湖南长沙坪塘220kV输变电工程可研报告

HC-B2131K-A01 湖南长沙坪塘220kV输变电工程综合部分可行性研究报告（收口版）湖南华晨工程设计咨询有限公司2019年7月长沙

甲级证书编号：甲级证书编号：A143000356乙级证书编号：工咨乙12220080012工程咨询证书批准：审核：校核：编写：设计文件总目录序号编号名称一HC-B2131K-A01可行性研究报告二HC-B2131K-E01估算书三HC-B2131K-G01地质勘察报告

目录TOC\o"1-2"\h\z\u281691工程概述 .1.2.2存在的问题（1）含浦和九华北220kV变均未投产，线路保护配置情况仅根据未审定可研确定，原则上每回线路按双套光差保护配置，每套保护通道采用专用+复用2M，本期新建坪塘～含浦和坪塘～九华北共4条220kV线路，坪塘侧220kV线路保护分别与含浦和九华北相应间隔配套，每套保护通道采用专用+复用2M。（2）含浦～红桥110kV线路未投产，线路保护配置情况仅根据未审定可研确定，原则上按光差保护配置，通道为专用光纤，本期新建坪塘～含浦和坪塘～红桥共2条110kV线路，坪塘侧110kV线路保护分别与含浦和红桥相应间隔配套，通道采用专用光纤。3.1.3系统继电保护和安全自动装置配置原则和配置方案3.1.3.1系统继电保护和安全自动装置的配置原则（1）根据《国家电网公司输变电工程通用设计110(66)～750kV智能变电站部分》、《国家电网公司220kV智能变电站模块化建设通用设计技术导则》要求，系统继电保护及安全自动装置应遵循智能化变电站相关规范、导则的要求，充分发挥智能变电站数据采集数字化、传输处理网络化、信息共享化的技术特点同时满足“新六统一”的要求。（2）220kV每回线路按双重化配置完整的、独立的能反映各种类型故障、具备选相功能的全线速动保护，动作时间小于30ms，采用主、后备一体化装置，具备完整主后备保护功能、重合闸功能。两套重合闸均应采用一对一启动和断路器控制状态与位置启动方式，不采用两套重合闸相互启动和相互闭锁。宜采用独立保护装置。（3）110kV每回线路配置1套线路保护，保护具有完整的后备保护以及三相一次重合闸功能。对于终端变电站，负荷变侧可不配置，一般仅考虑在电源侧装设反应接地短路和相间短路的微机距离零序保护；对于发电厂联络线、环网运行线路、长度低于10km的线路、电缆线路以及电缆与架空混合线路，宜配置具备完整后备保护的光纤电流差动保护。110kV线路宜采用保护测控集成装置。（4）220kV、110kV按远期规模配置母线保护。220kV按双套配置含失灵保护功能的母线保护，每套线路保护及变压器保护各启动一套失灵保护；110kV按单套配置。（5）220kV母联（分段）、110kV母联断路器按断路器配置专用的、具备瞬时和延时跳闸功能的过电流保护，220kV双重化配置，110kV单套配置。（6）保护装置应直接采样，单间隔保护应直接跳闸，涉及多间隔的保护（母线保护）宜直接跳闸。跨间隔信息（启动母差失灵功能和母差保护动作远跳功能等）采用GOOSE网络传输方式。（7）全站故障录波装置宜按照电压等级和网络配置，220kV按过程层双网配置双套录波装置；110kV按过程层单网配置单套录波装置。主变压器故障录波装置宜同时接入主变压器各侧录波量，实现有故障启动量时主变压器各侧同步录波。装置应记录所有过程层GOOSE、SV网络报文、站控层MMS报文，具备暂态录波分析功能与网络报文分析功能，分析结果上传至站控层主机兼操作员工作站。（8）安全稳定控制系统应按建立三道防线体系原则配置，并满足简单、实用、可靠的要求。（9）保护装置通信接口应采用DL/T860通信协议，具备双以太网接口，能够实现互联互通。（10）220kV系统及主变采用保护、测控独立装置，110kV及以下系统采用保护、测控一体化装置。（11）保护柜上不设置打印机，由计算机监控系统后台统一打印。3.1.3.2系统继电保护和安全自动装置的配置方案（1）220kV系统保护1）本期新建坪塘～艾家冲220kV线路I、II回线路长度均为25km，在坪塘侧按双重化配置智能变电站型光纤电流差动保护，其中第一套保护采用专用光纤通道+复用2M，另一套采用专用光纤通道+复用2M。坪塘侧线路保护直接采样直接跳闸，经GOOSE网络启动断路器失灵、重合闸。在艾家冲侧按双重化配置与坪塘侧匹配一致的常规变电站光纤电流差动保护。2）坪塘变剖进含浦～九华北220kV线路I、II回形成坪塘～含浦220kV线路I、II回线路和坪塘～九华北220kV线路I、II回线路。坪塘～含浦220kV线路I、II回、坪塘～九华北220kV线路I、II回坪塘侧线路保护分别与含浦和九华北侧保护配套，均按双重化配置智能变电站型光纤电流差动保护，其中第一套保护采用专用光纤通道+复用2M，另一套采用专用光纤通道+复用2M。线路保护直接采样直接跳闸，经GOOSE网络启动断路器失灵、重合闸。3）220kV母线按双重化配置两套不同原理、不同硬件结构的智能变电站母差失灵保护，保护跳闸出口加复合电压闭锁。母线保护直接采样，直接跳闸。4）220kV母联断路器（分段）按双重化配置两套专用的、具备瞬时和延时跳闸功能的过电流保护，采用智能变电站型保护。母联（分段）保护直接采样，直接跳闸；母联保护启动母线失灵采用GOOSE网络传输。（2）110kV系统保护本期坪塘变剖接含浦～红桥110kV线路形成坪塘～含浦110kV线路和坪塘～红桥110kV线路。坪塘～含浦110kV线路和坪塘～红桥110kV线路坪塘侧保护分别与含浦和红桥侧保护配套，各配置1套智能变电站光纤电流差动保护，采用专用光纤通道。线路保护采用保护测控集成装置，保护直接采样直接跳闸。3）110kV母线配置一套智能变电站型母差保护。母线保护直接采样直接跳闸。4）110kV母联断路器配置1套专用的、具备瞬时和延时跳闸功能的过电流保护，采用智能变电站型保护。母联保护采用保护测控集成装置，直接采样直接跳闸。（3）故障录波及网络报文记录分析装置1）本站故障录波按独立配置考虑，220kV过程层采用双网，按网络配置2套故障录波装置；110kV过程层采用单网，按网络配置1套故障录波装置；主变网络配置2套故障录波装置。每台故障录波器要求经挑选的SV采样值组合不少于96路，经挑选的GOOSE信号组合不少于256路。220kV、110kV故障录波采用省、地级调度数据网通道互为备用的方式向主站端传输录波信息。2）本站配置1套独立的网络报文记录分析装置，装置应记录所有过程层GOOSE、SV网络报文、站控层MMS报文，具备网络报文分析功能。网络报文记录装置按电压等级和网络分别配置，装置每个百兆口接入合并单元的数量不超过5台。网络报文记录装置单独组网将信息上传给网络报文分析装置，网络报文分析装置将分析结果通过MMS接口接入站控层主机。（4）系统安全自动装置1）根据系统一次稳定计算结果，相关线路故障不会引起主网系统稳定问题，故本站不需要配置安全稳定控制装置。2）按电力系统安全稳定导则建立三道防线的原则要求，变电站需配置低频低压减负荷功能，本站配置1套独立的低频低压减载装置实现其功能，本期新上1台低频低压减载装置，远期根据10kV出线规模按2台低频低压减载装置考虑。3.1.4保护及故障信息管理系统子站本站保护及故障信息管理子站系统不配置独立装置，其功能宜由综合应用服务器实现，全站保护及故障信息由II区数据通信网关机经调度数据网传送至湖南省调及长沙地调，向调度故障信息主站传输的故障信息子站数据既包括原始的故障信息数据也包括故障信息综合分析后的结果。3.1.5对相关专业的要求3.1.5.1对通信通道的技术要求（1）对坪塘～艾家冲I、II回每回应提供4路快速的保护通道，2路采用专用光纤通道，2路保护通道采用复用2M通道。（2）对坪塘～含浦I、II回每回应提供4路快速的保护通道，2路采用专用光纤通道，2路保护通道采用复用2M通道。（3）对坪塘～九华北I、II回每回应提供4路快速的保护通道，2路采用专用光纤通道，2路保护通道采用复用2M通道。（4）对坪塘～含浦110kV线路开通1路保护通道，采用专用光纤通道。（5）对坪塘～红桥110kV线路开通1路保护通道，采用专用光纤通道。（6）故障录波信息主备通道均经调度数据网上传至调度端。3.1.5.2对电流互感器的要求（1）采用常规电流互感器，配置合并单元实现就地数字化转换，合并单元下放布置在智能控制柜内。（2）220kV每回线应提供两组保护级二次TA绕组供两套线路主保护、母差保护、故障录波用。（3）110kV每回线应提供一组保护级二次TA绕组供线路主保护、母差保护、故障录波用。3.1.5.3对电压互感器的要求（1）采用常规电压互感器，配置合并单元实现就地数字化转换，合并单元下放布置在智能控制柜内。（2）220kV每段母线应提供两组Y形二次TV绕组，分别供两套线路主保护和测量表计用。（3）110kV每段母线应提供一组Y形二次TV绕组，供线路主保护和测量表计用。3.1.5.4对智能组件的要求（1）两套保护的电压(电流)采样值应分别取自相互独立的智能组件；每个MU输出的数字采样值经不同通道进入其中1套保护装置。（2）合并单元宜具备合理的时间同步机制以及前端采样和采样传输时延补偿机制，常规互感器信号在经合并单元输出后的相差应保持一致；合并单元之间的同步性能应满足保护要求。（3）合并单元具备电压切换或电压并列功能，支持以GOOSE方式开入断路器或刀闸位置状态。（4）合并单元应能提供输出IEC61850-9协议的接口及输出IEC60044-8的FT3协议的接口，能同时满足保护、测控、录波、计量设备使用。合并单元应满足智能变电站继电保护技术规范的相关要求。（5）两套保护的跳闸回路应与两个智能终端分别一一对应；两个智能终端应与断路器的两个跳闸线圈分别一一对应。智能终端应满足智能变电站继电保护技术规范的相关要求。3.1.5.5对自动化网络的要求（1）过程层GOOSE网络、站控层网络应完全独立配置。（2）过程层网络按电压等级分别组网。变压器保护接入不同电压等级的过程层GOOSE网时，应采用相互独立的数据接口控制器。（3）任两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4台交换机，传输各种帧长数据时交换机固有时延应小于10μs。（4）双重化配置保护使用的GOOSE(SV)网络应遵循相互独立的原则，当一个网络异常或退出时不应影响另一个网络的运行。（5）每台交换机的光纤接入数量不宜超过16对，并预留1～2个备用端口。3.1.5.6对断路器的要求220kV断路器配置两组独立的跳闸线圈，一组合闸线圈；110kV断路器配一组跳闸线圈，一组合闸线圈。断路器跳、合闸闭锁、防跳功能由断路器本体机构实现。220kV断路器非全相保护由断路器本体机构实现。3.1.5.7对直流电源的要求双重化的两套保护及其相关设备(MU及智能终端、网络设备、跳闸线圈等)与其直流电源应一一对应，直流电源按辐射式供电。3.2调度自动化3.2.1远动系统（1）调度管理关系根据本变电站的建设规模和在系统中的地位和作用，按照电网统一调度，分级管理的原则，坪塘220kV变电站220kV出线、母线等设备由湖南省电力调度通信中心调度，主变压器、110kV母线、出线、10kV线路、无功补偿设备由长沙电业局调度所(长沙地调)调度。坪塘220kV变电站的管理由长沙供电分公司负责。（2）远动系统配置方案及技术要求本变电站二次系统采用计算机一体化监控系统，远动设备的配置结合变电站计算机一体化监控系统统一考虑。站内的数据采集装置负责采集一体化监控系统及调控中心所需信息，数据通信网关机负责汇总调度(调控)中心所需的信息。按照调控一体化运行模式的要求及185号文，本站远动设备配置有I区数据通信网关机2台、II区数据通信网关机2台、III/IV区数据通信网关机1台。计算机一体化监控系统配置的远动设备应满足远动信息采集和传送的要求，应支持调控中心对站内断路器、电动刀闸等设备的遥控操作、保护定值的在线召换和修改、软压板的投退、变压器档位调节和无功补偿装置投切，支持对全站辅助设备的远程操作与控制，并能为调控中心提供远程浏览和调阅服务及变电站全景数据可视化展示功能。远动信息采用调度数据网向多个主站传送，通信规约应与各级调度自动化系统的通信规约相一致，以便实现与调度主站端的通信。（3）远动信息内容远动信息的采集按信息重要性分类分级分区，通过远动、告警直传、远程浏览方式上传站内信息至各级调度。坪塘220kV变电站应向湖南省调（调控中心）、长沙地调（调控中心）传送所需的信息内容如下（按远期要求）：1）电网运行数据采集：电网运行数据采集主要以满足电网调度指挥与电网分析的要求，其远传信息在原调度远动数据基础上增加变电运行监视数据，主要包括：①遥测数据主变三侧单相电流、有功功率、无功功率；220kV线路单相电流、线路电压、有功功率、无功功率；220kV母联有功功率、无功功率、三相电流；110kV线路单相电流、线路电压、有功功率、无功功率；110kV母联有功功率、无功功率、三相电流；220kV、110kV母线AB线电压、频率；10kV母线线电压；10kV电容（抗）器单相电流、无功功率；10kV出线单相电流、有功、无功；10kV所用变三相电流、有功功率；主变油温和线温；所用电三相电压、三相电流；直流I段、II段母线电压；②遥信数据全站断路器位置信号；220kV、110kV、10kV隔离开关及出线接地刀闸位置信号；220kV、110kV母线接地刀闸位置信号；220kV、110kV、10kVTV隔离开关位置信号；主变中性点接地刀闸位置信号；主变压器有载分接头位置信号；2）电网故障信号：是电力调度值班员判断电网故障及分析处理的依据，主要反映站内开关或继电保护动作的结果。故障信号应具备典型意义，表达简洁明了，反映具体对象或区域性结果，主要包括：全站事故总信号；220kV线路继电保护跳闸、重合闸动作信号；110kV线路继电保护跳闸、重合闸动作信号；220kV及110kV母线保护动作信号；220kV、110kV母联保护跳闸信号；220kV开关机构三相不一致跳闸、开关失灵保护动作信号主变保护动作信号；安全自动装置动作信号；10kV电容（抗）器保护动作信号；10kV出线、分段保护动作信号；3）设备监控信号：是指调控中心监控值班员遥控、遥调操作的设备对象及其运行状态信号。依据国网公司大运行方案有关倒闸操作工作界面的要求，调控中心监控值班员遥控操作的项目有：拉合开关的单一操作，调节变压器分接开关，远方投切电容器，调度允许的其它遥控操作。具体如下：①遥控全站10kV及以上断路器分、合；主变压器中性点接地刀闸分、合；主变压器有载分接开关位置调整及主变调档急停；无功补偿装置投、退；保护重合闸软压板投/退；其他若干满足运行要求的I/O信息。②设备运行状态信息：按间隔反映一次变电设备和二次设备及回路异常告警，以及站内交、直流电源异常告警。该信号用于主站设备监控模块生成变电站设备运行状态图，以“正常”和“告警”指示设备工况，为监控值班员定时巡查与交接班检查提供辅助手段。具体信号如下：一次设备异常告警；二次设备或回路异常告警；站内交、直流电源告警；（4）远动通道至湖南省调（备调）主通道为1路湖南省调调度数据网(2Mb/s)，备用通道为1路长沙地调调度数据网(2Mb/s)。至长沙地调（备调）的主通道为1路长沙地调调度数据网(2Mb/s)，备用通道为1路湖南省调调度数据网(2Mb/s)。3.2.2调度端系统为实现变电站与省、地、县各级调度端接口，需完善和改造相关调度端系统；调度端主站已按规划容量考虑了坪塘变的接入。具体结合本工程建设，需考虑湖南省调、长沙地调数据库添加本站信息记录，增加坪塘变站名及通道配置，以及完成坪塘变图形、报表生成等工作。坪塘变电站应用了智能变电站技术，站内采用基于DL/T860标准模型的通信协议通信，实现顺序控制、一体化信息子站、状态可视化及智能告警及分析决策等高级应用功能，主站端需进行对变电站高级功能应用软件的开发，现阶段只考虑厂站端具有上述功能。3.2.3电能计量系统3.2.3.1关口计量系统（1）关口计量点设置湖南省公司关口计量点的设置为：坪塘变主变高压侧。（2）关口电能计量系统配置在坪塘变配置一套省公司关口电能计量系统(包括电能采集器一台和相应间隔的关口电能表)。省公司关口电能计量系统应能满足通过调度数据网接入湖南省网主站系统的要求。省网关口电能表按双表(主副表)配置，其精度和选型应满足计量规程要求，有功0.2S级，无功2.0级。关口电能计量表计通过电缆直接与常规互感器连接，采用模拟采样。（3）计量通道至湖南省公司电能计量主站的主用计量通道：湖南省调调度数据网(2Mb/s)。至湖南省公司电能计量主站的备用计量通道：长沙地调调度数据网(2Mb/s)。本工程应考虑湖南省公司和长沙地区局电能量计量主站系统接收本工程电能计量信息，主站端所需的数据库扩容和软件修改工作。3.2.3.2非关口计量系统主变110kV、10kV侧，220kV线路、母联（分段），110kV线路、母联均按非关口计量点均安装支持DL/T860标准接口的数字式电能表，电能表计SV直接采样，表计精度和选型应满足计量规程要求。电能量远方终端以串口方式采集各电能量计量表计信息，并与电能量主站通信，其选型与主站电能计量系统相匹配。电能量信息通过电能量远方终端接入自动化系统，电能量远方终端支持DL/T860通信标准。至长沙地调电能计量主站的主用计量通道：数字专线。至长沙地调电能计量主站的备用计量通道：2W或GPRS。本工程应考虑湖南省公司和长沙地调电能量计量主站系统接收本工程电能计量信息，主站端所需的数据库扩容和软件修改工作。3.2.4同步相量测量根据《调〔2017〕66号国网湖南电力调控中心关于印发湖南电网同步相量测量（PMU）装置配置要求的通知》要求，本站配置1套220kV同步相量测量装置，宜通过网络方式采集过程层SV信息。同步相量测量主要采集的信息包括：220kV间隔（含线路和母联）三相电流、主变三侧三相电流；变电站高/中/低压母线三相电压；220kV主变三侧、220kV线路有功功率、无功功率、频率、频率变化率；无功补偿装置的无功功率；无功补偿装置投/退信号等。至湖南省调（备调）主通道为1路湖南省调调度数据网(2Mb/s)，备用通道为1路长沙地调调度数据网(2Mb/s)。3.2.5调度数据通信网络接入设备按照调度关系，坪塘220kV变电站由湖南省调、长沙地调调度，调度数据网接入设备按照湖南省调和长沙地调有关要求部署。根据湖南省和长沙地区调度数据通信网络总体方案要求，本站作为湖南省调和长沙地调接入层的接入点，各配置一套调度数据网接入设备。与湖南省调度数据网接入方式为：采用两路2Mb/s通道接入长沙地调汇聚层，再由汇聚层将网络信息转发至湖南省调度自动化主站；与长沙地区调度数据网接入方式为：采用两路2Mb/s通道直接接入长沙地调调度自动化主站。远动系统、关口计量系统的信息和数据均可采用数据通信方式接入调度数据网。根据调度中心的业务安全性要求，上述系统的接入分别位于调度数据网不同的VPN里，远动系统接入VPN1(电网调度实时业务)，关口计量系统接入VPN2(电网调度非实时业务)。3.2.6二次系统安全防护本期工程应按照《电力二次系统安全防护总体方案》(第九版)的要求配置二次系统安全防护设备。（1）横向安全防护安全Ⅰ区与Ⅱ区之间采用防火墙隔离措施，安全III区与安全Ⅰ、Ⅱ区之间采用正/反向隔离装置实现强隔离。本站各区信息分布如下：在安全Ⅰ区中，监控主机采集电网运行和设备工况等实时数据，经过分析和处理后进行统一展示，并将数据存入数据服务器。Ⅰ区数据通信网关机通过直采直送的方式实现与调度(调控)中心的实时数据传输，并提供运行数据浏览服务。在安全Ⅱ区中，综合应用服务器与输变电设备状态监测和辅助设备进行通信，采集电源、计量、消防、安防、环境监测等信息，经过分析和处理后进行可视化展示，并将数据存入数据服务器。Ⅱ区数据通信网关机通过防火墙从数据服务器获取Ⅱ区数据和模型等信息，与调度(调控)中心进行信息交互，提供信息查询和远程浏览服务。综合应用服务器通过正反向隔离装置向Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机发布信息，并由Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机传输给其他主站系统；（2）纵向安全防护应采用认证、加密等手段实现数据的纵向安全传输。安全区Ⅰ、Ⅱ接入湖南省和长沙地区电力调度数据网SPDnet时，应分别在Ⅰ、Ⅱ区配置IP认证加密装置，实现网络层双向身份认证、数据加密和访问控制，也可与业务系统的通信网关设备配合，实现部分传输层或应用层的安全功能。（3）网络安全监测根据《国家电网公司关于加快推进电力监控系统网络安全管理平台建设的通知》(国家电网调（2017）1084号)，变电站电力监控系统的安全I、II区需部署1套Ⅱ型网络安全监测装置，采集变电站站控层涉网区域的服务器、工作站、网络设备和安全防护设备的安全事件，通过调度数据网转发至长沙地调网络安全监管平台的数据网关机。3.3系统通信3.3.1概述根据系统一次推荐方案，坪塘220kV变(以下简称本站)的建设规模为：本期240MVA主变压器1台，远期240MVA主变压器4台；220kV出线本期6回，即至艾家冲500kV变2回、含浦220kV变2回、九华北220kV变2回，终期8回；110kV出线本期2回，即至含浦220kV变电站1回、至红桥110kV变电站1回，终期14回；10kV出线本期1台主变考虑出线14回，远期按每台主变出线14回考虑。与本工程相关的220kV线路工程：（1）新建艾家冲500kV变～坪塘220kV变双回220kV线路（LGJ-2×400/2×26km），全线双回路设计。（2）220kV含九Ⅰ回线路剖进本站，形成的含浦220kV变～本站（含坪Ⅰ回）、本站～九华北220kV变（坪九Ⅰ）剖进、剖出段新建220kV线路，路径长度分别约0.95km和1.1km（其中各含电缆0.05km）。（3）220kV含九Ⅱ回线路剖进本站，形成的含浦220kV变～本站（含坪Ⅱ回）、本站～九华北220kV变（坪九Ⅱ回）剖进、剖出段新建220kV线路，路径长度分别约0.65km和0.85km（其中各含电缆0.05km）。110kV线路工程：在建的含浦220kV变～红桥变110kV线路剖进本站。根据本站在电力系统中的地位和作用以及接入系统的电压等级，按照电网运行实行统一调度、分级管理的原则，坪塘220kV变的调度管理关系按湖南省调、长沙地调进行二级部署，暂由长沙供电公司管理考虑。3.3.2通信现状与本工程相关的通信现状如下。3.3.2.1省网光纤通信网络（1）省网光纤通信网络现状湖南省网层电力光纤通信网络现已形成电路传输容量为10Gb/s+2.5Gb/s湘中光环网，和电路传输容量为2.5Gb/s湘东、湘西、湘南、湘北四个光环网，艾家冲变和鹤岭变是电路传输容量为10Gb/s+2.5Gb/s湘中光环网（荷塘1～白马垄1～湖南省调1～捞刀河1～艾家冲1～鹤岭1～荷塘1和荷塘2～白马垄2～湖南省调2～捞刀河2～艾家冲2～鹤岭2～荷塘2）上的重要节点。并建有艾家冲1～学仕～响水坝～鹤岭1的155Mb/s光纤通信链路，省网光纤通信现有SDH网络采用NEC公司的U-NODE、华为及烽火设备混合组网，网管中心设在省调和省调备调。接入设备采用法国SAGEM公司设计生产的智能数字交叉连接设备FMX12以及绵阳灵信公司产品，省调配置了相应设备的网管系统。（2）省网A平面建设情况湖南省电力公司正在进行湖南省网A平面工程建设，根据该工程计划建设时序，该工程一期于2018年底建成投运，二期计划于2020年建成投运。预计先于本工程投运。现已形成湘中汇聚2×10Gb/s核心环和湘中环西等多个10Gb/s环网，与本工程相关的艾家冲变和学仕变为省网A平面10Gb/s湘中环西（复兴2～沙坪2～鼎功2～黎托～省调2～浦沅2～学仕2～艾家冲～复兴2）上的重要节点，并建有艾家冲～楚伪～玉潭～通益～天顶～谷山～楚伪～沙坪2.5Gb/s光纤通信电路和艾家冲～延农～天顶2.5Gb/s光纤通信电路。湖南省网A平面工程建成后，新建省网光纤通信站均按照接入该系统考虑，该系统通信网网管中心设在省调和省调备调。湖南省网现有的光纤通信网络将作为备用通信网络或相关站点就近接入省网光纤通信系统A平面，具体调整将在省网光通信系统A平面工程中进行。3.3.2.2长沙地网光纤通信网络（1）长沙地网光纤通信网络现状目前长沙电力信息通信网中，已形成了以长沙公司1～学仕～艾家冲～延农～天顶～威灵～捞刀河1～余家湾～芙蓉～长沙公司1的STM-16环网，并建设有芙蓉～学仕、威灵～望城区～楠竹塘～艾家冲、艾家冲～楚伪～宁乡区玉谭～通益～天顶STM-16光纤通信链路，以及学仕～坪塘110kV变STM-4光纤通信链路，长沙地网光纤通信电路采用阿尔卡特SMTP系列设备光传输设备，绵阳灵信PCM设备，网管中心均设在长沙地调，并配置有相应的网管系统。（2）长沙地区骨干传输网升级工程建设情况长沙地区骨干传输网升级工程已立项，该项目现处于设计阶段，预计2020年实施完成，预计先于本工程投产。届时，长沙地区将建设3个双10Gb/s环网和多个10Gb/s局部环网，与本工程相关的长沙地区通信网双10Gb/s核心西环为长沙公司～黎托～曹家坪～集里～淮川～江背～东山～红星～浦沅～长沙公司，主干节点9个，除长沙、曹家坪、集里、淮川、浦沅为双设备，其余站点均为单设备，各双设备站点的两套设备均采用10Gb/s光口互连，并建设延农1～三益～雷锋220kV变～东方红～秀峰～艾家冲～延农1传输容量为2.5Gb/s的环网。根据长沙公司计划，长沙地区光纤通信网络升级改造工程建成后，新建地区网光纤通信站点均按照接入该系统考虑，该系统通信网网管中心设在长沙地调和地调备调。长沙地区网现有的光纤通信网络将作为备用通信网络或相关站点就近接入新的地区网光通信系统，具体调整将在长沙地区光纤通信网络升级工程改造中进行。以上情况详见《系统通信现状图》。3.3.2.3与本工程相关的在建光纤通信网络与本工程相关的含浦220kV变、雷锋220kV变、九华北220kV变均为在建的220kV变电站，含浦110kV变和红桥110kV变为在建的110kV变电站，在其相关工程中将建设形成学仕220kV变～含浦220kV变两根36芯OPGW光缆，含浦220kV变～九华北220kV变1根36芯OPGW+ADSS光缆和学仕220kV变～含浦110kV变～含浦220kV变～红桥110kV变1根48芯OPGW+ADSS光缆，并建设形成学仕2～含浦220kV（1+1）、含浦220kV变～九华北220kV变～响水坝～鹤岭2～九华北220kV变、九华北220kV变～鹤岭1、艾家冲变～雷锋220kV变（1+1）、雷锋220kV变～秀峰变～天顶变、艾家冲变～秀峰变省网2.5Gb/s光纤通信电路和学仕～含浦220kV（1+1）、学仕～含浦110kV变～红桥～坪塘110kV变地网2.5Gb/s光纤通信电路。3.3.3通道组织原则及通道配置根据相关规定，本站至各级调度中心(省、地)的调度电话、远动信息传送应设立两个及以上不同路由的独立通道，以满足通信的可靠性要求。坪塘220kV变作为省、地两个调度数据网的接入层节点，分别以2个2Mbit/s通道接入湖南省调和长沙地调。调度数据网业务应用层同时接入两套调度数据网络，实现网络采集方式的互为备用。坪塘220kV变至调度端的远动、电能计量级故障录波等信息的主备用通道均为两个调度数据网。根据本站调度关系关系、电能计量、故障录波、智能辅助系统、系统保护及调度自动化等对通信的要求，坪塘220kV变通道组织预安排如下：（1）调度电话至湖南省调2路至长沙地调2路（2）调度数据网至湖南省调2×2Mbit/s(省级）至长沙地调2×2Mbit/s（地级）（3）远动至湖南省调（备调）主用通道经省级调度数据网A至湖南省调（备调）备用通道经省级调度数据网B至长沙地调（备调）主用通道经地级调度数据网A至长沙（备调）备调通道经地级调度数据网B，1路RS232专线通道（4）电能计量至湖南省调主用通道经省级调度数据网A至湖南省调备用通道经省级调度数据网B至长沙地调主用通道经地级调度数据网A,1路RS232专线通道至长沙地调备用通道经地级调度数据网B，1路RS232专线通道（5）故障录波至湖南省调主用通道经省级调度数据网A至湖南省调备用通道经省级调度数据网B至长沙地调主用通道经地级调度数据网至长沙地调备用通道1路经地级调度数据网，1路2W拨号（6）行政电话4路（进长沙地调行政电话交换机）（7）工业电视至省公司视频监视平台经数据通信网（8）数据通信网至地调信息中心以太网FE通道（备用裸纤）（9）线路保护220kV线路保护：艾家冲500kV变～坪塘220kV变双回、含浦220kV变～坪塘220kV变双回、坪塘220kV变～九华北220kV变双回共6回220kV线路,每回线路配置两套保护，每套保护开设不同路由的2路光纤保护通道。110kV线路保护：坪塘220kV变～含浦220kV变、坪塘220kV变～红桥110kV变共2回110kV线路各开设1路专用光纤保护通道。3.3.4系统通信方案根据上述通道配置情况，本站建成后将有大量信息需传送至各级调度。为解决本工程的通信需求，按照湖南省电力公司通信网络和长沙地区电力通信网络的发展规划，本站通信方式考虑以光纤通信为主，需建设相关光纤通信电路接入长沙地区和湖南省电力通信网络，以满足本站至各调度端的各种信息通道的需求。（1）传输网络为保证本站系统通信的可靠性，考虑在本站配置湖南省和长沙地区两层光纤通信网络设备，接入湖南省和长沙地区两层光纤通信网络（详见3.3.5光纤通信部分）。PCM(或多业务接入设备)配置按本站新增1套省网PCM设备和1套地网PCM设备，省调现有省网PCM设备扩容相应板件，地调地网PCM设备扩容相应板件考虑。详情请见《系统通信方案图》。（2）电话交换系统本站不设置电话交换机，调度电话分别接省调和长沙地调的调度电话交换机用户线，站内通信电话用户接长沙地调行政电话交换机用户线。（3）线路保护通道安排艾家冲～坪塘Ⅰ回220kV线路开设2套主保护信息，每套保护A口采用专用光纤（由该区段的OPGW光缆提供纤芯），B口采用复用2M通道，分别经省网艾家冲～坪塘(Ⅱ回电路)和省网艾家冲～学仕2～坪塘2.5Gb/s光纤通信电路。艾家冲～坪塘Ⅱ回220kV线路开设的2套主保护信息，每套保护A口采用专用光纤（由该区段的OPGW光缆提供纤芯），B口采用复用2M通道，分别经省网艾家冲～坪塘(Ⅰ回电路)和省网艾家冲～学仕2～坪塘2.5Gb/s光纤通信电路。坪塘～九华北Ⅰ回220kV线路开设2套主保护信息，每套保护A口采用专用光纤（由该区段的OPGW光缆提供纤芯），B口采用复用2M通道，分别经省网坪塘～九华北(Ⅱ回电路)和省网坪塘～鹤岭2～学仕2～含浦～九华北2.5Gb/s光纤通信电路。坪塘～九华北Ⅱ回220kV线路开设的2套主保护信息，每套保护A口采用专用光纤（由该区段的OPGW光缆提供纤芯），B口采用复用2M通道，分别经省网坪塘～九华北(Ⅰ回电路)和省网坪塘～鹤岭2～学仕2～含浦～九华北2.5Gb/s光纤通信电路。含浦～坪塘Ⅰ回220kV线路开设2套主保护信息，每套保护A口采用专用光纤（由该区段的OPGW光缆提供纤芯），B口采用复用2M通道，分别经省网含浦～坪塘(Ⅱ回电路)和省网含浦～学仕2～鹤岭2～九华北～坪塘2.5Gb/s光纤通信电路。含浦～坪塘Ⅱ回220kV线路开设的2套主保护信息，每套保护A口采用专用光纤（由该区段的OPGW光缆提供纤芯），B口采用复用2M通道，分别经省网含浦～坪塘(Ⅰ回电路)和省网含浦～学仕2～鹤岭2～九华北～坪塘2.5Gb/s光纤通信电路。含浦220kV变～坪塘220kV变、含浦220kV变～红桥110kV变两回110kV线各开设1路保护信息，均采用专用光纤，分别由各段的光缆提供纤芯。（4）通信电源配置及动力环境监控根据国家电网基建[2011]58号《关于印发国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定的通知》，坪塘220kV变通信设备采用交直流一体化电源系统供电。坪塘220kV变通信部分应满足无人值班要求，光纤通信设备利用本身的网管系统由通信调度端监控，机房动力环境由变电站集中监控。（5）市网电话本站设置1部公网电话，作为应急通信用。（6）通信设备组屏及布置根据变电站终期规模及电气屏位统一规划考虑，本期需光传输设备屏2块，接入设备屏2块，配线设备屏3块，数据通信网接入设备屏1块，其余屏位远期预留。屏柜尺寸均采用2260mm×600mm×600mm，柜体颜色一致。本站不设置单独的通信机房，新上通信设备与继电保护等其它二次设备统一布置在二次设备室内，机房、空调、接地系统等设施在变电工程中统一考虑，通信设备接地应满足通信专业防雷接地标准要求。通信设备与继电保护等其它二次设备统一布置在二次设备室内，通信设备按功能分区相对集中布置，其中配线系统靠近机房电缆出口。（7）数据通信网根据《长沙公司“十三五”通信网规划》，长沙电力通信综合数据网设备由核心层、汇聚层和接入层组成。核心节点、汇聚节点、接入层之间采用以下方式传输：一种由专用纤芯组成的1000M网或100M网，一种由传输设备提供FE接口或2M接口。根据长沙地区数据通信网建设规划原则，坪塘220kV变配置数据通信网设备配置中端路由器1台，中端网络交换机1台。采用以太网FE通道作为主备用方式接入长沙公司数据通信网。3.3.5光纤通信3.3.5.1光缆建设方案按照有关电力系统情况，为满足本站系统通信的可靠性及线路保护通道的需要，且为今后相关工程考虑，本工程考虑：（1）沿新建的艾家冲～本站双回路220kV线路架设2根48芯（G.652D）OPGW光缆，路径长度约2×25.75km，光缆长度约为2×28km，艾家冲变和本站各新增48芯G.652D型站内引入普通非金属阻燃光缆，长度均为2×1km，新建光缆芯数及型式均按48芯G.652D考虑。（2）原学响Ⅱ回线路含浦至九华北间部分36芯ADSS光缆，因线路规划改造，光缆随线路改造工程改造为两根36芯OPGW光缆，不在本工程中考虑。本工程随电力线路建设，将含浦220kV变～九华北220kV变两根36芯OPGW光缆随电力线路剖经本站，本期沿剖进、剖出段新建220kV线路双回路段分别架设2根36芯（G.652D）OPGW光缆，路径长度分别约2×0.6km和2×0.8km，单回路段分别架设1根36芯（G.652D）OPGW光缆，路径长度分别约0.3km和0.25km，光缆长度分别约为2.4km和3km，坪塘变站内引入4根48芯普通非金属阻燃光缆，长度为4×0.5km。综上所述本工程共建设48芯OPGW光缆路径长约51.5km，36芯OPGW光缆路径长约3.35km，48芯站内引入普通非金属阻燃光缆2km，36芯站内引入普通非金属阻燃光缆2km。含浦220kV变～红桥110kV变48芯ADSS+OPGW光缆随110kV线路剖进本站。本工程不包含上述110kV新建线路上所架设光缆的设计及投资，具体请见配套110kV部分光纤通信工程。3.3.5.2光纤通信电路（1）系统制式及性能指标本工程光纤通信电路采用SDH制式。本工程光纤数字电路系统性能指标(包括误码性能指标、数字传输系统的抖动和漂移性能)应符合YD/T5095-2010及ITU-T建议的内容和有关国家标准、规程和规范。（2）组网方案本工程建设的光纤通信电路将接入湖南省和长沙地区光纤通信网络。湖南省网层光纤通信电路：结合系统一次及光缆建设情况，，本工程在坪塘220kV变配置1套湖南省网层A平面10Gb/s光纤通信设备，利用本工程新建光缆及现有建设形成艾家冲500kV变～坪塘220kV变（1+1）、含浦220kV变～坪塘220kV变～九华北220kV变（1+1）STM-16光纤通信电路，将坪塘220kV变经含浦220kV变、九华北220kV变和艾家冲500kV变接入湖南省光纤通信网络。本工程原NEC网络维持不变。长沙地区层光纤通信电路：本工程坪塘220kV变考虑接入长沙地网现有网络，结合长沙地区光纤通信网络发展规划及系统一次和光缆建设情况，本工程在坪塘220kV变配置1套长沙地区网10Gb/s光纤通信设备，利用本工程新建及现有光缆建设形成艾家冲500kV变～坪塘220kV变（1+1）、含浦220kV变～坪塘220kV变（1+1）STM-16光纤通信电路，将坪塘220kV变经含浦220kV变和艾家冲500kV变接入长沙地区光纤通信网络。并结合110kV线路光缆，建设形成含浦110kV变～坪塘220kV变～红桥变STM-16光纤通信电路。具体建设方案及网络拓扑方案见《系统通信方案图》。具体光纤通信方案设计及配置见附图。4变电站站址选择4.1选址工作简介根据系统规划，长沙市岳麓区坪塘220kV变电站建成后与长沙含浦220kV变电站（待建）形成互联，供带整个大王山旅游度假区及周边，坪塘变主要负责南部片区。目前度假区南部规划尚未审定形成最终规划报告，经与规划单位沟通，未来旅游及经济开发区域主要沿坪塘大道两侧开展，同时在女子监狱南边将建设一个民用机场。根据以上条件，选址工作主要在S41长潭西高速以东，坪塘大道以西，北X083县道以南，X082县道以北，这四条道路相交形成的区域内进行选址。前期国网长沙供电公司、湖南湘江新区投资集团有限公司、我院等相关单位对坪塘220kV输变电工程的站址进行了多次现场踏勘。并于2018年11月底召开了选址论证会，由于选址限制条件较多，最终一致推选莲花山站址作为本站的唯一站址。目前站址规划已公示，土地调规已在进行中。莲花山站址在坪塘镇莲花山村X083县道（南）北侧，女子监狱西侧约1km，站址所在区域目前为农田、荒地及池塘，站址相对县道路面标高要低约3米左右，填方工程量较大，需购土，存在地基处理，无民房拆迁，进站道路引接长度约9.2米，靠近系统负荷位置中心。4.2站址区域概况4.2.1所址概况站址位于长沙市岳麓区坪塘镇莲花山村，南X083县道北侧。站址需征地约14.67亩，分布着菜地和水塘。进站道路从站址南侧083县道（南）引接，需新修道路9.2米。站址地貌单元属山间凹地地貌，地形起伏较小，场地自然标高（1985国家高程基准）在32.5～38.0m间，高差约5.5m，水土保持较好。图4.2-1莲花山站址照片4.2.2站址土地使用状况站址所属地块已经过现场控规调整公示，在区国土部门的用地属性为一般农田，地块属于湘江新区，待调规。经国土系统查询，暂未流转出，未利用。图4.2-2控规示意图图4.2-3土规示意图（浅黄色为一般农田）4.2.3交通情况站址南侧已建083县道（南）路面标高约为39.2m至39.69m，方便引接。目前，站址西侧及东侧规划道路暂无建设时序，站址进站道路引接及给排水管道引接均在现状道路基础上考虑。4.2.4与城镇规划的关系站址所属地块尚未形成规划，原用地性质与拟建变电站项目用地性质不相符，不能满足拟建项目用地要求，现已完成调规公示，调整为供电用地U12。4.2.5矿产资源。4.2.6历史文物经初步核查，站址地表地下无文物，无文化遗址、古墓等。4.2.7邻近设施经核查，站址对通信无干扰，附近未发现其他军事设施、通信电台、风景区、飞机场等。4.2.8站址的征地、拆迁赔偿情况站址拟占地约0.9780公顷(约为14.67亩)，现状为菜地和水塘，无房屋拆迁，有10米长农渠需改道、赔偿2口水塘及还建DN400自来水管100米，其中站区围墙内用地面积为0.7378公顷(合11.07亩)。4.2.9出线条件220kV向南出线，110kV向东出线，10kV向西、南出线，220kV采用架空、电缆混合出线，110kV、10kV均采用电缆出线，站址地势开阔，出线较为方便。4.3水文气象4.3.1水文条件所址区域地处湘江水系，所址东延约4.5km为江段，且江势稳定。拟建场地东延约4.5km，湘江自南向北流过，该河流段历史最高洪水位为39.51m（2017年）（1985国家高程）。长沙水利枢纽已建成，常年水位为29.7m。百年一遇洪水位为37.56m。4.3.2气象条件长沙属季风气候的中、北亚热带湿润气候，夏季盛吹偏南风，高温多雨，冬季盛吹偏北风，低温少雨；四季分明，光热充足，雨水充沛，且雨热同季，受地貌地势的影响，气候复杂并垂直变化和地区差异明显，形成一定的小气候环境和立体气候效应。全市年平均气温17.2℃，7月最热，月平均气温16.8－17.2℃；1月最冷，月平均气温4.4－5.1℃，历史上长沙市极端最高气温达40．5℃，极端最低气温-12．1℃，七月高温中心在市区。全市年降雨量有1358.6－1552.5mm，年均降水量为1361.6mm。年内各月降雨量以5月最多，达200－230mm，12月最少，为43－53mm。表4.3-1气象参数统计表参数名称数量备注年平均气温17.2°C极端最高气温40．5°C极端最低气温-12．1°C年平均降雨量1361.6mm最大一日降雨量142mm平均相对湿度81%最小相对湿度32%最大风速23.5m/s历年最大积雪深度为22mm4.4工程地质及水源条件4.4.1站址区域地质及地震地质长沙地处湘江和浏阳河交汇的河谷阶地，周围为地势较高的山丘，属于盆地，习称之湘浏盆地，亦称长沙盆地。湘浏盆地地貌的形成，是古代地质运动的结果：首先经过雪峰运动和加里东运动，江南古陆地隆起，然后经过中生代三叠纪的印支运动，湖南各地受到扭曲、断裂、褶皱等作用，东北—西南走向排列的山地、拗陷槽谷等地貌出现雏形，再经过中生代侏罗纪的燕山运动后，本地区地层断裂拗陷逐渐演变为山间盆地。在后来的新构造运动中，发生了间歇性掀斜式抬升运动，造成了湘浏盆地南高北低，并使盆地内河谷阶地形成梯级展布，至第四纪初，出现冰期，丘岗崩塌，岩石碎屑堆积于河床之中，形成白沙井砾石层，经过后来间冰期的湿热气候及长期的风化、淋沥作用，在砾石层上，覆盖着白斑网纹红土。场区存在可能影响场地稳定性的断裂带如下所示：图4.4-1湖南省主要断裂分布图（1）常德～衡山～资兴断裂带：为走滑剪切断裂带，走向NW55o，延长约450km，活动时期为加里东期、印支期，见图一中18号断裂带；（2）公田～灰汤～新宁断裂带：为韧性剪切带，走向NE35o，延长约480km，宽度4～12km，活动时期为加里东期、印支期、燕山期、喜马拉雅期，见图一中10号断裂带；（3）长寿街～双牌断裂带：逆冲、韧性剪切带，走向NE35o，延长约440km，宽度2～5km，活动时期为加里东期、印支期、燕山期、喜马拉雅期，见图一中11号断裂带；（4）岳阳～湘阴断裂带：为正断层，走向NE15o，延长约130km，活动时期为燕山期、喜马拉雅期，见图一中15号断裂带。长沙地处东亚“扬子地块”中间地带，有据可查的地震历史记录仅有两次，据《晋书·五行志》记载：公元288年6月7日(西晋武帝太康九年四月辛酉)长沙发生地震，“七至八月又四震，其三，有声如雷”；第二次长沙地震发生在公元309年11月19日至12月17日之间(时为晋怀帝永嘉三年十月)，史书记载“荆州湘州地震”，湘州的治所就在今天的长沙。综合区域构造地质和地震地质资料，根据《变电所岩土工程勘测技术规程》（DL/T5170-2015）第7.1条规定，站址周边区域存在微弱全新世活动断裂，所址抗震设防烈度为6度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第4.1.7条，场地是相对稳定的。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版），长沙市抗震设防烈度为6度，基本地震动峰值加速度值为0.05g，地震动加速度反应谱特征周期值为0.35s，设计地震分组为第一组。根据国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）表4.1.3和地区经验值，估算各地层剪切波速：①耕土或淤泥为软弱土，Vs=120m/s；②粉质粘土为中软土，Vs=200m/s；③粉质粘土为中硬土，Vs=350m/s；=4\*GB3④强风化泥质粉砂岩为中硬土，Vs=450m/s。根据钻孔地层计算，该场地钻孔等效剪切波速约为280m/s，场地覆盖层厚度在5～6米的范围内，划分拟建场地为中硬土场地，场地类别为Ⅱ类。场地为可进行建设的一般场地。可不考虑液化影响。4.4.2站址不良地质作用情况4.4.2.1不良地质作用根据区域地质资料及本次勘察结果，拟建场地未发现滑坡、泥石流等影响场地稳定性的不良地质作用；场地内未发现埋藏的古河道、沟、滨；场地内未发现墓穴、防空洞、采空区；场地内不具有可液化地层。4.4.3岩土工程条件经本次勘察揭露：拟建站址范围内为耕土或淤泥、粉质粘土、强风化泥质粉砂岩及中风化泥质粉砂岩。据地表出露及已完成的钻探揭露，地层从上至下描述如下：=1\*GB3①耕土（Q4ml）：灰褐色，松散，湿，主要由粉质粘土组成，含植物根茎，层厚0.5m。此层在场地内除水塘外区域均有分布。=1\*GB3①-1淤泥（Q4ml）：灰褐色，饱和，流塑状，主要为塘底塘泥，含腐殖质，层厚0.5m。此层在场地内水塘中有分布。②粉质粘土（Q4al+pl）：褐黄色，褐红色，可塑状，切面稍光滑，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。厚度2.10～2.30m，平均厚度2.17m。此层在场地内除水塘外区域均有分布。③粉质粘土（Q3el）：褐黄色，褐红色，硬塑状，含铁锰质结核，切面稍光滑，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。厚度0.90～1.00m，平均厚度0.97m。此层在场地内除水塘外区域均有分布。=4\*GB3④强风化泥质粉砂岩（E2）：红褐色，岩芯风化成砂砾夹土状，局部含碎块，粒径多为1-3cm，岩体极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。厚度1.30～2.00m，平均厚度1.83m。此层在各钻孔中均有遇见。=5\*GB3⑤中风化泥质粉砂岩（E2）：红褐色，灰褐色，岩芯呈短柱状，节长多为3-15cm，岩芯采取率为90%，RQD=50，泥质胶结，胶结程度一般，板状构造，锤击声哑，极易碎，属极软岩，节理裂隙发育，岩体较破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层未揭穿，揭示厚度5.10～5.30m，平均厚度5.20m。此层在各钻孔中均有遇见。4.4.4地基及基础方案的分析、评价与建议4.4.4.1地基方案建议①耕土或淤泥：结构松散，属不良土层，不能作为拟建建（构）筑物的基础持力层，建议清除。②粉质粘土：可塑状态，承载力一般，层厚一般，分布较均匀，可作为拟建建（构）筑物的浅基础持力层。③粉质粘土：硬塑状态，承载力一般～较好，层厚一般，分布较均匀，可作为拟建建（构）筑物的浅基础持力层。=4\*GB3④强风化泥质粉砂岩：层位稳定，承载力较好，变形小，是拟建建（构）筑物良好的桩基持力层或下卧层。=5\*GB3⑤中风化泥质粉砂岩：层位稳定，层厚大，承载力好，变形小，是拟建建（构）筑物良好的桩基持力层或下卧层。根据拟建建（构）筑物结构、荷载以及设计地面整平标高要求，结合其所在场地工程地质条件，主要构筑物基础型式建议如下：拟建场地区内工程地质条件较好，场地整平标高为40.0m，主要为填方区，最大基底埋深约3.8m，根据勘探结果分析，场地整平后，建（构）筑物基础类型建议采用独立柱基，粉质粘土、风化岩层均可作为基础持力层。4.4.4.2岩土施工工程分级及力学参数建议值根据现场勘察成果，结合邻近已有建筑工程经验，本场地各岩土层参数建议值见表4.4-1：表4.4-1指标名称地层名称天然重度γ（kN/m3）承载力特征值ƒak(kPa)压缩模量Es(Ma)快剪（标准值）基底摩擦系数μ凝聚力c(kPa)内摩擦角φ（度）②粉质粘土19.01405.02512.50.25③粉质粘土19.823010.04015.00.30=4\*GB3④强风化泥质粉砂岩22.0350※20=5\*GB3⑤中风化泥质粉砂岩22.5800注：带※为变形模量根据本次勘察结果，参照《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）等有关规程规范，结合地区经验，场地内各地层桩基的工程特性指标建议值按表4.4-2取值：表4.4-2指标名称地层名称桩基泥浆护壁钻孔桩人工挖孔桩桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)桩的极限端阻力标准值qpk(kPa)桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)桩的极限端阻力标准值qpk(kPa)粉质粘土5558粉质粘土9294强风化泥质粉砂岩14020001452200中风化泥质粉砂岩18040001904400注：1）特征值可按上表一半取值；2）采用上表数据时，建议采用静载荷试验或深层载荷板校核。4.4.5水源条件根据现场踏勘及调查收资结果，站址周边村庄已通自来水，自来水管网连接长度在0.8km以内。4.5土石方初步拟定场地设计标高为40.0m，场地平整填土平均厚度3.5米，池塘区域填土厚度约6.0米，填土量共29500m3，耕土及淤泥土挖方5000m3，不可用于回填，基础及沟道余土9640m3，需购土20110m3，考虑政府交熟地，仅考虑基坑、沟道9640土方外运工程量。场区及进站道路挡墙2900m3。4.6进站道路和交通运输4.6.1进站道路进站道路从站址南侧083县道（南）引接，需新修道路9.2米，占地0.18亩。4.6.2大件设备运输长沙市交通发达，京广铁路贯穿城区南北，沪昆铁路连接东西，另还有石长铁路连接长沙与石门，可达全国各地。沪昆高速、二广高速、长谭高速、长益高速等贯穿全境，形成了四通八达的交通网络。大件运输可采用公路运输方案，主变出厂后通过高速路网转入长潭西高速，再转083县道及坪塘大道等市内道路运抵站址。公路段沿途无影响大件运输的桥梁、涵洞、空中障碍等情况存在，主变大件运输条件便捷，交通条件好。4.7施工电源施工电源从附近的10kV坪白线江达支线405-9#杆处搭接，线路路径长度约为415米，引至站址东侧围墙外。4.8站址环境站址周边无大的污染源，站址区域均属D级污秽区。4.9通信干扰变电站的建设、运行不会对周边通信设施产生大的不利影响。4.10施工条件站址位于低于南侧道路填方区，场地开阔，场平后，方可布置施工场地及施工机具进场，施工环境较好，施工条件满足施工技术要求。4.11协议签署情况本工程已取得政府各职能部门原则同意意见，详见附件。序号协议对接部门协议签署情况1长沙市岳麓区人民政府已签署2湖南湘江新区管理委员会国土规划局已签署3长沙市岳麓区坪塘街道办事处已签署4长沙市岳麓区文物管理所已签署5长沙市岳麓区交通管理局已签署6长沙市岳麓区环保局未签署，需取得环评报告后才签署4.12压矿和生态红线占用等情况经初步调查，项目未压矿；未占用生态红线。4.13所址经济技术条件考虑建站区域位于城市预留发展区域，站址的经济技术数据基于湖南省2019年版220-A2-4全户内方案计算得出。表4.1站址经济技术表（一）序号项目名称单位莲花山站址备注1站址总征地(含进站道路征地)亩14.672场地平整及支挡土方：挖方（含基础沟道余土）m39640交熟地，不计列场平土石方，仅计列基础、沟道余土土方：填方m30挡土墙m32900边坡m203进站道路m9.2土方：挖方m30土方：填方m304构建筑物基槽余土m396405基础处理5.1C15毛石混凝土m313355.2级配砂石m32006综合平衡后需弃土（交熟地）m39640弃土（废弃物、淤泥）m307截、排水沟（300x400mm）m0表4.1站址经济技术表（二）站址名称莲花山站址站址位置站址位于长沙市岳麓区坪塘镇莲花山村，南X083县道北侧系统位置靠近负荷中心地形地貌站址，站址地貌单元属山间凹地地貌，地形起伏较小，场地自然标高（1985国家高程基准）在32.5～38.0m间，高差约5.5m，水土保持较好。进出线情况220kV采用架空、电缆混合出线，110kV、10kV均采用电缆出线，站址地势开阔，出线方便。大件运输大件运输条件便捷，交通条件好所外道路连接情况进站道路从站址南侧083县道（南）引接，需新修道路9.2米，占地0.18亩。岩土工程条件不压覆矿产；地表无文物，地震基本烈度6度。工程地质条件好供水方式施工用水、生活用水采用市政自来水。排水雨水、生产生活污水经处理排至站址北侧的水渠。防洪站址高于百年一遇洪水位，回填处理后高于内涝水位，不受洪水威胁与城市规划关系正在调整为电力规划用地施工、备用电源施工电源从附近坪白线引接，路径长约415m。备用电源从虹桥110kV变电站接入，路径长约3.9km。施工条件站址位于低于南侧道路填方区，场平后，方可布置施工场地及施工机具进场，施工环境较好，施工条件满足施工技术要求。征地、拆迁、土石方站址需占地14.67亩。初步拟定场地设计标高为40.0，场平土石方工程量0m3（政府交熟地），挡土墙工程量为2900m3，护坡工程量约0m2，还建自来水管100米。网络工程量站址距220kV学响Ⅰ、Ⅱ线约0.65km，220kV线路路径短，搭接方便，对周边土地开发利用影响小，与规划机场不冲突。艾家冲～坪塘变220kV线路工程：25.5km，220kV学响Ⅰ、Ⅱ线π进220kV坪塘变线路工程（含浦侧）：1km220kV学响Ⅰ、Ⅱ线π进220kV坪塘变线路工程（九华北侧）：1.2km莲花山站址征拆量小、土石方适中、挡墙支护较多、无边坡支护、进站道路较短、线路路径长度适中，站址总体施工条件较好，且已取得规划和国土等部门原则同意，并通过湘江新区选址论证审核推荐，经综合考虑，莲花山站址作为坪塘220kV变电站建设站址是适宜的。5变电站工程设想5.1电网概况5.1.1建设规模（1）主变容量本期1×240MVA，远期4×240MVA。（2）出线规模：220kV出线本期6回，远期8回；110kV出线本期2回，远期14回；10kV出线本期14回，远期10kV每台主变出线14回。（3）无功补偿：本期低压侧装设4×10.0Mvar容性无功补偿，1×10.0Mvar感性无功补偿；远期每台主变低压侧配置4×4×10.0Mvar容性无功补偿，4×1×10.0Mvar感性无功补偿。5.1.2网络结构220kV层面：新建坪塘～艾家冲变220kV线路2回，双“π”含浦~九华北220kV线路。110kV层面：新建坪塘~虹桥、坪塘~含浦110kV线路2回。5.2电气一次5.2.1本工程定位描述本工程有以下几个特点：（1）本站是长沙湘江新区南部重要的供电中枢、重要变电站，湖南电力系统的中间变电站。（2）完备的在线监测系统，实现状态检修，减少维护费用。（3）变电站按智能化变电站设计。（4）采用长寿命、节能的照明设备，减少维护费用。5.2.2通用设计执行情况根据规划位置特点，本工程可研共设计了2个方案。方案一以《国家电网公司220kV智能变电站模块化建设通用设计（2017年版）湖南公司实施方案》220-A2-4方案为基本模块加以调整形成，即全站采用全户内布置，220kV设备采用户内GIS设备布置，110kV设备采用户内GIS设备布置，10kV设备采用中置式开关柜户内布置。方案二以《国家电网公司220kV智能变电站模块化建设通用设计（2017年版）》220-A3-4方案为基本模块加以调整形成，采用半户内布置，主变压器采用户外布置，220kV采用户内GIS设备布置，110kV采用户内GIS设备布置，10kV设备采用中置式开关柜户内布置。5.2.3与通用设计的差异（1）本工程方案一与《国家电网公司220kV智能变电站模块化建设通用设计（2017年版）湖南公司实施方案》A2-4方案主要对比如下：项目HN220-A2-4方案方案一建设规模主变远期4×240MVA一致本期2×240MVA1×240MVA出线220kV远/本期6/48/6110kV远/本期14/714/210kV远/本期56/2856/14无功补偿感性/远期4×2×10Mvar4×1×10Mvar感性/本期2×2×10Mvar1×1×10Mvar容性/远期4×4×10Mvar一致容性/本期2×4×10Mvar1×4×10Mvar电气主接线220kV远/本期双母线单分段一致110kV远/本期双母线一致10kV远/本期单母线四分段/单母线分段单母线四分段/单母线主要设备选型主变户内分体式一致220kV户内GIS一致110kV户内GIS一致10kV户内开关柜一致综合配电楼82×36.5m一致电气总平面113.5×65=7377.5m²一致综上比较，方案一与HN220-A2-4方案基本保持一致，主要不同点：建设规模不同。（2）本工程方案二与《国家电网公司220kV智能变电站模块化建设通用设计（2017年版）》A3-4方案主要对比如下：项目220-A3-4方案方案二建设规模主变远期4×240MVA一致本期1×240MVA一致出线220kV远/本期8/48/6110kV远/本期14/714/210kV远/本期56/14一致无功补偿感性/远期4×1×10.0Mvar一致感性/本期1×1×10.0Mvar一致容性/远期4×4×8.0Mvar4×4×10Mvar容性/本期1×4×8.0Mvar1×1×10Mvar电气主接线220kV远/本期双母线单分段一致110kV远/本期双母线一致10kV远/本期单母线四分段/单母线分段一致主要设备选型主变户外一体式一致220kV户内GIS一致110kV户内GIS一致10kV户内开关柜一致综合配电楼220kV76.5×12.5m一致110kV68.0×10.0m一致电气总平面105×84=8820m²一致综上比较，方案二与220-A3-4方案基本保持一致，主要不同点：建设规模不同。5.2.5短路电流计算及主要设备选择按照系统远景水平年规划规模计算，系统归算到本站母线的阻抗标幺值如下表：电压等级正序电抗零序电抗220kV母线0.009560.01039110kV母线∞∞阻抗基准值为：Sj=100MVA；Uj=Ucp。主变压器短路阻抗取高阻抗值：Uk1-2%=14，Uk1-3%=64%，Uk2-3%=50。按照上述系统阻抗值计算三相短路电流结果如下：短路点220kV母线110kV母线10kV母线短路点平均电压（kV）23012111短路电流周期分量起始有效值（kA）26.2619.7622.58短路全电流最大有效值（kA）39.65229.83734.095短路电流冲击值（kA）66.84750.30157.479根据短路电流计算结果，本工程220kV、110kV及10kV设备短路水平分别按50kA、40kA及40kA/31.5kA考虑，根据湖南省污区分布图，变电站所处位置为d级污秽区，变电站电气设备污秽等级按Ⅲ级选择，户外设备爬电比距按≥25mm/kV考虑。设备在典型设计基础上参照《国家电网公司标准化建设成果（通用设计、通用设备）应用目录（2019年版）》选择，本工程两个方案除主变部分不同，其它设备选择一样，具体选择如下：（1）主变压器选用国家电网公司集中规模招标物资采购标准中的标准物料，具体参数见表5.2.5-1。表5.2.5-1主变压器参数表项目参数本期数量型式方案一户内分体式、高压侧有载调压、油浸式、高阻抗、三相三绕组1台方案二户外一体式、高压侧有载调压、油浸式、高阻抗、三相三绕组容量240/240/120MVA额定电压230±8×1.25%/121/11kV接线组别YNyn0d11阻抗电压Uk1-2%=14，Uk1-3%=64，Uk2-3%=50冷却方式自然油循环风冷(ONFN)套管TA高压中性点套管300/1A5P30/5P30中压中性点套管600/1A5P30/5P30（2）220kV设备两个方案220kV采用户内GIS设备，额定开断电流为50kA，动稳定电流峰值125kA。220kV主要设备选择结果见表5.2.5-2。表5.2.5-2220kV主要设备参数表设备名称型式及主要参数本期数量GIS出线间隔断路器:4000A/50kA隔离开关:4000A，50kA/3s接地开关:50kA/3s快速接地开关，50kA/3s电流互感器：1250~2500/1A，5P30/5P30/0.2S/0.2S电磁式电压互感器：0.5/3P，6个GIS主变进线间隔断路器:4000A/50kA隔离开关:4000A，50kA/3s接地开关:50kA/3s电流互感器：1250~2500/1A，5P30/5P30/0.2S/0.2S1个GIS母联间隔断路器:4000A/50kA隔离开关:4000A，50kA/3s接地开关:50kA/3s电流互感器：2000~4000/1A，5P30/5P30/0.2S/0.2S2个GIS分段间隔断路器:4000A/50kA隔离开关:4000A，50kA/3s接地开关:50kA/3s电流互感器：2000~4000/1A，5P30/5P30/0.2S/0.2S1个GIS母线设备间隔隔离开关:4000A，50kA/3s接地开关:50kA/3s快速接地开关，50kA/3s电磁式电压互感器:10000pF，0.2/0.5/0.5(3P)/6P3个GIS备用间隔断路器:4000A/50kA隔离开关:4000A，50kA/3s5个避雷器氧化锌避雷器:204/532kV，10kA12台（3）110kV设备两个方案110kV设备均采用GIS设备，选择结果见表5.2.5-3表5.2.5-3110kV主要设备参数表设备名称型式及主要参数本期数量GIS主变进线间隔断路器:3150A/40kA隔离开关:3150A，40kA/3s接地开关:40kA/3s电流互感器：800~1600/1A，5P30/5P30/0.2S/0.2S1个GIS出线间隔断路器:3150A/40kA隔离开关:3150A，40kA/3s接地开关:40kA/3s电流互感器：2×1200/1A，5P30/0.2S2个GIS母联间隔断路器:3150A/40kA隔离开关:3150A，40kA/3s接地开关:40kA/3s电流互感器：800~1600/1A，5P30/5P30/0.2S/0.2S1个GIS母线设备间隔隔离开关:3150A，40kA/3s接地开关:40kA/3s快速接地开关：40kA/3s电磁式电压互感器:10000pF，0.2/0.5/0.5(3P)/6P2个GIS备用间隔隔离开关:4000A，40kA/3s15个（4）10kV设备10kV设备为户内布置，采用中置式开关柜。10kV主要设备选择结果见表5.2.5-4。表5.2.5-410kV主要设备选择结果表设备名称型式及主要参数本期数量开关柜进线柜10kV，4000A，40kA1面进线隔离柜10kV，4000A1面出线柜10kV，1250A，31.5kA15面电容器柜10kV，1250A(相控)，31.5kA4面接地变柜10kV，1250A，31.5kA2面电抗器柜10kV，1250A(相控)，31.5kA1面PT柜10kV，1250A2面隔离柜10kV，4000A1面电容器组10kV，10Mvar，5%，12%4组电抗器10kV，10Mvar1组接地变及消弧线圈接地变干式，1500kVA1组消弧线圈干式，1000kVA隔离开关10kV，630A避雷器氧化锌避雷器：17/46，5kA站用变压器10kV，400kVA1台坪塘变电站本期10kV出线14回，远期10kV出线四段母线共56回，均采用电缆出线，10kV电缆线路按每回3km计算：本期10kV线路产生的电容电流：根据电气一次手册P262表6-46变电所增加的10kV接地电容电流值为16%，总的电容电流：因此10kV线路本期电