绥宁县凯迪电厂110千伏接入系统输电工程可行性研究报告03515

七、绥宁县凯迪电厂110千伏接入系统工程可行性研究报告 目 录1 工程概述2681.1 设计依据2681.1 设计依据2681.2 工程概况2681.3 设计水平年及远景水平年2691.4 主要设计原则2691.5 编制范围2692 电力系统现状及项目建设必要性2702.1 电力系统现状及发展2702.2 负荷预测及变电容量平衡2732.3 工程建设的必要性2742.5工程建设时序2753 系统方案及建设规模2753.1 接入系统方案2753.2 变电站建设规模及电气主接线建议2773.3 系统二次2794 凯迪电厂电站工程设想2804.1电厂站站址选择2804.2 电气一次2824.3 电气二次2864.4 土建部分2885 线路工程设想2895.1 概述2895.2 设计规模2895.3 设计范围2905.4 主要技术经济指标2905.5 线路路径方案2915.6 设计气象条件2945.7 导线和地线选型及防振措施2945.8 绝缘配合2965.9 换位与相序2975.10 杆塔与基础2975.11 线路节能设计2995.12 环境保护3006 通信工程3016.1现状及存在的问题3016.2 需求分析3016.3 系统通信方案3016.4通道组织3036.5通信机房、电源3037投资估算3038 主要结论及建议3048.1 工程建设必要性3048.2 工程建设规模3048.3 工程投产时间305附图：附图1 110千伏关峡变电站接入系统地理接线图附图2 110千伏关峡变电站电气主接线图附图3 110千伏关峡变电站电气总平面布置图附图4 110千伏分段及母线横断面图附图5 土建总平面布置图附图6 110KV配电装置支架轴测图附图7 110KV配电装置构架轴测图附图8 关峡变110千伏接入线路路径方案图附图9 铁塔一览图附图10 铁塔基础一览图邵阳电力勘测设计院 绥宁县凯迪电厂110千伏接入系统工程可行性研究报告绥宁县凯迪电厂110千伏接入系统工程可行性研究报告1 工程概述1.1 设计依据1.1 设计依据（1）国家电网基建201158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；（2）国家电网公司下发的QGDW270-2009220千伏及110(66)千伏输变电可研内容深度规定及编制说明；（3）邵阳电业局2011年3月编制的邵阳电业局十一五规划总结及十二五规划修编报告（审定稿）；（4）邵阳市电网20122014年电力市场负荷分析预测报告（2011年5月）；（5）邵阳电业局20122014年35千伏及以上电网规划评估报告（2011年9月）；（6）湘电公司发展2011687号关于邵阳市20122014年电网规划评估的意见；（7）国家电网公司输变电工程通用设计110（66）kV输电线路分册（2011年版）（8）其它相关的技术规程规范。1.2 工程概况（1）项目名称：绥宁县凯迪电厂110千伏接入系统工程 （2）建设规模：关峡变按110千伏变电站规划，本期建设维持35千伏部分及10千伏部分不变；远期规模231.5兆伏安，本期扩建110千伏开关站；（3）110千伏进出线回路数：远期按4回设计，本期上3回；（4）川石武阳110千伏线路0.6千米开剖入关峡变，绥宁县凯迪电厂110千伏线路1.3千米接入关峡变。（5）沿电厂关峡110千伏线路敷设OPGW光缆1.5千米，在关峡变接入邵阳地区光纤通信网。（6）项目地点：位于绥宁县关峡乡、关峡村凯迪电厂及原关峡变电站； （7）投产时间：2013年10月。1.3 设计水平年及远景水平年本工程选取该变电站工程竣工年份2012年作为设计水平年，以2020年为远景水平年。1.4 主要设计原则本工程秉着坚持安全可靠、节能环保、系统优化的原则；具有良好适应性的原则；满足电网“N1”运行的需要；体现节能降耗、节约用地、设备先进实用的原则；二次系统协调发展的原则；符绥宁县总体发展规划，邵阳市总体发展规划和省、地区电力系统规划总体的原则而设计。1.5 编制范围（1）按照审定的邵阳电网“十二五”及2020年电网发展规划，结合邵阳绥宁县电网运行状况和负荷发展情况，论证绥宁凯迪电厂110千伏接入系统工程建设的必要性。（2）根据绥宁凯迪电厂110千伏接入系统工程的必要性，提出工程开工和投产时间。（3）根据区域电网目标网架规划，提出110千伏关峡变电站接入系统方案。（4）提出110千伏关峡变电站扩设规模、站内电气主接线、总平面布置、进出线回路数等工程设想。（5）提出绥宁凯迪电厂110千伏接入系统工程的总投资估算并进行经济技术评价。2 电力系统现状及项目建设必要性2.1 电力系统现状及发展2.1.1邵阳市电力系统现状（1）电网情况邵阳市位于湘中偏西南，北邻娄底，南界永州，上通云贵，下接长衡。自古为交通要道，商埠中心，邵阳现为省辖市，辖1市8县3区，人口约790万，面积2万平方公里。截至2011年底，邵阳电网拥有500千伏变电站1座（长阳铺），变压器3台，容量750兆伏安；220千伏变电站5座，变压器9台，容量1200兆伏安，（宝庆变、青山变 、檀江变、平溪变、儒林变；邵北变2012年4月投运故未统计容量），110千伏变电站40座，变压器60台，容量1774.5兆伏安。邵阳电网共有35kV变电站83座，主变电器134台，容量614.2兆伏安，截至2011年底，共有220千伏线路12条，长度506千米；110千伏线路58条，长度992千米，共有35kV线路149条，线路长度1830千米。邵阳电网110千伏用户变电站共计5座，主变压器6台，容量112兆伏安。（2）电源情况截至2011年底，邵阳市全口径电源装机容量1426.5兆伏安，其中火电736.5兆伏安，风电20兆伏安，水电670兆伏安，分别占总装机的51.6%，1.4%和47%。2011年全口径发电量22.67亿kwH，火电发5.12亿kwH,水电17.49亿kwH，风电发0.00566亿kwH，分别占总发电量的22.6%、77.2%、0.25%2.1.2 绥宁县电力系统现状及负荷预测 1、电网情况绥宁县位于邵阳市西部，东邻武冈市，南连城步县，西接怀化洪江县，北靠洞口县。绥宁现辖25个乡镇，348个行政村，14个居委会，2772个村民小组，国土总面积2927 平方公里。2010年末全市总人口35.8万人，城镇化率24%。绥宁县用电电源主要以大网为主，小水电为辅。供电电源为110千伏川石变、武阳变。截止2011年底，全县拥有110千伏公用变电站2座（川石120131.5兆伏安，武阳变131.5），主变压器3台，主变容量83兆伏安；35千伏公用变电站9座（城关、关峡、乐安、东山、寨市、河口、瓦屋、金屋、李熙），主变压器14台，主变容量58.3兆伏安；全网主变容量97.2兆伏安。拥有110千伏送电线路2条，长67千米。2、电力需求预测2010年绥宁县全年实现地区生产总值(GDP) 42亿元(现值)，比上年增长11.3%，预计2015年绥宁县经济社会发展的具体目标GDP总量达到67亿元，年均增长9.79%。报告以绥宁县经济社会发展与电网负荷历史数据为基础，预测到2014年，统调供电量6.17亿千瓦时，年均增长9.8%，最大负荷达到130兆瓦，年均增长8.1%。2014年末电网最大负荷相对2011年增加30兆瓦，其中35千伏增加28兆瓦，10千伏增加16兆瓦。2.1.3 供电区域基本情况拟扩设的110千伏关峡变电站供区覆盖整个关峡乡所辖18个村。站址位于关峡乡负荷中心位置。关峡乡现有18个行政村，人口2.27万人，有大小用电户5719户。省道S221公路横穿该乡，交通十分便利，已实现与全国各地通车与贸易，近年经济发展速度迅速，且我县已确立在关峡乡建设关峡工业园区，新增用电负荷增加趋势明显。详见表1。2.1.4 供电区域电网现状关峡乡由关峡35KV变电站供电，主变容量6300KVA，35KV电源利用原江口塘电站至李西变35KV线路接入武阳110KV变，35KV线路长27公里，导线为LGJ-95钢芯铝绞线。2011年新建三条10KV线路。另外境内有江口塘电站直供其4个村。详见表2。2.1.5 供电区域工业负荷和小水电现状及发展概况目前关峡变供电区域内有湘锷铁合金厂、聚祥冶炼厂、页岩红砖厂、千山木业、当代木业、绿洲碎石场等大小工业专变用户30多家，变压器容量达4.6兆伏安以上，随着关峡工业园的开发，在建、待建的工业用户投产，预计到2015年关峡供区的工业用电将有一个质的突破，特别是位于关峡工业园区的湘锷铁合金厂2010年以前将扩建（已有负荷9兆瓦，远期12.6兆瓦）。详见表3。表3 关峡乡大用户在、待建情况统计表用户名称变压器容量 (千伏安/台)年用电量 (兆瓦时)投运时间湘锷铁合金9000300002010竹木制品厂3157002009.8聚祥冶炼厂300070002008绿洲筷子厂2506002009.10恒通木业2004002010.2千山木业50020002011.3当代工业园3156502011.6电杆厂2004502012.3合计1738057800/供区内的小水电站现状见表4。表4 关峡供区现有小水电站上网统计表电站名称装机容量（千瓦）并网电压水库调节性质投产时间龙水电站225010千伏泾流2007吊水洞电站220010千伏泾流1982江口塘电站4320035千伏日调1981清溪江电站(石脉电站)2320035千伏泾流2008合计20100/2.1.6 周边电力系统发展规划依据审定的邵阳电业局十二五农网发展规划及湖南省绥宁县2008-2015年电网发展规划，规划如下：2012年拟新建35千伏麻塘变电站（小水电上网型）、增加容量5兆伏安； 2013年拟在35千伏枫木团变电站、增加容量5兆伏安，2014年110千伏寨市变建成之后， 35千伏寨市变电站取消，2015年拟新建35千伏黄桑变电站，李熙变增容。2015-2020年将净增容量49兆伏安，拟在黄土矿、白玉等10个乡镇各新建35千伏变电站1座，将110千伏关峡变电站扩容，同时由于110千伏东山、瓦屋变的投运，35千伏东山、瓦屋变电站将拨点、减少6.5兆伏安容量。2.2 负荷预测及变电容量平衡2.2.1 供电区域内地区最大负荷预测供区内2011年地区最大负荷为13.5兆瓦，其中湘锷铁合金厂（35千伏）负荷8.2兆瓦，聚祥冶炼厂(10千伏)负荷3兆瓦。随着关峡工业园的开发，在建、待建的工业用户投产，预计到2015年关峡供区的工业用电将有一个质的突破，特别是位于关峡工业园区的湘锷铁合金厂2010年扩建（已有负荷8.2兆瓦，远期12.6兆瓦）。预计到2015年关峡变供区内地区最大负荷将达到16.3兆瓦，2008年2015年增长率为13.5%，详见表5。表5 关峡变供电区域内地区负荷预测结果 单位：兆瓦年份2010（实际）2012（实际）2015（预测）20082015年均增长率地区最大负荷6.513.516.313.48其中点负荷10.610.610.612.671湘锷铁合金厂(35千伏)8.28.212.615.042聚祥冶炼厂(10千伏)1.03.03.00.002.2.2 关峡变供带最大负荷预测关峡变供带最大负荷2010年约为2兆瓦，随着关峡工业园的开发，竹木制品厂、恒通木业等在建、待建的工业用户投产，预计到2015年关峡变供带的最大负荷将达到4.4兆瓦，2008年2015年增长率为11.9%，详见表6。表6 关峡变最大供带负荷预测结果 单位：千瓦年份2008（实际）2010（实际）2012（预测）2015（预测）20082015年均增长率地区最大负荷5.96.513.114.313.4835千伏用户变供负荷3.63.69.69.615.0410千伏及以下电源出力0.30.30.30.30.0035千伏变最大供带负荷22.63.24.411.922.3 工程建设的必要性绥宁县凯迪生物质能发电厂厂址位于绥宁县关峡乡、关峡村7组园艺场内，省道S221公路旁，离关峡变不到500米。凯迪130MW生物质发电项目利用绥宁县当地丰富的稻壳、秸秆等“绿色能源”作为燃料发电，灰渣等进行综合利用，生产工业紧缺原料白炭黑，或提供给邻近的钾肥厂作生产农业肥料的原料，形成生物质电化工循环经济产业链。它的建设充分利用了绥宁县及周边地区的生物质能资源，一定程度上缓解了绥宁县枯水期的电力缺额，对促进绥宁县经济发展有着积极作用。绥宁县凯迪生物质能电厂属地区小火电，对于加强近区电网结构，保证绥宁县电网的安全、可靠、灵活运行方面将起到积极作用。而输电线路又是连接电厂和电网的桥梁，因此，扩建关峡变电站110千伏配电装置，新建绥宁县凯迪电厂至关峡变电站110千伏线路十分必要。2.4绥宁县凯迪生物质能发电厂工程概况生物质能又称“绿色能源”，包括树木、青草、农作物、稻壳等，利用生物质再生能源发电是解决能源短缺的途径之一，开发“绿色能源”已成为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。绥宁县凯迪生物质能发电厂厂址位于绥宁县关峡乡、关峡村七组园艺场内。规划进厂主干道从厂区北侧与省道S221相接。物料运输通道从厂区东侧和南侧分别与省道S221相接。总占地面积100余亩。绥宁县凯迪生物质能发电厂为生物质资源综合利用电厂，本期工程发电机装机130MW，主变容量140MVA。所需的燃料为可再生能源当地丰富的稻壳或秸秆。可大大减少当地对农业废料处理产生的环境污染，有良好的社会和环保效益，符合当前建设社会主义新农村和循环经济建设的精神。绥宁县凯迪生物质能发电厂本期工程130MW, 年平均发电量为1.5亿kWh，设计年利用小时数为5000小时。2.5工程建设时序根据绥宁县凯迪电厂建设情况，建议绥宁县凯迪电厂110千伏关峡变输电工程2012年10月开工，2013年10月建成投产。3 系统方案及建设规模3.1 接入系统方案 绥宁县凯迪电厂接入系统可行性研究报告对凯迪电厂接入系统的电压等级及接入点做过多个方案比较，并取得省电力公司批复。（1） 电站送出电压等级选择绥宁县凯迪电厂装机规模为130MW，最大电力外送可达30MW，若就近接入35kV 关峡变电站，在丰水期将有大量小水电站电力需外送，而关峡区35kV 电网建设时间较早，导线线径多在LGJ-95 以下（LGJ-95 型导线长期持续极限输送功率为15.6MW，功率因素0.95，环境温度40），电网结构较为薄弱且并且关峡35kV 主变容量为6.3MVA，不能满足正常外送需要，对35千伏电网更新改造投资大，不符合电网未来发展规划，因此不建议采用35kV 一级电压接入。而确定采用110千伏电压等级接入系统。（2）110千伏接入系统方案 A、川石茅坪110千伏线路剖入关峡变：川石茅坪110千伏线路剖入关峡变约3.2千米，需要跨越川石-武阳110千伏线路; 扩建关峡变110千伏配电装置部分，绥宁县凯迪电厂110千伏东南侧接入关峡变。符合本地区的电网发展及网络优化要求，潮流合理，但投资较大，实施难度较大。B、川石武阳110千伏线路剖入关峡变：川石武阳110千伏线路剖入关峡变约1.2千米; 扩建关峡变110千伏配电装置部分，绥宁县凯迪电厂110千伏东南侧接入关峡变。这不仅符合地区的电网发展及网络优化要求，尤其是在武阳变110千伏线路接入220千伏武冈变后形成110千伏环网供电，大大提高了绥宁县地区供电的可靠性，凯迪电厂的接入可以优化以小水电为主的电源结构。潮流合理，投资小，实施简单。由于武阳变距离凯迪电厂较远，不能消纳凯迪电厂负荷，故不作接入系统考虑。根据绥宁110千伏网架结构远期的发展及网络优化要求，比较以上二个方案，确定采用B方案。凯迪电厂110千伏接入系统比较方案如下图所示B方案接入系统陈述：110千伏接入系统方式：川石武阳110千伏线路剖入关峡变，绥宁县凯迪电厂110接入关峡变。 35千伏接入系统方式不变：35千伏现有6回出线，其中系统内线路回，用户接入线路回。江口塘电站110千伏武阳变电站35千伏线路开剖入本站2回，线路长度约4.4千米；至清溪江电站（石脉电站）1回，接入线路长1千米；至湘锷铁合金厂I期、湘锷铁合金厂II期、竹木厂各1回，线路长度共约4千米。10千伏接入系统方式不变：现有5回，远期16回。本期扩建关峡变110千伏配电装置部分，主变本期不上。3.2 变电站建设规模及电气主接线建议3.2.1 建设规模3.2.1.1 进出线规模110千伏进出线：本期3回，远期4回；35千伏出线：现有6回，远期6回，本期维持原有规模不变；10千伏出线：现有5回，远期16回，本期维持原有规模不变。3.2.1.2 主变型式变电站现有1台三相自冷两卷有载调压变压器。容量为6.3兆伏安，电压等级为35/10千伏，最终建设2台31.5兆伏安的三相三卷自冷有载调压变压器，本期维持原有规模不变。3.2.1.3无功补偿容量远期每台主变压器配置1组4.2兆乏无功补偿并联电容器组，分别接在10千伏的两段母线上。本期装设1组1.2兆乏无功补偿并联电容器组。电容器采用单星形接线，本期维持原有规模不变。3.2.2 电气主接线3.2.2.1 110千伏电气主接线 最终4回架空进出线，采用单母线分段接线；本期扩建3回架空出线。3.2.2.1 35千伏电气主接线最终6回架空进出线，1回主变压器架空进线，1回主变压器电缆进线，采用单母线断路器分段接线；本期6回架空出线，1回主变压器架空进线，采用单母线双刀闸分段接线（本期只上刀闸，分段断路器不上），装设1组母线设备，本期维持原有规模不变。3.2.2.2 10千伏电气主接线最终16回电缆出线，2回主变压器进线，采用单母线断路器分段接线；本期5回电缆出线，1回主变压器进线，采用单母线接线，装设母线分段隔离小车及1组母线设备。10千伏无功补偿装置最终按每台主变压器配置1组4.2兆乏电容器组，分别接在10千伏的两段母线上。本期维持原有规模不变。电气主接线详见附图2。3.2.3 导线截面论证根据川石-武阳110千伏网络接线情况，考虑到绥宁县凯迪电厂发电装机容量终期130兆伏安，根据经济电流密度选择并以长期允许载流量校验，建议选用截面积为240平方毫米的导线。3.2.4 系统对侧建设情况本期接入系统是将110千伏川石变电站武阳变电站线路开剖入关峡变，系统对侧本期无建设。3.3 系统二次3.3.1系统继电保护110千伏线路装设微机线路保护装置。本期工程电厂关峡变110千伏线路两侧各配置1套光纤电流差动保护。武阳关峡、川石关峡110千伏线路两侧保护均按光纤电流差动保护配置。电厂配置1面故障录波柜和独立的高周切机、低频自启动及失步解列装置。关峡变配置1套故障录波装置。3.3.2 调度自动化3.3.2.1 调度管理电站由省调委托邵阳地调调度。电站采用监控系统加远动工作站，其功能、容量需满足调度自动化对远动信息的采集、传输和控制要求。相关信息采用专线通道传送至邵阳地调。3.3.2.2 运行管理110千伏关峡变电站的管理由邵阳电业局负责，根据湖南省电力公司有关无人值班变电站建设的要求，本变电站的管理模式按无人值班考虑。采用计算机监控方式，有关远动信息由计算机监控系统采集、远传，远动信息送到邵阳市调接收。3.4 系统通信关峡变电站采用光纤通讯方式与邵阳市调进行通讯。根据通信规划，本工程沿电厂关峡110千伏线路敷设光缆（优先选用OPGW）关峡变接入邵阳地区光纤通信网。电厂、关峡变均配置邵阳地区网SDH光传输设备、PCM接入设备各1套，邵阳电业局增加相应接口板件。电站安装1部公网电话，作为应急通信。4 凯迪电厂电站工程设想4.1电厂站站址选择4.1.1电厂站布点与选址原则电厂站址选择时应考虑以下原则：（1）尽量靠近用电负荷中心；（2）适当靠近现有的110千伏的主网架；（3）具有一定宽度的进出线走廊；（4）进站道路要满足大件运输和消防通道的要求；（5）满足环保、安全等要求，特别是注意与邻近易燃易爆等危险设施、建筑的安全距离；（6）有利于线路巡视检修。4.1.2 凯迪电厂站址情况电厂站址的选择, 绥宁县凯迪电厂项目部和关峡乡人民政府做了大量前期工作,多次对站址进行了现场勘察，最后推荐站址位于关峡乡、关峡村、省道S221公路旁的柑橘园内。电厂占地100亩，在关峡变电站的西侧，离关峡变电站不到500米；凯迪电厂站址位置地理图如下：凯迪电厂站站址现场照片如下：4.2 电气一次4.2.1 典型设计执行情况由于本站远期规模为110千伏变电站，故本变电站初步设计方案按照国家电网公司输变电工程典型设计110千伏变电站分册（湖南省电力公司实施方案）A-2方案设计，由于原站按110千伏变电站建设，故本期扩建110千伏配电装置。110千伏配电装置采用户外软母线AIS设备中型双列布置，架空出线；35千伏配电装置采用户外软母线AIS设备半高型单列布置，架空出线；10千伏配电装置采用户内高压开关柜单列布置，全电缆段出线；主变压器采用1台容量为6.3兆伏安国产优质的三相两卷自冷有载调压变压器，户外布置；配置1台容量为1.2千乏无功补偿并联电容器组，户外布置。根据设计任务书确定的预定条件开展设计，具体方案组合详见表7。表7 技术条件表项目名称技术条件主变压器现有 16.3兆伏安，远期231.5兆伏安出线规模110千伏:本期3回，远期4回架空35千伏: 本期维持原有规模不变。10千伏: 本期维持原有规模不变。电气主接线110千伏单母线双刀分段接线35千伏单母线断路器分段接线10千伏单母线分段，装设母线分段隔离小车及1组母线设备无功补偿装置本期:11.2兆乏终期:24.200兆乏短路电流110千伏：40千安；35千伏：25千安；10千伏主变压器进线、分段31.5千安，出线25千安主要设备选型主变压器：35千伏三相两卷自冷有载调压变压器110千伏：户外独立电器（AIS）35千伏：户外独立电器（AIS）10千伏：金属铠装移开式开关柜电容器：户外组装式成套装置配电装置35千伏：户外独立电器（AIS）10千伏：室内开关柜监控系统计算机监控系统，不设常规控制屏，监控和远动统一考虑，可满足无人值班要求土建部分全站总建筑面积298.66平方米，主建筑物为框架结构站址条件按地震动峰值加速度0.05g，设计风速30米/秒，地基承载力特征值fak=150千帕，地下水无影响，非采暖区设计，假设场地为同一标高。按海拔1000米以下，国标级污秽区设计关峡变电站现场（规划的110KV区域）照片如下：4.2.2 短路电流及主要电气设备选择4.2.2.1 短路电流水平根据工程建设地所在邵阳电力系统条件，按系统远景年参数和系统最大运行方式，进行系统短路电流计算和设备选择及校验。各电压等级的短路电流计算结果如下：110千伏电压等级的设备短路电流为8.5千安；35千伏电压等级的设备短路电流为5.9千安；10千伏电压等级的设备短路电流为12.7千安。4.2.2.2 主要电气设备选择变电站海拔高度为1000米以下，电气设备的抗震校验烈度为7度，所有电气设备选择以国产为主。110千伏设备：选用户外型110千伏SF6断路器LW口-126 （2000A，40kA、100k），配弹簧操作机构； GW5-126（2000A、40kA、100kA）隔离开，主刀配电动操作机构，地刀配手动机构；油浸倒立式电流互感器110KV 2*600/1A（抽头2*300、1A）；电容式电压互感器1000PF 110/0.1/0.1KV；氧化锌避雷器102/266W4.2.3 电气总平面布置110千伏配电装置采用户外布置。根据变电站的进出线方向，110千伏户外配电装置布置在站区西侧，35千伏户外配电装置布置在站区南侧，配电综合室布置在站区东侧，变电站进站道路从站区北侧中部接入。主变压器布置在远期110千伏配电装置与配电综合楼之间。10千伏无功补偿装置布置在10千伏高压室的东侧。4.2.4 配电装置110千伏配电装置：采用户外软母线AIS设备中型双列布置，出线采用架空出线。35千伏配电装置：本期维持原有规模不变。10千伏配电装置：本期维持原有规模不变。10千伏成套并联电容器组本期维持原有规模不变。4.2.5 过电压保护及接地4.2.5.1 雷电过电压保护主变压器的绝缘配合。根据过电压规程要求经过计算，主变压器在35、10千伏侧出口处装设交流无间隙金属氧化物避雷器。110、35、10千伏配电装置雷电过电压保护。在110、35、10千伏配电装置每段母线上均设置金属氧化物避雷器。防直击雷。变电站原采用在站区变电站西北侧、南角、东角设置3支独立避雷针联合构成全站防直击雷保护。其独立避雷针高度为25米。现拆除西北侧独立避雷针，建设两根110KV构架避雷针，高度为25米，联合构成全站防直击雷保护。4.2.5.2 接地变电站接地按有关技术规程要求设计，并按电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要求和湖南省电力公司下达的反措实施细则要求，在二次设备室、110千伏、35千伏、10千伏高压配电室、室外配电装置二次电缆的沟道等处，敷设截面254 平方毫米的裸铜排与主接地网紧密连接的等电位接地网。主接地网按常规设计，采用水平接地体与垂直接地体组成，水平接地体由60毫米6毫米的镀锌扁钢组成 ，垂直接地体为50毫米50毫米6毫米镀锌角钢。接地网接地电阻应符合DL/T621-1997交流电气装置的接地的规定。独立避雷针的集中接地装置，其接地电阻值要求小于10欧姆。4.2.6 站用电及动力照明4.2.6.1 站用电系统维持原有规模不变。4.2.6.2 动力照明变电站正常工作照明电源由站用电380/220伏三相四线制系统供电，事故照明直流电源直接由直流屏供给。事故照明采用手动切换。二次设备室采用组合式荧光灯照明，10千伏配电室采用荧光灯照明，屋外配电装置室采用投光灯照明，在二次设备室、户内配电装置室及主要通道进出口等处，均装设事故照明灯。户外采用低位投光灯作为操作检修照明。4.2.7 检修电源本站加设1个检修配电箱,设在110千伏室外配电装置附近，负责为室外配电装置的检修提供电源;各检修配电箱内按要求装设漏电保护装置。4.3 电气二次4.3.1 概述本变电站110千伏部分按智能变电站设计，按无人值班设计，控制保护采用综合自动化系统。综合自动化系统包括计算机监控、微机保护及安全自动装置。4.3.2 计算机监控系统4.3.2.1 主要设计原则1）变电站自动化系统的设备配置和功能要求按无人值班设计。2）采用开放式分层分布式网络结构，逻辑上由站控层、间隔层、过程层以及网络设备构成。站控层设备按变电站远景规模配置，间隔层设备按工程实际规模配置。3）站内监控保护统一建模，统一组网，信息共享，通信规约统一采用DL/T860,实现站控层、间隔层二次设备互操作。4）变电站内信息具有共享性和唯一性，变电站自动化系统监控主机与远动数据传输设备信息资源共享。5）变电站自动化系统完成对全站设备的监控6）变电站自动化系统具有与电力调度数据专网的接口，软件、硬件配置应能支持联网的网络通信技术以及通信规约的要求7）向调度端上传的保护、远动信息量执行现有相关规程8）变电站自动化系统网络安全应严格按照电力二次系统安全防护规定执行。4.3.2.2 系统构成变电站自动化系统应符合DL/T860，在功能逻辑上由站控层、间隔层、过程层组成。站控层由主机兼操作员工作站、远动通信装置及网络打印机等设备构成，提供站内运行的人机联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全站监控、管理中心，并与远方监控/调度中心通信。间隔层由保护、测控、计量、录波、网络记录分析等若干个二次子系统组成，在站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，完成与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。4.3.3 电能计量电厂送出110千伏线路计费计量点原则上设在产权分界点电厂侧，为省网计量结算关口点。计费计量点配置计量专用电压互感器、电流互感器和主副电能表，装设专用计量柜，电能表准确度等级为有功0.2S级、无功2级，电流互感器准确度等级为0.2S级，电压互感器准确度等级为0.2级。电站配套调度数据网设备1套，计量采集装置1套，采用专线通道同时传送至省调和邵阳局计量管理所电能计量主站。计量点对侧设置校核计量点，校核计量点配置有功0.2S级、无功2.0级双向计量电能表，采用计量专用电压互感器和电流互感器或电压互感器和电流互感器计量专用绕组，其准确度等级和二次额定容量与关口计量点配置要求相同。4.3.14其它关峡变电站装设1套独立的微机防误装置，并与变电站综合自动化系统连接。电厂配置1面故障录波柜和独立的高周切机、低频自启动及失步解列装置。关峡变配置1套故障录波装置。电厂内的所有设备建设费用电厂自己负责。4.4 土建部分本期扩建110千伏配电装置部分，由于前期建站已经考虑了110配电装置的用地，本期不用征地。10千伏配电室及二次设备室不用扩建。本期只考虑110千伏配电装置的构支架，设备基础、电缆沟等土建部分。本期工程中恢复铺设草皮面积1600，新增操作小道160、电缆沟长度89m（600*600、800*800），混凝土排水管长度150m。由于所增加的支架及设备基础处于填方区，则基础超深226立方米。表8 关峡110kV变电站扩建工程扩建工程量序号名 称单 位数 量规格1支架根3Z5.5A-300-16s4.82支架根28Z4.0A-300-16s4.83断路器基础个34端子箱基础个65构架梁根9L8B-300-32s4.86构架柱根20Z6B-300-28s4.8(上杆)根20Z5B-300-28s4.8(下杆)7构架柱根12Z9A-300-28s4.88地线柱根43.0m长9角铁组合短柱根2构架避雷针连接大样10爬梯架69.7m爬梯架37.2m爬梯11节点个14梁柱接头“A”大样个2梁柱接头“B”大样5 线路工程设想5.1 概述本工程属绥宁县凯迪电厂至关峡110千伏输电线路工程。5.1.1 110千伏线路本期新建110千伏线路共3回，即：将川石武阳110千伏变电站110千伏线路开剖入本站2回，线路长度约1.2千米；至凯迪电厂1回，接入线路长1.3千米；5.2 设计规模将川石武阳110千伏变电站110千伏线路开剖入关峡变，线路长度约1.2千米；关峡变电站至待建的凯迪电厂110千伏线路，线路长约1.3千米；上述工程导线均选用LGJ24040，型钢芯铝绞线。避雷线按设计规定采用（1X7-11.4-1270-B）稀土锌铝合金镀层钢绞线（简称XGJ-80）。详情见下面改造前与改造后的线路示意图。5.3 设计范围将川石武阳110千伏变电站110千伏线路开剖入本站2回，线路长度约1.2千米及关峡-凯迪电厂110千伏线路1回，接入线路长1.3千米；作为送电线路工程的本体设计，线路影响范围内的通信线路干扰与危险影响的计算及本线路工程的投资估算等可行性研究工作。5.4 主要技术经济指标本工程主要技术经济指标见表9。表9-1 关峡-凯迪电厂110kV线路主要技术经济指标（不含损耗及代用)序 号项 目单位总 量公里指标1线路长度千米1.32导线LGJ240/40t3.8372.9523地线XGJ-80t0.8690.6694拉线t5杆塔钢材t基础钢材t19.86915.284接地钢材t1.9231.4796地脚栓t4.3823.3717挂线金具t0.9610.7398拉线金具t9混凝土m3287.801214.46210绝缘子片99276311防振锤只977512沙子m3153.494118.07213碎石m3271.275208.67314线路本体投资万元150.33115.6415线路静态投资万元237.81182.9316线路动态总投资万元243.88187.60表9-2 川武线剖入关峡变110kV线路主要技术经济指标（不含损耗及代用)序 号项 目单位总 量公里指标1线路长度千米1.22导线LGJ240/40t3.5892.9913地线XGJ-80t0.8030.6694拉线t5杆塔钢材t80.99567.496基础钢材t24.41522.013接地钢材t2.5042.0876地脚栓t5.1134.2617挂线金具t1.1350.9468拉线金具t9混凝土m3326.1271.7510绝缘子片115796411防振锤只978112沙子m3182.127151.77313碎石m3325.307271.08914线路本体投资万元197.32162.4315线路静态投资万元299.17249.316线路动态总投资万元306.79255.665.5 线路路径方案5.5.1 变电站出线情况根据110千伏关峡变电站的电气总平面布置图，110千伏进出线共4回，具体出线布置如下图所示。5.5.2 路径方案说明关峡变电站位于关峡乡北方，待建的凯迪电厂位于关峡变电站西侧约200米处。110千伏川石武阳线路位于关峡变东侧约500米处。关峡变电站110千伏终期出线为4回，本期接入3回，为保证最后1回备用间隔出线不与现有110千伏线路交叉。本次川武线剖入采用2个单回线路接入。为备用间隔预留通道。5.5.2.1关峡-凯迪电厂110千伏线路路径线路由关峡变电站东侧110千伏1Y出线间隔左转向北出线，至县园艺场后山坡再左转至蔡家田先跨省道S221，再跨越武阳-关峡35千伏线路后左转。经龙头桔树林进凯迪电厂升压站。线路全长1.3千米，曲折系数6.5.5.5.2.2 川武线剖入关峡变110千伏线路路径将川武110千伏线路在原P45、P46#杆位断开，分别在2基原杆位上各新立1基单回转角铁塔，2条线路向西侧转角，平行走线过教场坪，进入关峡变电站。关武线进关峡变电站2Y间隔、川关线进关峡变4Y间隔。5.5.3 路径方案分析5.5.3.1 地形条件关峡-凯迪电厂线路地形主要以丘陵、水田为主，地势起伏不大，海拔由350390米之间，川武线剖入关峡变线路工程地形主要以山地为主，海拔由350450米之间，。详见表10。表10-1 关峡-凯迪电厂线路送电线路沿线地形情况表表10-2 川武线剖入关峡变线路工程沿线地形情况表5.5.3.2 地质条件关峡-凯迪电厂线路主要地形为丘陵、水田，相对高差约40米，土质以松砂石、软塑粘性土为主。川武线剖入关峡变线路主要地形为山地、丘陵，相对高差约100米，土质以松砂石、岩石为主。线路均无大的不良地质现象，无影响杆塔基础稳定的全新活动断裂构造，适合线路建设。沿线各类土质分布比例情况见表11。表11-1 关峡-凯迪电厂线路送电线路沿线地质情况表表11-2 川武线剖入关峡变线路工程沿线地质情况表5.5.3.3 交通运输关峡-凯迪电厂线路经过的地区交通较好，沿线有省道S221可以利用。但川武线剖入关峡变线路大部分铁塔位于山区，交通条件较差。5.5.3.4 施工条件材料仓库及工地运输情况见表12。表12 仓库运输布置表5.5.3.5 交叉跨越工程交叉跨越情况见表13。表13-1 关峡-凯迪电厂线路交叉跨越情况表表13-2 川武线剖入关峡变线路交叉跨越情况表5.5.3.6 运行条件关峡-凯迪电厂线路工程交通条件较好，海拔高程多在390米左右，运行条件较好。川武线剖入关峡变线路工程交通条件较差，海拔高程多在450米左右，运行条件一般。5.5.3.7 协议情况我单位工作人员经现场调查后，分别与沿线有关的政府、规划、等部门进行了联系，并按有关协商意见调整了线路的部分路径。路径图经有关部门盖章认可。详见附件2。5.6 设计气象条件经现场调查，参考气象部门的资料和原有35千伏江武线路的运行经验，气象组合条件见下表14。表14 设计气象条件一览表工 况气 温()风 速(m/s)冰 厚(mm)最低气温-1000最高气温4000设计覆冰导 线-51015地 线-51020年平均气温1500设计风速-5250内过电压15150大气过电压15100安装情况-5100冰密度(g/cm3)0.9雷电日/年605.7 导线和地线选型及防振措施 5.7.1 导线和地线选型110千伏川石变110千伏武阳变电站送电线路采用LGJ-240/40导线。根据川石-武阳110千伏网络接线情况，考虑到绥宁县凯迪电厂发电装机容量终期130兆伏安，建议110千伏川石电站110千伏武阳变电站线路开接进关峡变电站输电线路工程及关峡-凯迪电厂的导线截面选用240平方毫米。根据所选定的设计气象条件，我们对钢芯铝绞线、铝包钢芯铝绞线和钢芯铝合金绞线多种不同截面的导线进行了电气、机械以及运行经验等各方面的比较，最终导线推荐采用LGJ-240/40型钢芯铝绞线。所用导线的机械特性见表15。根据防雷要求，本工程在进出变电站2千米以内架设地线。地线采用1119-9.0-1270-B（GJ-80）型稀土锌铝合金镀层钢绞线，地线逐基接地。经计算，单相短路故障时普通地线温升满足要求。所用地线的机械特性见表15。表15 导线和地线机械物理特性表 导线及避雷线型号LGJ-240/4017-11.4-1270B(XGJ-80)计算截面(MM2)铝 股238.8479.39钢 芯38.90综 合277.74计算外径(MM)21.7011.4股数及股径铝 股263.4273.8钢 芯72.66单位重量(KG/km)962.8630.4制造长度不小于(M)2000计算拉断力(N)8376092750温度线膨胀系数a(1/)19.610611.5106弹性横量E(N/MM2)7300018142320直流电阻 (/km)0.12092.4185.7.2 防振措施防振锤已广泛应用在架空送电线路上,有良好的消除微风振动的作用和丰富的运行经验。按照设计规程规定,钢芯铝绞线年平均运行应力大于破坏应力的16%,钢绞线年平均运行应力大于破坏应力的12%,即需采取防振措施。本工程档距约在120-250米之间,钢芯铝绞线及钢绞线实际年平均应力均超过规程允许值，因此本工程导地线需采取防振措施。5.8 绝缘配合5.8.1 污秽区划分根据湖南省电力系统污区分布图及现场踏勘情况，此送电线路工程处于B级污区，考虑到以后发展，推荐均按C级污区进行绝缘配置。5.8.2 导线绝缘子型号和片数的确定本工程采用U70B/146钢化玻璃绝缘子，悬垂串采用9片钢化玻璃绝缘子。泄漏比距=4009/110=32.7毫米/千伏25毫米/千伏,满足要求。5.5.3绝缘子串相配合的线路带电部分对杆塔最小空气间隙值见表16。主要尺寸及其机电特性表17、18。 5.5.4 绝缘子串组装型式本工程在一般地区，导线悬垂串、跳线串及龙门架档耐张串采用单联绝缘子串。在耐张串、重要交叉跨越处及悬垂角较大时，导线悬垂串采用双联绝缘子串。地线悬垂串，一般使用单联金具串。本工程绝缘子串具体配置如表19。 5.5.5绝缘子和金具的安全系数本工程所使用的绝缘子进行机械强度设计时，其安全系数：最大使用荷载不小于2.7，断线情况不小于1.8，断联情况不应小于1.5。金具为原电力部1997年修订版电力金具产品样本所列的金具型式，金具与GB1179-83标准导线完全配合。根据设计规程规定，金具的强度设计安全系数在运行：最大使用荷载情况下不小于2.5，断线、断联情况下不小于1.5。全部金具采取热镀锌防腐。 5.9 换位与相序 本次工程线路长度均未超过100千米，按设计规程规定，本线无须换位。关峡出线相序为：背对变电站龙门架，面对出线，自左向右为C、B、A。110千伏川武线路挂线相序为：背对川石，面对武阳方向，自左向右为A、B、C。由于武阳变电站侧相序与关峡变电站相序相反，所以110千伏关峡-武阳线路需换位。换位在关峡变电站侧的双回终端塔进行。5.10 杆塔与基础5.10.1 杆塔根据湖南省电力勘测设计院编制的绥宁县凯迪电厂110千伏送电线路工程气象论证专题报告的结论，本线路工程采用自立式铁塔。15毫米中冰区杆塔采用国家电网公司输变电工程通用设计中的1A8、1D9模块系列杆塔，本工程采用的自立式铁塔6种，分别为1A8-ZMC2单回路直线端塔和1A8-JC2、1A8-JC4、1A8-DJC1单回路转角及终端塔和1D9-SDJ双回路终端塔。所选杆塔见表20。铁塔一览图见附图。表20-1 关峡-凯迪电厂线路杆塔使用条件及估算数量序号杆塔名称标准呼称高(m)水平档距(m)垂直档距(m)转角度数()估算使用数量（基）11A8-ZMC215364006000321A8-JC415244007006090331A8-DJC115244007006090141D9-SDJC1524400700090终端1表20-2 川武线剖入关峡变线路工程杆塔使用条件及估算数量序号杆塔名称标准呼称高(m)水平档距(m)垂直档距(m)转角度数()估算使用数量（基）11A8-ZMC215364006000221A8-JC215244007002040231A8-JC415244007006090241D9-SDJC1524400700090终端2上述杆塔为最新国家电网110千伏通用设计。为防止螺栓松动，所有铁塔地面以上8米内所有的螺栓、脚钉、接地引下线的连接螺栓采用防卸螺栓和防卸脚钉，铁塔8米以上的所有连接螺栓加扣紧式防松螺母。所有铁塔构件和螺栓、脚钉、垫圈等均应热镀锌防腐蚀。所有连接板加劲板的焊缝高度不应小于板厚，构件须要弯曲者一律采用热弯（火曲）。5.7.2基础部分5.7.2.1工程地质概况本工程沿线地质情况主要划分为：中风化岩石(类地质)和硬塑粘性土(类地质)，可塑粘性土(类地质)，软塑粘性土(IV类地质)四类，无不良地质地带。根据国家质量技术监督局2001年发布的中国地震动峰值参数区划图（GB 183062001），本线路沿线地区地震动峰值加速度0.04g，相当于地震基本烈度小于六度。沿线属相对稳定场地，杆塔和基础设计均不考虑地震作用的影响。5.7.2.2杆塔基础本工程铁塔基础拟采用掏