#01-三都初步设计说明书

泰和县35kV三都变电站改造工程

初步设计说明书

（图号：2011BSDC-A-01）

吉安电力勘察设计院

二○一一年一月

泰和县35kV三都变电站改造工程

初步设计说明书

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编写：

目录

1、总的部分

2、电气一次部分

3、电气二次部分

4、远动通信部分

5、土建部分

1 总的部分

1.1 设计依据

1.吉安供电公司农电工作部下达的设计任务书。

2.泰和县供电有限责任公司的设计委托书。

1.2 变电站的性质和建设规模

1.2.1 变电站现状

本变电站现为泰和县三都镇的主要供电电源点，站址位于319国道旁，大型设备运输条件良好。本站35kV出线两回（35kV上三线、35kV三江线），主变两台（容量1*2000kVA +1*3150kVA），10kV出线6回，10kV电容器1组。

1.2.2 工程改造规模

本站为一二期农网改造时新建的小型化站，原有设备已不能满足安全及运行要求，本工程有以下改造内容：

1、更换#1主变、#2主变为6300kVA；

2、更换#1主变、#2主变35kV侧跌落式熔断器为真空断路器，更换#1

主变、#2主变35kV侧负荷开关为隔离开关；

3、将10kV由户外布置方式改为高压室布置方式；

4、全站数字化改造，新增微机五防系统，更换全站控制电缆；

5、新增10kV高压室及相应土建内容。

1.3 设计范围及分工

1.3.1 设计范围

本工程设计范围包括站区围墙以内、设计标高零米以上的所有生产、辅助生产设施、设备安装、土建工程，以及工程概算书的编制。

（1）站区总平面。

（2）站内各级电压配电装置和主变压器、无功补偿装置的一、二次线，继电保护和远动装置。

（3）全站照明和电缆。

（4）站内各级电压配电装置、二次室和辅助设施的建（构）筑物。

（5）站内给排水设施及污水排放设施。

（6）站内采暖通风、空调及消防设施。

（7）编制主要设备材料清册。

1.3.2 设计分工

35kV屋外配电装置以出线构架绝缘子串为界、10kV屋内配电装置电缆出线以屋内电缆终端为界（不含该电缆终端）。

2.电气一次部分

2.1 系统短路容量设定

短路电流按远景系统三相短路阻抗计算，计算结果及电气设备选择校验见图“471-B10311C-A-06”。

2.2 电气主接线

本期更换两台主变为6300kVA三相双绕组自冷式有载调压变压器。

35kV本期架空出线2回，采用单母线接线方式，远期架空出线2回，采用单母线接线；10kV本期电缆出线6回，采用单母线断路器分段接线，远期电缆出线8回，采用单母线断路器分段接线。

无功补偿本期配置电容器容量2*600kvar，接于10kVⅠ、Ⅱ段母线上；远期2*600kvar，分别接于10kVⅠ、Ⅱ段母线上。

主变压器35kV侧及10kV侧中性点不接地。

2.3 主要电气设备选择

根据图“471-B10311C-A-06”的短路电流对电气设备进行选择校验。

2.3.1设备使用环境条件

海拔高度为1000m以下，抗震校验烈度为7度。

按江西省电力公司“电力系统污区分级与外绝缘选择标准及实施意见”的规定，本变电站按D级污秽区考虑。

2.3.2 主变压器

为便于变电站无人值班管理，35kV主变压器选用低损耗、检修周期长的三相双绕组自冷式有载调压变压器。主变压器的选型及主要技术参数见

型号：SZ11-6300/35；有载调压开关采用国产油浸式

1.额定容量：6300kVA；

2.容量比(高/低):100/100；

3.电压及分接头：35±3*2.5%/10.5kV；

4.阻抗电压(高低):7.5%；

5.联结组标号:Y，d11。

6.调压方式：有载调压

7.冷却方式：自冷式

8.中性点接地方式：不接地

2.3.3 35kV电气设备

断路器选用户外真空断路器（采用外置电子式电流互感器），配弹簧操动机构；隔离开关选用双柱水平开启式隔离开关，线路侧带接地开关，均配手动式操动机构；电压互感器宜选用抗揩振油浸式电压互感器，避雷器选用交流无间隙金属氧化物避雷器。

1.35kV断路器：ZW□-40.5/1250-25 附弹操机构DC 220V 外置电子式

电流互感器。

2.35kV隔离开关：GW4（A）-40.5（Ⅱ）D/1250-25 CS14G。

2.3.4 10kV电气设备

断路器选用户内真空断路器，配弹簧操动机构；电压、电流互感器宜选用干式电压、电流互感器，避雷器选用交流无间隙金属氧化物避雷器。

选用KYN28A-12 型中置柜，；主变进线及分段柜配VS1-12/1250-25kA型真空断路器，出线柜及电容器柜配VS1-12/630-25kA型真空断路器，附弹操机构。

2.3.5 10kV并联电容器装置

因本站户外无位置放置电容器，本工程并联电容器补偿装置采用单台式电容器组，容量0.6Mvar，放置于电容器柜内。

2.3.6 站用变压器

本工程新增10kV站用变压器一台，采用干式，容量为50kVA，安装在10kV Ⅰ段母线上，接线组别为Y，yn0，型号为SC10-50/10.5 10.5±5%/0.4kV、U K%=4%、Y，yn0。

2.3.7 导体设计

35kV侧导线均采用软导线，10kV侧导线采用硬导体与软导线结合的方式。35kV母线没有穿越功率，按每条线路带二台主变压器（6300kVA）计算，10kV母线按1.3倍主变压器容量计算。

（1）导体选择的原则

1）母线的载流量按系统规划要求的最大同流容量考虑，按发热条件校验导线截面。

2）主变压器进线的导线截面按经济电流密度选择。

3）各级电压设备引线按回路通过最大电流选择导线截面，按发热条件校验。

（2）导体选择结果

1）35kV母线选用LGJ-300/25导线，35kV主变进线设备连接线选用LGJ-185/25导线，35kV出线及母设间隔选用LGJ-185/25导线。

2）10kV主变进线选用TMY-80*8铜排，主变进线柜及母线分段柜引下线选用TMY-80*8铜排，其他柜引下线选用TMY-60*6铜排，10kV母线选用TMY-80*8母排。

2.4 电气设备布置及配电装置

2.4.1电气设备布置

本工程将10kV部分由户外布置更改为高压室布置。其他维持现有布置。

2.4.2 35kV配电装置

维持现有户外软母线AIS设备改进中型双列布置。

2.4.3 10kV配电装置

10kV配电装置采用户内高压开关柜单列离墙布置，采用电缆段出线；主

变压器10kV侧进线以矩形铜母线经穿墙套管通过封闭母线桥引入10kV开关柜。

2.5 站用电及照明系统

本工程新增1台站用变压器。

2.5.1 站用电接线

站用电电压为380/220V，低压接线采用380V三相四线制中性点直接接地系统，接线形式为单母线分段接线。

2.5.2 站用电负荷统计

每台工作变压器按全站计算负荷选择。

2.5.3 站用电布置

本工程新增1台站用变压器，接于10kVⅠ母线上的高压开关柜内。低压配电柜利用原有。

2.5.4 站用变保护

采用熔断器保护。

2.5.4 动力照明

变电站工作照明由站用电交流屏供电，事故照明电源由站用电屏交直流切换装置供给。

主控室、配电室及变压器附近配电场地分别安装动力配电箱或检修电源箱，供给照明、检修和试验电源。

本站户外照明采用庭院灯及在进站大门两侧柱上设防潮灯照明。主控室盘前采用格栅灯照明，配电室设碘钨灯照明，其它辅助生产室均设简式荧光灯照明。工作电源均由站用电屏供电并在有关位置设置照明分电箱。主控室和开关室主要通道设置部分吸顶灯作为事故照明。

2.6 绝缘配合及过电压保护

电气设备的绝缘配合，参照DL/T 620-1977《变流电气装置的过电压保绝缘配合》确定的原则进行。

各级电压等级氧化锌避雷器按GB 1032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》及DL/T 804-2002《变流无间隙金属氧化物避雷器的使用导则》中规定进行选择。

2.6.1 35kV电气设备的绝缘配合

35kV电气设备的绝缘水平。35kV 电气设备的绝缘水平按国家标准选取，有关取值见表12-8。

表12-8 35kV 电气设备的绝缘水平

2.6.2 10kV电气设备的绝缘配合

（1）避雷器选择。10kV 氧化锌避雷器按国内制造厂生产的设备选型，作为10kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表12-9。

表12-9 10kV氧化锌避雷器主要技术参数

（

选取，有关取值见表12-10。

表12-10 10kV电气设备的绝缘水平

2.6.3雷电过电压保护

（1）直击雷保护

利用现有避雷针保护。

（2）过电压保护

为限制雷电侵入波过电压，在主变压器10kV出口及35kV、10kV母线上分别安装氧化锌避雷器，10kV每回出线安装氧化锌避雷器；为防止电容器操作过电压，在10kV并联电容器首端按规定装设氧化锌避雷器保护。

2.6.4 接地

接地网采用水平敷设的接地干线为主，垂直接地极为辅联合构成的复合式人工接地装置，并在避雷针及避雷器引下处设集中接地装置。考虑到土壤对接地体的腐蚀，使用年限按30年，年腐蚀率取0.1～0.2（mm），接地干线按热稳定要求选-50×6热镀锌扁钢，接地引线选-50×6热镀锌扁钢。接地极统一采用∠50×5×2500镀锌角钢，接地体埋深0.8米，变电站主接地网接地电阻设计不大于4Ω。

当接地电阻不满足规定要求时，可采用钻接地深井等措施。

变电站内采取防静电接地及保护接地措施，由于微机保护、监控系统对接地要求较高，主控室接地采用铜排。

2.7 电缆设施

在35kV户外配电装置、主变压器均设二次电缆沟至生产综合用房，10kV 配电装置室设二次电缆沟至二次设备室，设一次电缆沟到站外。电缆沟内采用热镀锌角钢支架。

3 电气二次系统

本站现为西安康拓新源公司设备，该公司的设备已运行多年且售后服务滞后，本工程对本站进行数字化改造。

3.1 综自系统

数字化变电站是基于计算机技术、光电技术、微电子技术、信息技术、高速网络通信技术，以变电站一、二次设备为数字化对象，由电子式互感器、智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850数据模型和通信规范基础上，能够实现数据采集、数据管理、数据通信、继电保护、测量控制、故障录波、设备诊断、计量计费等功能以及变电站内智能电气设备间的信息共享和互操作，具有高度的运行安全性、可靠性、和智能化的现代化变电站。按照IEC 61850标准，数字化变电站的二次系统可分为三层，即站控层、间隔层和过程层。

3.1.1站控层

站控层配置后台监控系统一套，A3针式打印机一台，放置于控制室工作台上。配置公用柜一面，内含综合采集装置（测量站变的380V电压信号、主变油温信号、主变档位信号）； GPS对时装置；通讯工作站（微机通讯管理系统），实现与调度的通讯功能，部颁CDT规约、IEC60870-5-101/104等多种规约，实现与其他智能设备的接口功能，如微机五防、图像监控系统等。

3.1.2 间隔层

本站配置综合保护柜一面，内含主变差动保护装置2台，主变后备保护4台，35kV线路保护装2台，10kV线路保护装置6台，10kV电容器保护装置2台，10kV分段保护装置1台，35kV光纤PT综合采集装置各1台，10kV光纤PT综合采集装置各2台，光纤终端箱一台，光集线器两台。

主变差动保护装置为二次谐波制动的比率差动保护；差动速断保护；差流过大告警；CT断线检测；两侧电流相位调整；启动通风、闭锁调压。重瓦斯、有载重瓦斯、压力释放、轻瓦斯、有载轻瓦斯等本体保护功能。突变量启动故障录波（前8周波、后56周波、每周波32点）。通讯功能：通过CAN 总线与通讯管理单元通讯，保护装置上发遥测、遥信并接收对时和遥控命令。4路光纤传输，用于与光纤数字终端通讯。

主变后备保护包含复合电压闭锁过流保护，设二段、每段三时限，一时

限跳母联、二时限跳低压侧、三时限跳高压侧；过流保护，设一段一时限，动作后跳母联、低压侧及高压侧；过负荷告警；单相接地检测；PT断线检测。保护电流取主变高压侧、测量电流和电压取主变低压侧突变量启动故障录波（前8周波、后56周波、每周波32点）。1路三元件遥测。通讯功能：通过CAN总线与通讯管理单元通讯，保护装置上发遥测、遥信并接收对时和遥控命令。5路光纤传输，用于与光纤数字终端通讯。

35kV、10kV线路保护装置含三段式方向过电流保护(带低压闭锁)；零序电流保护；小电流接地选线；三相一次重合闸（检无压或检同期可选）和后加速；低频减载（滑差闭锁、低压闭锁、低流闭锁）；PT断线检测并闭锁方向或保护，控制字可投退。突变量启动故障录波（前8周波、后56周波、每周波32点）。1路两元件遥测通讯功能：通过CAN总线与通讯管理单元通讯，保护装置上发遥测、遥信并接收对时和遥控命令。4路光纤传输，用于与光纤数字终端通讯。

3.1.3 过程层

过程层是一次设备与二次设备的结合面，或者说是指智能化一次设备的智能化部分。

过程层主要功能：

1）实时电气量检测，主要是电流、电压、相位、谐波分量的检测。

2）运行设备的状态参数检测与统计，变电站需要进行状态参数检测的设备主要有变压器、断路器、刀闸、母线、电容器、电抗器、直流电源系统等，在线检测的内容主要有温度、压力、密度、绝缘、机械特性以及工作状态等数据。

3）操作控制执行与驱动，包括变压器分接头调节控制，电容器、电抗器投切控制，断路器、刀闸的合分控制，直流电源充放电控制等。被动，智能。

（1）35kV进线间隔：35KV电子式电流互感器6台、35KV间隔光纤数字终端2台。

（2）主变高压侧：35KV电子式电流互感器6台、主变高压侧光纤数字

终端2台。

（3）主变低压侧：10KV电子式电流互感器6台、10KV线路光纤数字终端2台。

（4）10kV馈线间隔：10KV电子式电流互感器18台、10KV线路光纤数字终端6台。

（5）10kV电容器间隔：10KV电子式电流互感器6台、10KV电容器光纤数字终端2台。

（6）35kV PT间隔：35KV电子式电压互感器、35KV PT光纤数字终端各1台。

（7）10kV PT间隔：10KV电子式电压互感器、10KV PT光纤数字终端各2台。

3.2 直流系统

利用原有。

3.3 防误闭锁

本工程新增一套微机五防系统。该系统有以下主要功能：

a)通过与监控系统的通讯，可实现闭锁监控系统的遥控操作；

b)采用电编码锁闭锁就地操作的断路器及电动隔离开关；

c)采用机械编码锁闭锁隔离开关、手动接地刀闸、网门等；

d)对于有防止走“空程序”、线路侧验电等要求的特殊闭锁方式，可通过加装智能防空锁、超级防空锁、验电器等锁具实现；

e)能完善实现三态小车开关柜的五防闭锁；

f)能进行设备的检修操作进行五防闭锁；

g)能对联动设备进行五防闭锁。

h）无人值班变电站采用在集控站配置中央监控防误闭锁系统时，应实现对受控站远方操作的强制性闭锁。

i）电气设备防误装置采用单元电气闭锁回路加微机“五防”的方案，实现双重闭锁功能。

3.4 计量、电缆设备选择

计量表计利用原有。控制电缆选用阻燃屏蔽电缆，型号为ZR-kVVP22-0.5型。

3.5 电缆防火

为防止电缆火灾事故，根据设计规程本站设计考虑采用防火阻燃措施，选用阻燃电缆，且在电缆穿墙或楼板进出口处采用防火堵料封堵。

3.6 电气二次设备表及设备布置

本次工程电气二次需要以下主要设备：

本期屏柜分一排布置于控制室内，具体数量及布置分别见本次设计图纸。

4 远动通信

4.1 远动

本期新建工程将按全站综合自动化进行设计。远动信息量有：

●遥控：所有断路器。

●遥测：主变两侧三相电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能；主变本体油温。

35kV、10kV两段母线电压。

35kV线路、10kV线路三相电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功

电能。

10kV电容器三相电流、无功功率、无功电能。

所用小母线电压。

220V直流母线电压。

●遥信：所有断路器、隔离刀闸、接地刀闸、弹簧未储能信号、控制回路监视信号。

监控、保护屏、站用电屏、PT柜、主变保护屏及高压开关送来的异常信号，保护动作信号及事故跳闸信号等。

以上信息量通过远动工作站送往县调。

主变二侧配置0.5S级电能表。

4.2 调度通信

4.2.1 调度管理关系

本工程设计按以下调度管理关系考虑，本电站由泰和县供电有限责任公司县调调度。

4.2.2 通信配置

采用现有通信方式。

5 土建部分

5.1 概述

（1）站区场地概述

本工程站址位于泰和县冠朝镇坎头村区域内,319国道旁，现有35kV 变电站旁，场地现为平地,地势略比319国道高。本期站址围墙内约为1206平方米，35kV 线路从站址北面用架空方式进线，站址南面用10kV电缆出线。

本工程暂无提供地质报告,但经过初步踏勘,场地处于开挖区域，且地势平整，场地用水可接原变电站自来水系统。站址位于公路旁,现有一条进站公路，满足主变等大型设备运输。

（2）主要建筑材料

1）现浇钢筋混凝土结构。混凝土：C30、C25用于一般现浇钢筋混凝土机构及基础；C10用于混凝土垫层。钢筋：HPB235级、HRB335级。

2）砌体结构。砖及砌块：MU7.5～MU30。砂浆：M5～M15。

3）钢结构。钢材：Q235、Q345。螺栓：4.8级、8.8级。

5.2 站区总布置与交通要求

5.2.1 站区总平面布置

全站总平面布置以南侧为10千伏出线方向，北侧为35千伏进线。围墙内以矩形平面形式布置。东西长28.7米，南北长42米。主厂房布置位于变电站南侧，站内公路由变电站东侧引进。

主要技术经济指标见表1-5-1

5.2.2 进站道路

进站道路由南引接，路面宽度4m，进站道路与引接公路相接处转弯半径不小于9m.

5.2.3 竖向布置

站区场地采用平坡式，主要建筑物室内外高差取0.45m.

5.2.4 管沟布置

站内电缆沟、上下水管、油管布置时按沿道路、建构筑物平行布置的原则，从整体出发，统筹规划，在平面上与竖向上相协调，远近结合，间距合理，减少交叉。同时应考虑便于检修和扩建。

站区电缆沟沟壁采用砖或混凝土沟壁，应根据地区气候条件、地质条件及电缆沟的宽度灵活选择。盖板可采用平铺式包角钢钢筋混凝土盖板。

5.2.5 道路和场地处理

（1）道路。站内道路综合考虑施工、运行、检修及消防要求。站内道路因位于非湿陷性黄土地区，路面采用郊区型，站内路面高出设计地面50mm。站内道路的建设标准：站内道路采用混凝土道路宽3.5m，设计荷载：站内运输道路汽-15级。站内道路转弯半径为6m.

（2）配电装置场地处理。户外配电装置场地根据需要，敷设100mm厚Φ20～50mm精选碎石。

5.2.6 围墙大门

大门围墙统一采用代表国家电网公司企业文化的大门围墙（含标识墙）5.2.7 规模

变电站的建筑物、构架为本期，预留远期。

5.3 建构筑物

5.3.1 主体建筑

站内建筑物为综合主厂房，建筑面积为199m2，主要布置10kV配电装置室、二次设备室、机动用房、工具间及卫生间。（1）平面设计：变电站为无人值班变电站，配合工艺专业方案，主厂房布置均为一层,室内外高差450mm。

（2）建筑立面设计：外墙面采用环保型弹性涂料，内墙采用乳胶漆，颜色可根据业主需求调整。

5.3.2 结构

主厂房结构形式均为框架结构。屋面为现浇钢筋混凝土梁板结构，基础采用钢筋混凝土独立基础。

室外变电装置：

（1）主变压器基础为整板式钢筋混凝土基础。

（2）事故油池为地下式钢筋混凝土长方体结构。储油量为4t.

（3）屋外配电装置构架及设备支柱为Φ300离心砼等径杆,砼等级为C40。钢结构构件防腐处理。所有钢构件均采用热浸镀锌防腐，钢构支架尽量采用螺栓连接，避免现场焊接。不能镀锌处理或现场安装时局部焊缝及镀锌层破坏处，均采用环氧富锌漆补刷，底漆和面漆各两道。构支架基础采用杯

形基础,砼等级为C25,垫层砼为C10,初步采用天然地基。

5.4 采暖通风

5.4.1 采暖通风气象条件

采暖通风气象条件根据具体工程确定。

5.4.2 采暖方案及设备选型

根究工艺需要及实际，采暖通风: 10kV配电装置室各安装3台静音防爆抽风机;继保室安装2台5匹柜式空调,机动用房安装1台1.5匹挂式空调;卫生间安装普通抽风机1台。

5.5 给排水

站内用水采取井水取水方式供水。

站内排水根究实际情况确定，采用将污水先经化粪池初步沉淀后排入站外低洼地。变压器事故油池由储油池收集后进入事故油池，将废油回收处理，分离后的污水经站区排污系统排出站内，电缆沟低点积水就近接入站内排污系统。

5.6 消防部分

5.6.1 概述

设计范围为站区内的整个消防系统，界限为站区围墙外3m，主要包括：站区总平面布置建筑防火；各建筑物移动式灭火的配置；其他消防措施。

站区内建筑物火灾危险性类别为戊类，最低防火等级为二级。站内各建筑物和变压器按DL5027-1993《电力设备典型消防规程》和GBJ140-1990《建筑灭火器配置设计规范》要求设置不同类型的移动式灭火器。

5.6.2 消防给水

本次工程设计中不设消防栓给水系统。

5.6.3 建筑消防

生产综合楼建筑体积小于3000 m3,，建筑物可不设室内、外消火栓系统。根据DL5027-1993《电力设备典型消防规程》、GBJ140-1990《建筑灭火器配置设计规范》、建筑设计防火规范GBJ16—87（2001修订版）的规定，结合变

电站的实际情况，采用防火外墙及防火门窗，对设有电气仪表设备的房间，考虑采用手提式二氧化碳灭火器作为主要灭火手段。此外，本站主变场地消防采用化学灭火剂，设25立升推车式干粉灭火器1台(放置消防间) ，手提式二氧化碳灭火器12只(二次设备室、10kV配电装置室各4台；生活区总共3台)，喷雾式水枪3套，消防铲5把，消防斧3把，消防桶6只，消防器箱3只，以及户外带沙消防灭火保护，设移动消防沙箱间。

5.7环境保护

变电站为清洁、安静的工业生产场所,在生产过程中不产生有害气体和物质。因此,不存在大气污染和环境污染问题。变电站内生活污水排入站外低洼处,不污染环境。由于采用防渗漏变压器,主变油污很少,经暗涵及水沟排放,已无碍环境。

5.8 劳动安全

为了保证变电站内运行人员的安全和设备的安全运行,设计中严格执行有关设计规程,电气距离满足安全运行和检修需要。为了防止运行中发生意外事故,对防误操作、防火、防雷接地等方面,都按有关规程、规定进行设计并列入费用。

5.9 工业卫生

为了保障变电站内运行人员的身体健康,在继保室及休息室经常有人来往的场所,采用水泥地面并装设空调机。对变电站的生活水源,要求严格化验水质,确保达到饮用水的卫生标准。