从110kV开关出线端引至其高压侧。(3) 10kV配电装置10kV配电装置室位于厂区马路一侧。10kV开关柜成单列布置，其四周均有维护通道。为防尘、安全、美观，由主变穿墙套管引至开关柜的引线以及母线连接采用母线。因10kV出线回路较多，为便于电缆铺设，开关室内设电缆沟。(4) 10kV电容器室布置10kV电容器室布置于主变压器左侧，布置两套柜式成套补偿电容器装置。2.3.2 控

16、制室： 控制室内放置交流屏、直流屏、保护屏、计量屏、通信管理装置等。柜体尺寸800*600*2200mm。综合自动化系统的后台部分也布置在控制室内，供当地值班员监控用。2.4 过电压保护变电所屋顶设置避雷带，用作直接保护。为防止沿架空线波危及设备，在110kV进线处装设一组氧化锌避雷器。10kV出线较多，在10kV母线上装一组氧化锌避雷器及消弧消谐装置。主变110kV中性点处装设中性点专用并联放电间隙及避雷器，防止侵入雷电波和操作过电压。安装地点额定电压持续运行电压（kV）残 压（kV*peak）标称放电电流（8/20us*kA）110kV母线 100 80 260 510kV母线 10 7.

17、6 23 5主变中性点 60 / 144 12.5 接地工作、安全接地：在各层平面敷设608（mm）扁钢做成接地网，并最终引到0.00平面室外接地极，接地电阻不大于0.5欧姆。全站采用均衡电位接地措施，在主出入口增设均压带，并敷设高阻路面(混凝土或柏油路面)。防雷接地：利用建筑物基础做接地极，利用柱内钢筋做引下线，引下线在1.8米处设置断接卡，屋顶使用254扁钢作为接闪器，并与架空避雷线相接连成电气通路，接地电阻要求不大于30欧姆。2.6 所用电及照明经估算，变电所部分用电负荷正常时约为100kVA，故供电电源采用一台100kVA所用变，接在10kV母线，考虑到供电的可靠性，再就近从下一级10

18、kV配电站引入一回0.4kV电源作为备用。2.6.2 照明变电所正常工作照明110kV配电装置和主变压器采用投光灯照明，控制室、10kV配电装置等以荧光灯为主。事故照明采用交直流事故照明灯具，电源由主控室内直流屏供电。2.7 监控系统本变电所参照无人值守考虑，设监控系统一套，设置在变电所控制室。可由变电所控制室操作控制。微机监控系统采用分散分层分布式系统。变电所以计算机控制系统为核心，实现对全部的一次设备进行监视，测量、控制、记录和报警功能，并与保护设备和远方控制中心通信，实现变电所综合自动化。当微机系统退出或必要时，可在就地控制或开关柜上进行手动分、合闸操作。监控系统实现的功能包括：实时数据

19、采集，安全监视与控制，屏幕显示与操作，正常和事故变位，运行记录的制表与打印以及画面拷贝等。考虑该系统配备专用的电压无功控制装置，控制电容的投切及主变分接头升降，将主变低压侧电压维持在允许范围内。2.7.1 后台监控设备配置一台微机，高密度图形卡，内存256M或以上，主频2.4G或以上，硬盘40G或以上，CPU配有协处理器，21寸镜面彩显；系统软件汉化MSWINDOWSNT/XP版本。并配备多媒体技术，实现语音报警。另外配一台打印机。该系统的软硬件配合应能完成以下功能：(1) 数据采集处理可采集及处理各种模拟量（如电压、电流、功率等）和开关量（断路器、隔离开关、有载分接头位置，各种保护异常或动作

20、状态），可以图形表格等方式进行显示打印，并保存所要求的信息；对异常情况发出声光报警，并记录归档，具备事故追忆功能；根据所采集的数据，进行电压合格率计算。(2) 图形功能具备标准图库，有反映实时状态的主接线画面，各个电气单元的工况图，报警画面自动推出以及灵活的图形编辑、缩放、移动温游等功能，有多层次，多画面显示功能。(3) 数据库功能对各类数据进行分层管理，提供用户建立数据库的工具数据中数据可在线调出观察和修改。(4) 报表功能提供报表生成，显示和打印的工具，使用户能生成日报、月报和年报，数据表中数据可以在线显示和修改。系统支持定时打印和召唤打印。(5) 遥控操作根据画面图符，用户可以进行110

21、kV、10kV断路器、110kV隔离开关、中心点隔离开关分合，有载调压变压器分接头的调节操作。(6) 根据用户要求能选择的其它功能例如修改和下装保护定值，保护信号复归，电压、无功控制，人工控制操作模拟等等。测量误差1.5%，系统可用率99.9%，系统平均无故障时间MTBF24500小时。2.8 继电保护本工程采用微机保护，主要的保护为低压馈线保护，变压器保护，电容器保护。110kV线路本所不设保护。2.8.1 110kV进线保护(1) 主变后备保护(2) 辅助功能PT断线告警接地故障告警控制回路断线告警2.8.2 主变压器保护(1) 差动速断保护(2) 差动保护（二次谐波制动比率差动）(3)

22、瓦斯保护(4) 复合电压启动的过电流保护(5) 过流保护（二段式）(6) 零序电压启动的零序电流保护(7) 过负荷保护(8) 辅助功能 PT断线告警CT断线告警及闭锁零序电压告警过电压告警(9) 一、二次间隙保护2.8.3 10kV馈线保护(1) 三段式电流保护（电流速断，限时电流速断，定时限过电流）(2) 零序过流保护(3) 低周减载2.8.4 电容器保护(1) 电流速断保护(2) 定时限过流保护(3) 过电压保护(4) 零序电压保护(5) 不平衡电流保护(6) 不平衡电压保护(7) 失压保护2.8.5 110kV电源侧线路保护上一级变电所设110kV微机线路保护2.8.6 小电流接地系统装

23、置10kV系统为不接地系统，当10kV线路发生故障时，产生零序电压，当零序电压大于整定值时，后台微机能显示故障。10kV线路三相装CT。在10kV电缆出线上加套零序CT。零序电压则接自10kV开口三角。2.87防误闭锁1）各柜均应具有五防功能，防误装置应安全、简单、可靠、操作灵活，尽可能采用机械闭锁；不能采用机械闭锁时，可采用电气闭锁；2、110KV GIS 采用电气闭锁。3、备用保安电源与主进线及10KV母联开关采用电气互锁。2.9 电度计量110kV进线，装多功能电能表一只，精度为0.2S。由于总降分两期建设，因此在110kV进线处的计量电流互感器采用中间抽头式互感器（具体变比见附图）。主

24、变低压侧，10kV电容器，10kV出线，分别安装有多功能电能表各一只。2.10 直流系统本工程将采用高频开关直流电源，配免维护密封铅酸畜电池；电压为220V，110kV开关操作用220V，10kV开关操作用220V，蓄电池配100Ah； 另配一台3kVAUPS， 作为微机监控系统的不停电电流源。2.11 控制室布置整个控制室设计有14块屏位，控制保护屏3块，电度表屏1块，电源屏2块，其余位置预留。水磨石地面，配一只工作台，以便安放计算机及打印机。所有CT的二次额定电流为5A，10kV线路三相CT，二组次级，分别用于测量、保护。电能计量点设置在总降变110千伏电源进线侧110kV线路配三相CT，

25、三组次级，计量、测量、保护各1组。主变压器高压侧主保护和后备保护各接一组次级，测量用一组次级。主变压器低压侧主保护和后备保护各接一组次级，测量用一组次级。110kV和10kV母线各配一组PT，每组PT都是三个次级，分别用于测量，监控和保护。保安电源使用专用计量级CT及PT。2.12 远动通讯通讯方面，本变电所建成后属供电局调度，设计考虑市话一部。作为与110kV上一级变电所及外界通话。调度自动化及与供电局的系统通讯不在本设计范围内，本设计仅预留接口和位置，可将总降变变一侧有功、无功、电流、电压、开关位置信号，主变中性点及进线接地刀闸位置，变二侧母线电压、事故总信号等信息传送至调度。并配置调度数

26、据网络接入设备1套。同时应配置专用通讯电话与各地电力调度中心进行联络。具体设计方案另行设计。2.13 消防安全系统2.13.1灭火器配置主变压器配1211灭火器，4kg/只，砂箱（2m3）1个及消防铲4把。110kV开关配1211灭火器，4kg/只。10kV开关室配1211灭火器，4kg/只，4只。10kV电容器室配1211灭火器，4kg/只，4只。控制室配1211灭火器，4kg/只，2只。2.13.2消防通道所内设34米宽环形道路，并以4米道路与厂区主道路相连。其他措施： 室内外电缆进出应采取封堵措施。110kVGIS室和10kV开关室及电容室设置轴流风机进行通风。2.14其他部分：总降将装设经过XX省电能质量权威部门认可的谐波监测装置，监测总降变注入电网谐波情况，如不满足国标要求，将立即安装滤波设备，确保总降变注入电网谐波达到国标要求。3 土建部分3.1 所区自然条件及设计技术数据3.1.1工程地址概况该变电所所址确定在厂区的西北角，厂区建筑的边缘。处于路边的一块平地。