110(66)kV智能变电站模块化建设
通用设计
110-A2-2通用设计方案设计说明
2014年12月
目 录
1 总的部分 ................................................................................ 1
1.1 概述 ................................................................................. 1
1.2 站址概况 ......................................................................... 1
1.3 主要技术原则 ................................................................. 2
1.4 主要技术经济指标 ......................................................... 2
2 电力系统 ................................................................................ 3
3 电气一次 ................................................................................ 3
3.1 电气主接线 ..................................................................... 3
3.2 短路电流 ......................................................................... 4
3.3 主要设备选择 ................................................................. 4
3.4 绝缘配合及过电压保护 ................................................. 7
3.5 电气总平面布置及配电装置型式 ............................... 10
3.6 防雷接地 ....................................................................... 11
3.7 站用电及照明 ............................................................... 11
3.8 电缆设施 ....................................................................... 12
4 二次部分 .............................................................................. 12
4.1 系统继电保护及安全自动装置 ................................... 12
4.2 系统调度自动化 ........................................................... 13
4.3 系统及站内通信 ........................................................... 14
4.4 变电站自动化系统 ....................................................... 16
4.5 元件保护 ....................................................................... 19
4.6 交直流一体化电源系统方案 ....................................... 20
4.7 全站时间同步系统 ....................................................... 21
4.8 智能辅助控制系统 ....................................................... 22
4.9 二次设备组柜与布置 ................................................... 25
4.10 互感器二次参数选择 ................................................. 27
4.11 二次设备的接地、防雷、抗干扰 ............................. 28
4.12 光缆/电缆选择 ......................................................... 28
5 土建部分 ............................................................................ 29
5.1 概述 ............................................................................. 29
5.2 站区总布置及交通运输 ............................................. 29
5.3 装配式建筑 ................................................................. 31
5.4 暖通、水工、消防 ..................................................... 32
1 总的部分
1.1 概述
1.1.1 工程设计的主要依据
（1）《国家电网公司输变电工程通用设备》
（2）《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》
（3）国家电网公司可行性研究报告的批复；
（4）可研设计文件等。
1.1.2 工程建设规模及设计范围
1.1.2.1 工程建设规模
远期3×50MVA主变压器，电压等级为110/35/10kV（#3主变压器电压等级为110/10kV或110/35/10kV）；本期2×50MVA主变压器。
110kV出线，本期2回，远期3回。
35kV出线本期4回，远期6回。
10kV出线本期12回，远期18回。
本期1、2号主变各配置2×4000kvar 10kV并联电容器装置，远期每台主变配置2组无功补偿装置。
1.1.2.2 设计范围及分工
新建2台50MVA变压器及按建设规模要求的110kV、35kV、10kV配电装置及无功补偿装置、电气二次保护室及相应的电气控制、测量、信号、继电保护；站用交直流电源、电缆敷设；站内过电压保护、全站接地、照明；调度通信。与上述内容对应的土建部分：电气二次保护室、屋内配电装置；站区上下水系统、采暖、通风、消防、火灾报警。
1.1.2.3 本工程设计分界点
110kV配电装置电缆出线设计到站内GIS电缆引接终端，电缆头不在设计范围内。35kV、10kV配电装置电缆出线设计到开关柜内出线电缆引接端子，电缆头不在设计范围内。电缆沟、上、下水管等设计到围墙外1m处。
1.2 站址概况
(1) 站址按假定的正北方向布置。
(2) 假定场地设计为同一标高。
(3) 在设计工程中，需根据变电站所处系统情况具体设计。
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1.3 主要技术原则
1.3.1 主要技术方案
详见各专业内容。 1.3.2 标准工艺的应用
本工程的建设方案严格执行《国家电网公司输变电工程工艺标准库）》。 1.3.3 对于国家电网公司基建和生产标准差异化条款的执行
本工程设计方案严格遵守《国家电网公司基建和生产标准差异协调统一条款》。 1.3.4 对于国家电网公司两型三新一化建设要求的执行
本工程设计方案严格遵守《国家电网公司“两型三新一化”变电站设计建设导则》。
1.4 主要技术经济指标
本站主要技术指标见表1-1。
表1-1 主要技术指标
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2 电力系统
本通用设计按照给定的主变压器及线路规模进行设计，在设计工程中，需根据变电站所处系统情况具体设计。初步设计应说明可研系统相关结论，无功平衡、调相调压等。
3 电气一次
3.1 电气主接线
3.1.1 主变压器
本方案远期为3×50MVA，电压等级为110/35/10kV，远期#3主变电压等级可为110/10kV。本期建设2台容量为50MVA的三相三绕组、有载调压变压器，电压比为110±8×1.25% /37/ 10.5 kV，接线组别为YNynod11。
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3.1.2 110kV接线
110kV出线本期2回，远期3回；本期为线变组(或内桥)接线，远期为线变组（或内桥+线变组）接线。
3.1.3 35kV接线
35kV采用单母线分段接线（或单母线三分段接线），按照主变压器进行分段，#1、#2主变压器35kV侧各配置3回出线并设置分段联络（#1、#2、#3主变压器35kV侧各配置2回出线并设置分段联络）。
3.1.4 10kV接线
10kV采用单母线三分段接线，按照主变压器进行分段，#1、#2、#3主变压器10kV侧各配置6回出线并设置分段联络。
3.1.5 无功补偿装置
本期1、2号主变各配置2组4Mvar并联电容器装置，远期每台主变配置2组并联电容器装置，共6组。
3.1.6 中性点接地方式
主变压器为三绕组型，110kV为星形接线，中性点通过隔离开关及间隙串联电流互感器接地。35kV为星形接线，为消弧线圈接地系统，10kV为?形接线，为小电阻接地系统。
3.2 短路电流
110kV电压等级：短路电流控制水平31.5kA，设备短路电流水平40kA。
35kV电压等级：短路电流控制水平20kA，设备短路电流水平25kA。
10kV电压等级：设备短路电流水平31.5kA (可根据实际工程根据所处电网短路电流水平确定，20kA或者25kA)
3.3 主要设备选择
主要电气设备选型应符合国家电网公司关于标准化建设成果应用管理目录的相关规定，本次通用设计主要设备按照《国家电网输变电工程通用设备应用目录》推广类设备选择。
3.3.1 主变压器选型
本期建设2台容量为50MVA三相三绕组、有载调压电力变压器, 低损耗、油浸自冷式。电压比为110±8×1.25%/37/10.5kV，接线组别为YNynod11，容量分别为50/50/50 MVA，短路阻抗为Uk1-2%＝10.5，Uk1-3%＝17.5，Uk2-3%＝6.5。
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3.3.2 110kV电气设备选型
110kV采用户内GIS设备，适用于分期建设、电缆进出线。
按照短路电流水平，110kV设备额定开断电流为40kA，动稳定电流峰值100kA。 根据通用设备标准参数选择110kV进出线回路额定工作电流2000A。110kV主要设备选择结果见表3-2。
表3-2 110kV主要设备选择结果
3.3.3 35kV电气设备选择
35kV开关柜选用金属铠装式开关柜，内设真空断路器，配弹簧操作机构。主变进线、分段柜开关额定电流1250A，开关最大开断电流25kA。馈线柜开关额定电流1250A，开关最大开断电流25kA。主要设备选择结果见表3-3。
表3-3 35kV主要设备选择结果
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3.3.4 10kV电气设备选择
10kV开关柜选用金属铠装式开关柜，内设真空断路器，配弹簧操作机构。主变进线、分段柜开关额定电流2500A，开关最大开断电流31.5kA。馈线、电容器和接地变柜开关额定电流1250A，开关最大开断电流31.5kA。主要设备选择结果见表3-4。
表3-4 10kV主要设备选择结果
3.3.5 10kV并联电容器装置选型
采用户内框架式成套装置，容量4000kvar，电抗率5%。电容器组采用单星形接线。 3.3.6 35kV消弧线圈成套装置
采用户内调匝式成套装置，围栏内布置。选用消弧线圈容量为2200kVA。 3.3.7 10kV接地变及小电阻成套装置
采用户内成套装置，围栏内布置。选用接地变容量为400kVA，小电阻参数为600A，10欧姆。
3.3.8 避雷器选型
本站110kV、35kV及10kV配电装置分别选用10kA、102/266kV，5kA、51/134kV，5kA、12/32.4kV金属氧化物避雷器进行过电压保护。 3.3.9 导体选择
(1) 各级电压设备引线按回路通过的最大电流选择导线截面，按发热条件校验；主变进
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线侧导体、母联导体载流量按不小于主变额定容量1.05倍计算。
（2）110kV、35kV、10kV出线回路的导体规格不小于送电线路的规格。 选择结果见表3-5。
表3-5 导体选择结果
3.4 绝缘配合及过电压保护
3.4.1 过电压保护
电气设备的绝缘配合，参照国家标准GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》、行业标准DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护绝缘配合》确定的原则进行选择。 3.4.1.1 110kV电气设备的绝缘配合
（1）避雷器选择
110kV氧化锌避雷器按2012版通用设备选型，作为110kV绝缘配合的基准，其主要技术参数见表3-6。
表3-6 110kV氧化锌避雷器主要技术参数
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（2）110kV电气设备的绝缘水平
110kV系统以雷电过电压决定设备的绝缘水平，在此条件下一般都能耐受操作过电压的作用。所以，在绝缘配合中不考虑操作波试验电压的配合。雷电冲击的配合，以雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取1.4。
110kV电气设备的绝缘水平见表3-7，经核算满足配合要求。
表3-7 110kV电气设备的绝缘水平
*：仅电流互感器承受截波耐受试验。 3.4.1.2 35kV电气设备的绝缘配合
（1）避雷器选择。
根据DL∕T620–1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第4.2.6条所述，当“变压器高低压侧接地方式不同时，低压侧宜装设操作过电压保护水平较低的避雷器”。为此，主变35kV侧配置YH5WZ-51/134型氧化锌避雷器，其主要技术参数见表3-8。
表3-8 35kV氧化锌避雷器主要技术参数
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（2）35kV电气设备及主变压器中性点的绝缘水平。
35kV电气设备的绝缘水平以避雷器雷电冲击残压为基准，配合系数1.4。35kV电气设备的绝缘水平见表3-9。
表3-9 35kV电气设备及主变中性点绝缘水平
3.4.1.3 10kV电气设备的绝缘配合
（1）避雷器选择。
根据DL∕T620–1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第4.2.6条所述，当“变压器高低压侧接地方式不同时，低压侧宜装设操作过电压保护水平较低的避雷器”。为此，主变10kV侧配置YH5WZ-12/32.4型氧化锌避雷器，其主要技术参数见表3-10。
表3-10 10kV氧化锌避雷器主要技术参数
（2）10kV电气设备及主变压器中性点的绝缘水平。
10kV电气设备的绝缘水平以避雷器雷电冲击残压为基准，配合系数1.4。10kV电气设备的绝缘水平见表3-11。
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表3-11 10kV电气设备及主变中性点绝缘水平
3.4.2 雷电过电压保护
（1）主变压器的绝缘配合
本工程选用三圈电力变压器，主变压器110kV进线设置避雷器作为全110kV系统保护，另外根据过电压规程要求，在主变压器35kV和10kV侧进线及母线设置避雷器，以保护35kV、10kV设备。
（2）防直击雷。
本工程采用建筑防雷作为防直击雷保护措施。
3.5 电气总平面布置及配电装置型式
3.5.1 电气总平面布置
110kV采用户内GIS布置，位于配电装置室东侧，由东侧电缆进线。35kV和10kV空气绝缘开关柜布置35kV、10kV配电装置室内，电缆出线。无功补偿装置布置于配电装置室西侧，变压器布置在配电装置室北侧。预制式二次组合设备布置在配电装置室东侧。
变电站大门应直对主变压器运输道路，满足GIS、主变压器、预制式二次组合设备等的整体运输。
3.5.2 配电装置型式
110kV配电装置户内GIS布置，采用电缆进出线方式。
主变压器户内布置，主变本体及散热器水平分离布置，本体布置于主变室，中性点设备布置在主变室内，散热器布置于户外。
10kV电容器成套装置布置于建筑西侧，与开关柜之间电缆连接。
10kV接地变及小电阻成套装置室布置于主变散热器南侧，与主变进线回路之间采用硬
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母线连接。
本方案35kV和10kV配电装置采用移开式开关柜户内双列布置，35kV主变进线采用电缆进线方式，出线均采用电缆。10kV主变进线及母线跨线采用架空封闭母线桥方式，出线均采用电缆。
3.6 防雷接地
3.6.1 防雷
本工程采用建筑防雷作为防直击雷保护措施。
3.6.2 接地
主接地网采用不等距网格布置，接地网工频接地电阻设计值应满足规程要求，如果工程计算值超出允许值，应采取必要措施。
考虑全户内变电站主接地网不可检修性，水平接地体采用铜质材料，本方案接地引下线选用-60×6镀锌扁钢、主接地网采用-40×5扁铜，集中垂直接地体选用直径25mm铜棒。具体工程应根据实际短路入地电流进行选择计算。
3.7 站用电及照明
3.7.1 站用电
本变电站站用电源交直流一体化系统包括交流、直流、逆变等部分，由交流进线模块、交流馈线模块、充电模块、逆变电源模块、站用通信电源模块、直流馈线模块、直流母线绝缘监测模块、蓄电池组、蓄电池监测模块、数字一体化监控模块组成。
交流站用电系统为380/220V中性点接地系统，由1面交流低压配电柜组成。站用电系统采用单母线接线，由两台站用变获得的380V电源分别经电缆引入站用交流屏，并设互投功能。
3.7.2 照明
变电站内设置正常工作照明和事故照明。正常工作照明采用380/220V，由站用电源供电，事故照明由直流系统蓄电池供电，不与交流电源进行自动切换，手动投入，在主控室设事故照明灯，出口处设自带蓄电池的应急照明指示灯。
主控室照明灯具，采用嵌入式铝合金栅格荧光灯。配电装置的照明采用高效节能投光灯照明。
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3.8 电缆设施
3.8.1 电缆选型
电力电缆和控制电缆选择按照GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》选择。
3.8.2 电缆敷设
电缆采用电缆沟和穿管敷设方式。
3.8.3 电缆防火
电缆防火的措施是在屏柜下方，电缆沟每隔一定区段，采用耐火材料封堵。
4 二次部分
4.1 系统继电保护及安全自动装置
4.1.1 工程概况
XX变电站建设规模为：
主变压器远景3×50MVA，电压等级110/35/10kV（#3主变110/10kV或110/35/10kV），本期2×50MVA；
110kV本期及远景均为线变组接线；
35kV线路远景6回，本期4回，35kV远景单母线分段接线(单母线三分段接线)，本期为单母线分段接线；
10kV线路远景18回，本期12回， 10kV远景单母线三分段接线，本期为单母线分段接线。
每台变压器配2组无功补偿装置，远景共6组，本期2台主变，配4组无功补偿装置，分接于10kV Ⅰ、Ⅱ母母线上，采用户外成套装置。
110kV配电装置型式为户内GIS，35kV、10kV配电装置型式为开关柜。
全站设置一个二次设备室，用于布置主变及公用二次设备；110kV间隔设备布置于就地预制式智能控制柜，10kV二次装置就地布置于开关柜内。
4.1.2 110kV线路保护
（1）本方案110kV线路每回线路配置1套微机线路保护，转供线路、环网线及电厂并网线可配置1套纵联保护，线路保护采用保护测控集成装置，本期每2回110kV线路配置1面保护测控柜，本期共计配置1面柜。
（2）线路保护直接采样、直接跳闸。
（3）线路保护为纵联保护时，保护通道型式根据实际工程系统方案确定。
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