變電站工程設計論文
時間:2022-04-15 09:39:33
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1工程建設的必要性
擬建的220kV排嶺變電站位于欽州市欽南區大番坡鎮,主要供電范圍為欽州市東南部的欽南進口資源加工區、中馬工業園,東場鎮、那麗鎮和那思鎮。隨著欽南進口資源加工區內大客戶的建設,附近的220kV欖坪變電站220kV出線間隔已經不能滿足加工區內220kV客戶的接入需求。隨著負荷發展需要,2012—2015年以及2020年須由排嶺變電站供電的最大負荷分別為126、245、250、448和885MW,綜上所述,為滿足欽南進口資源加工區和中馬工業園負荷發展的需要,實施就近提供可靠的220kV及110kV供電電源,新建220kV排嶺變電站是必要的。
2變電站工程
2.1工程設想
本變電站按《南方電網變電站標準設計(2011年版)》《南方電網3C綠色電網輸變電示范工程建設指導意見(試行版)》《南方電網3C綠色電網輸變電技術導則(試行版)》要求,并結合本工程實際情況進行優化。
2.1.1電氣主接線
220kV配電裝置:終期規模建設雙母線雙分段接線形式,本期按雙母線接線建設。110kV配電裝置:終期規模建設雙母線接線形式,本期一次建成。10kV配電裝置:終期規模建設單母線雙分段三段母線接線方式,本期按單母線建設。
2.1.2設備選擇
按南方電網3C評價指標進行設備選型,滿足3C評價指標的智能化評價指標和綠色評價指標中的控制項、一般項及優選項。主變壓器應選用低損耗節能型產品,采用三相三繞組油浸式自冷有載調壓變壓器。220kV、110kV均選客戶外敞開設備,配置電子式電流、電壓互感器,為適應客戶專線的計量需要,客戶專線采用常規電磁型互感器和電子式互感器雙重配置。10kV低壓配電裝置選客戶內成套開關柜設備,配置常規電磁型互感器;無功補償選客戶外框架式并聯補償電容器組。設備的外絕緣按Ⅳ級防護等級選取,220kV和110kV泄漏比距取31mm/kV,10kV泄漏比距取31mm/kV(戶外),20mm/kV(戶內)。220kV、110kV和10kV設備的短路電流水平分別按50、40和31.5kA考慮。
2.1.3電氣總平面布置
220kV配電裝置布置位于站區的西面,向西出線,斷路器雙列布置。110kV配電裝置布置于站區的東面,向東出線,斷路器單列布置。主控樓、1號主變壓器、2號主變壓器、3號主變壓器從南向北依次排列,10kV配電室位于主變壓器和110kV配電裝置之間。
2.1.4主要設備在線監測
《南方電網3C綠色電網輸變電技術導則(試行版)》《南方電網3C綠色變電站示范工程評價指標體系(試行版)》,配置變電站主要設備的在線監測裝置。對重要的電氣一次設備例如變壓器、高壓斷路器等實施了狀態監測,配置一套設備狀態監測及評估系統,實現設備多狀態量的綜合在線監測、診斷、分析和評估,并可將信息上送當地主站。設備狀態監測及評估系統后臺與變電站監控系統融合。通過儀器測取一次設備的振動信號,也可測取聲音、溫度、電磁、壓力等設備明顯特征信號來綜合診斷設備問題,做到及時發現缺陷并處理,預防事故事件發生。
2.2變電站控制及系統二次部分
2.2.1系統繼電保護及安全穩定控制系統
220kV久隆—排嶺I、排嶺—欖坪I線路:維持220kV久隆—欖坪I線路現兩側保護,在排嶺變電站按照對側配置同樣的保護裝置,即220kV久隆—排嶺Ⅰ、排嶺—欖坪I線路每回線均各配置1套光纖分相電流差動保護和1套光纖分相距離保護,保護命令分別通過不同路由的專用纖芯和2Mbit/s光纖通道傳輸。220kV久隆—排嶺Ⅱ、排嶺—欖坪Ⅱ線路:220kV久隆—排嶺Ⅱ、排嶺—欖坪Ⅱ線路均各配置2套光纖分相電流差動保護,保護命令分別通過不同路由的專用纖芯和2Mbit/s光纖通道傳輸。220kV排嶺—銳豐、排嶺—星王線路:220kV排嶺—銳豐、排嶺—星王線路暫按各配置2套光纖電流差動保護考慮,保護命令通過專用纖芯傳輸。220kV母線按雙重化配置2套母線保護,每套均配置母線充電保護、斷路器失靈保護。110kV母線配置1套微機型母線保護。110kV線路暫按配置保護測控一體化微機距離保護考慮。本期220kV部分、110kV部分各配置1套微機故障錄波柜。變電站配置1套保護與故障信息管理子站系統。變電站配置1套低頻低壓減載裝置。
2.2.2調度自動化及電能計量
排嶺變電站由廣西電網電力調度控制中心(以下簡稱廣西中調)和欽州電網電力調度控制中心(以下簡稱欽州地調)雙重調度管理,遠動信息直采直送廣西中調、備調與欽州地調。排嶺變電站設置兩臺互為熱備用的遠動工作站,采用調度數據網和2Mbit/s數據專用通道與廣西中調通信;采用調度數據網與廣西中調備調通信;采用調度數據網和4線模擬通道與欽州地調通信。排嶺變電站采用調度數據網傳送遠動信息,相應配置二次安全防護系統。排嶺變電站計量點按照《廣西電網公司電能計量裝置配置及驗收技術標準》(Q/GXD116.01–2007)的要求進行設置。計量關口點采用“常規互感器+常規電能表”配置,變電站配置一套電能量遠方終端,采集變電站電能表電能量信息送欽州供電局計量自動化系統。
2.2.3系統通信
光纖通信:220kV久隆—欖坪I線路上已有24芯OPGW光纜,本工程把該光纜沿線路π接進排嶺變電站,形成久隆變電站—排嶺變電站—欖坪變電站光纜路由。系統組織:排嶺變電站配置兩套STM–16光纖傳輸設備,分別接入欽州電網光纖通信傳輸網I、Ⅱ,接入點均為久隆變電站和欖坪變電站,接入帶寬采用2.5Gbit/s。排嶺變電站設置調度數據網設備一套,接入廣西電網調度數據網。排嶺變電站配置1套綜合數據網絡的接入設備。排嶺變電站、廣西中調、欽州地調各配置1套PCM終端。排嶺變電站不配置數字程控調度交換機,由欽州地調、中調的數字程控調度交換機分別設置小號。本站相應配置一套錄音系統。排嶺變電站設一門公網電話。排嶺變電站配置機房動力環境監測系統1套。通信電源:配置2套通信電源系統。具體配置為:直流配電屏二臺,高頻開關電源二套,蓄電池二組。排嶺變電站配置1臺光纖配線柜(ODF)、1臺數字配線柜(DDF)及1臺音頻配線柜(MDF&BDF)。
2.2.4電氣二次
排嶺變電站控制方式采用綜合自動化系統,五防主機按雙機冗余配置,其中一臺獨立配置,另一臺與操作員站共用,采用在線式五防,實現全站全程實時在線操作閉鎖。220kV、110kV、10kV間隔及主變壓器均采用保護測控一體化裝置,其中220kV電壓等級、主變壓器等冗余配置,主變壓器非電量保護、110kV、10kV單套配置,合并單元、智能終端配置原則與繼電保護裝置相同。“二次設備及其網絡”配置滿足3C評價指標的控制項及一般項,部分滿足優選項。變電站自動化系統按照DL/T860通信標準,在功能邏輯上由站控層、間隔層、過程層組成,按三層結構兩層網絡設計。站控層網絡采用雙星形網絡結構,雙網雙工方式運行。過程層網絡考慮SV、GOOSE、IEC61588三網合一,220kV電壓等級過程層網絡按雙套物理獨立的單網配置,110kV電壓等級過程層網絡按雙網配置;10kV不設獨立的過程層網絡,GOOSE信息利用站控層網絡傳輸。10kV保護就地布置。按3C評價指標的“其他二次系統”配置要求,滿足控制項及一般項,部分滿足優選項。即變電站視頻及環境監測系統與消防及火災自動報警系統、變電站自動化系統、地區調度自動化系統、采暖通風系統聯動,實現可視化操作。輔助系統統一后臺,采用標準的信息模型、通信規約、接口規范,具備接入遠方主站的功能。按3C評價指標配置“智能高級應用系統”,滿足控制項,部分滿足一般項及優選項。即配置一次設備在線監測評估系統,對重要的電氣一次設備實施狀態監測;具備智能告警與事故信息綜合分析決策功能,變電站自動化系統具備程序化操作功能,程序化操作與視頻監控系統實現聯動。具備源端維護功能,完成全站完整的數據模型配置。具備基于DL/T860標準的配置文件自動生成圖模庫功能,自動導出符合IEC61970標準的CIM模型文件功能。變電站配置網絡通信記錄分析系統。監視方案考慮按不同網段進行監視,即站控層網段、220kV網段、110kV網段及主變壓器網段。變電站220kV、110kV母聯斷路器裝設獨立的充電、過流保護裝置。主變壓器配置1面微機故障錄波柜。變電站配置電能質量在線監測裝置,小電流接地選線系統及二次防雷系統。全站設兩套直流系統,按兩充兩蓄設計。
3節能降耗分析
設計單位提出的電力系統及線路節能與環境保護措施,按照3C綠色變電站評價指標的要求,滿足控制項及一般項,部分滿足優選項。節能方面:主變壓器采用低損耗變壓器照明功率密度值不高于規范值,采用光伏發電接入站用電系統,端子箱、控制箱等采用驅潮自動控制裝置、空調能耗不低于1級,配電裝置室排風系統設置溫度自動控制裝置。節水方面:設置雨水收集回用系統,雨水儲存設施;將生活污水、雨水等收集利用,以達到節水效果;主變壓器消防采用合成泡沫噴霧等節水型滅火系統。節材與材料利用:建筑物的可再利用建筑材料的使用率大于5%;圍墻、主變壓器防火墻等采用工廠加工、現場裝配的結構型式;主要建筑物的圍護材料采用現場裝配的輕質材料,不需進行大面積抹灰;結構材料采用高強度鋼,滿足耐久性。在變電站站內外環境質量與環境保護方面,同意設計在控制主變壓器噪聲,控制站界環境噪聲所采取的措施,做好站內綠化及做好水土保持,減少變電站對周圍環境影響。
作者:韋文杰單位:廣西電網欽州供電局