浅谈110kV某变电站扩建工程初步设计
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摘 要:本论文主要介绍了某110kv变电站扩建工程项目的建设得到批准后,工程设计进入”初步设计阶段”,根据上级下达的设计任务书,正式进行工程的初步设计。并按照设计任务书给出的条件,分专业提出符合设计深度要求的设计文件。所以初步设计是变电站工程建设中非常重要的设计阶段,各种设计方案要经过充分的论证和选泽。根据作者从事的工作是电气一次专业,这里只论述该工程总的部分及电气一次部分的主要内容。
关键词:初步设计;电气一次部分
前言
本论文通过作者对一个变电站扩建工程的初步设计说明编写,主要介绍了变电站初步设计的基本知识,包括了初步设计的设计原则、设计步骤、计算法等。通过对主接线进行设计、总平面方案的设计、短路电流的计算、及设备的选型等具体方面。来论述电力系统理论在实际工程中的应用。
1.1 扩建改造依据
1.1.1 广电规[某年]某号文的批复。
1.1.2 《南方电网110kV标准设计》。
1.1.3 相关电力工程的国标、行标,设计规程、规范及标准等。
1.2 建设规模
110kV某站扩建规模下:
1.3 主要设计原则
1.3.1 本站为已运行变电站扩建工程,本期在原有总平面布置上,扩建40MV主变一台,#2主变110kV及35kV主变进线间隔,完善110kV、35kV最终为单母线分段接线。其他配电装置布置保持原状。
1.3.2 110kV、35kV电气设备分别按不小于31.5kA、25kA进行设备选型。
1.3.3 变电站按综合自动化无人值班设计。
1.3.4 扩建部分所有保护采用微机型设备,完善原有五防系统及增设遥视设备。
1.3.5 CT二次电流为1安。
1.3.6 设备的抗震烈度选用7度,设备的外绝缘按Ⅲ级防污标准选择。
1.4 主要技术经济指标
静态总投资(数量)万
动态总投资(数量)万
以上内容反映了该变电站的设计依据和基础资料,对扩建工程应有已建成部分的概述及存在问题的说明。
2 电气一次部分
2.1 电气主接线
2.1.1 110kV 接线
110kV接线最终为单母线断路器分段接线形式,出线4回;现为单母线接线形式,出线2回(附东线、附西线);本期工程扩建110kV#2主变进线间隔、分段开关间隔、#2 PT间隔、备用出线隔离开关及检修开关。扩建后形成单母线断路器分段接线,出线回路数维持原有不变。
2.1.2 35kV 接线
35kV最终为单母线断路器分段接线形式,出线4回,两段母线各带2回出线。现状为单母线接线,#1主变进35kVⅠ段母线,带出线3回(附双线、双水线及七和线)、PT1回。本期工程扩建35kVⅡ段母线及分段,包括:#2主变进线隔离柜1面,#2PT柜1面、分段隔离柜1面、分段开关柜1面、过渡柜1面,拆除连接35kV七和线和Ⅰ段母线的封闭母线桥,将七和线改接至Ⅱ段母线,形成单母线断路器分段接线形式,每段母线各带2回出线。
2.1.3 10kV 接线
10kV接线最终为单母线分段接线,出线16回。现状为单母线接线,#1主变单臂进线,带10kV出线8回、10kV电容器组出线2回。本期工程扩建10kV II段母线及分段隔离柜(分段开关柜首期已上),#2主变单臂接入10kVⅡ段母线,带10kV出线8回、10kV电容器组出线2回,形成单母线分段接线形式。
2.1.4 中性点接地方式
本期扩建的#2主变的110kV中性点接地方式与现有#1主变一致,均采用隔离开关直接接地方式,可灵活地选择不接地或直接接地,以满足系统不同的运行方式。
经计算,本站10kV出线单相接地时,电容电流小于10A,故10kV采用不接地系统。
2.1.5 站用电
本站站用电为单母线分段接线,设分段断路器,正常分列运行。站用变为两台容量为160kVA的干式变压器站,其中#1站用变电源取自10kVⅠ段母线。本期扩建工程将#2站用变改接至10kV Ⅱ段母线上。
2.2 电气总平面布置
2.2.1 现状
本站为半户内式GIS变电站,站址呈矩形布置,东西方向长66m,南北方向宽50m,占地面积3300m2。
配电装置楼布置在站区中心,四周为环形公路。电气设备除主变采用户外布置外,其余均布置在配电装置楼内。进站大门设在站区东南侧,进站道路宽6m,与变电站东侧的公路相连。
配电装置楼为四层建筑,一层为电缆层及水泵房。二层布置有10kV配电室、电容器室、接地变室及警传室,10kV高压开关柜采用户内双列布置。10kV电缆沿电缆沟朝北面和东面两个方向出线。三层为GIS配电室、35kV配电室,GIS配电室间隔排列顺序自东向西依次为:附东线、#1PT、#1主变、附西线、分段、备用出线、#2主变(预留)、#2PT(预留)、备用出线,现有的2回110kV出线朝北架空出线;35kV高压开关柜采用户内双列布置于35kV配电室内,35kV出线朝东架空出线。四层布置有继保室、通信室及资料室。
主变压器紧靠配电装置楼南侧,自东向西依次为#1主变、#2主变(预留),主变110kV侧采用钢芯铝绞线经SF6空气套管接入110kV GIS设备,10kV侧采用绝缘铜管进10kV配电室。
2.2.2 本期工程
本期工程扩建的#2主变压器、110kV #2主变进线间隔、#2PT间隔、备用出线隔离开关及检修开关、分段开关;35kV Ⅱ段主变进线开关柜、母线分段开关柜、分段隔离柜、拆除连接35kV七和线与35kV I段母线的封闭母线桥;10kVⅡ段主变进线开关柜、母线分段隔离柜、出线8回、电容器组2回,将#2站用变改接到10kV II段母线。
2.3 主要电气设备选择
2.3.1 短路电流计算
依据可研的资料,以2015年为远景计算年,本站短路电流计算结果如下表:
由计算结果可知,110kV母线短路电流较小,考虑系统的发展及电气设备的产品标准,110kV电气设备的开断电流按31.5kA选择,35kV电气设备的开断电流按25kA选择,10kV电气设备的开断电流分别按40kA和31.5kA选择。
结合短路电流计算结果并根据SDGJ14-86《导体和电器选择设计技术规定》,电气主接线以及所选设备均能满足系统运行条件和规范要求。
2.3.2 电气设备选择原则
(1)污秽等级
电气主设备尽量按国产化、无油化、小型化、低损耗、低噪音及安全经济的原则选择。110kV、35kV、10kV设备开断电流分别暂按31.5kA、25kA、31.5kA考虑,外绝缘爬电比距按Ⅲ级污区设防,泄漏比距户外设备按2.5cm/kV,户内设备按2.0cm/kV考虑。
(2)主变压器
主变压器选用110kV低损耗三相三卷自冷有载自动调压油浸变压器。根据电网运行情况,为保证供电电压质量,110kV侧采用国产优质或进口有载调压开关。#2主变电气性能考虑与#1主变并列运行的必要条件。
型号:SSZ11-40000/110
额定电压:110±8×1.25%/38.5±2×2.5%/10.5kV。
阻抗电压:U1-2=10.5%,U1-3=17.5%,U2-3=6.5%。
接线组别:YN,yn0,d11。
冷却方式:ONAN
调压方式:配进口或优质国产有载调压开关。
110kV 侧中性点避雷器:YH1.5W-72/186W。
35kV 侧中性点避雷器:避雷器YH5W-51/134W。
(3)110kV 配电装置
110kV 配电装置采用GIS全封闭式组合电器
主母线额定电流2000A,主变、出线、电压互感器回路额定电流1600A,额定开断电流31.5kA,动稳定水平为100kA;主变、出线回路电流互感器配4个二次绕组,母线电压互感器配3个二次绕组,电流互感器、电压互感器的准确度等级按DL/T5137-2001《电测量及电能计量装置设计技术管理规程》第5.3条要求配置。
避雷器:避雷器均采用氧化锌避雷器。
(4)35kV 配电装置
35kV 配电装置采用户内金属铠装移开式全封闭开关柜,内配真空断路器,额定电压40.5kV,额定电流为1250A,额定开断电流25kA。电流互感器三相配置,二次绕组4个。
35kV 避雷器:采用氧化锌避雷器。
(5)10kV 配电装置
①10kV 开关柜选用XGN2-12箱型固定式金属封闭开关柜,额定电压12kV。进线柜及母联柜额定电流3150A,额定开断电流40kA;馈线柜断路器额定电流1250A,额定开断电流31.5kA。电流互感器三相配置,进线5个二次绕组,出线、电容器3个二次绕组加零序,分段选用3个二次绕组。电压互感器选用3个二次绕组,避雷器Y5W1-17/45氧化锌避雷器。
②10kV并联电容器装置:采用户内框架式电容器补偿装置,电容器组串接5%干式铁芯串联电抗器。电容器组中性点设置4极联动的接地开关,其中3极用于进线,1极用于中性点。
2.3.3 导体选择
(1)110kV主母线工作电流按2000A考虑。
(2)110kV、35kV、10kV进线工作电流按1.05倍变压器额定容量计算选择。主变110kV侧宜采用架空软导线LGJ-300型与电气设备相连,35kV侧采用VJV22-35-1X400电缆与屋内35kV设备连接。
10kV侧采用金属绝缘铜管与屋内10kV设备连接。
各电压等级导体选择结果参照下表:
这部分电气一次内容具体论述该站电气主接线方式、电气总平面布置、短路电流计算、设备选型等方面的内容。
3 结论
本文拟通过对一个实际工程的初步设计说明,粗略的介绍了变电站初步设计电气一次部分的重要内容,根据初步设计所确定的设计原则,将宏观的勾画出工程概貌,控制工程的投资,体现技术经济政策的贯彻落实。所以初步设计是变电站工程建设中非常重要的设计阶段,各种设计方案要经过充分的论证和选泽。
参考文献
[1]电力工程电气设计手册电气一次部分.中国电力出版社出版 2006.03.
[2]变电所初步设计内容深度规定DLGJ25―94.电力工业部西南电力设计院.
[3]南方电网110kV变电站标准设计出版:中国电力出版社出版 2007