配电分册培训课件开关站 环网单元.ppt
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1、国家电网公司配电工程典型设计开关站、环网单元,课程内容简介,授课对象发展策划、运维检修、建设、设计、监理、施工等管理及专业人员。章节划分开关站12个章节,环网单元7个章节。,内容要点,第一篇 开 关 站,CONTENTS,目 录,本典型设计不涉及系统继电保护专业、系统通信专业、系统远动专业的具体内容,在实际工程中,需要根据开关站系统情况具体设计,可预留扩展接口。,10kV开关站典型设计的设计范围是开关站内的电气设备、平面布置及建筑物基础结构;与开关站相关的防火、通风、防洪、防潮、防尘、防毒、防小动物和低噪声等设施。,总体说明,可行性研究、初步设计、施工图设计阶段等,初步设计深度,施工图深度,海
2、拔高度:1000 m;环境温度:-30+40;最热月平均最高温度:35;污秽等级:级;日照强度(风速0.5m/s):0.1 W/cm2;地震烈度:按7度设计,地震加速度为0.1g,地震特征周期为0.35s;洪涝水位:站址标高高于50年一遇洪水水位和历史最高内涝水位,不考虑防洪措施;设计土壤电阻率:不大于100m;相对湿度:在25时,空气相对湿度不超过95,月平均不超过90。地基:地基承载力特征值取fak=150kPa,无地下水影响.腐蚀:地基土及地下水对钢材、混凝土无腐蚀作用。,10kV开关站一般适用于A+、A、B、C类供区,宜建于负荷中心区。典型设计共11个方案,技术方案组合见表,电气主接线
3、 单母线分段、单母线三分段、两个独立的单母线 注:单母线分段根据现场条件可分为单列或双列布置。进出线回路数 10kV每段母线一般设2回进线(终端开关站可预留出线)、36回出线 主要设备选择设备布置形式,在高寒、高海拔、沿海及污秽地区等特殊环境的配电网供电系统,宜采用固体绝缘柜,气体绝缘负荷开关柜,空气绝缘负荷开关柜,固体绝缘负荷开关柜,气体绝缘断路器柜,空气绝缘断路器柜,固体绝缘断路器柜,10kV开关站典型设计的布置方式可分为户内和地下开关站两类。,【户内开关站】,电气平面布置应满足生产工艺、运输、防火、防爆、环境保护和施工等方面的要求,应统筹安排,合理布置,工艺流程顺畅,并考虑机械作业通道和
4、空间,方便检修维护,有利于施工。同时要考虑有效的防水、排水、通风、防潮与隔声等措施。其电气布置方式分为:户内单列和户内双列。,【地下开关站的特殊要求】,地下开关站如采用SF6充气绝缘,应设置浓度报警仪,底部应加装强制排风装置,并抽排至室外地面。确保工作人员及周边人员的安全,留有备用电源接入的装置。10kV地下开关站的净高度一般不小于3.6米;若有管道通风设备或电缆沟,还需增加通风管道或电缆沟的高度。10kV地下及半地下开关站没有无线信号覆盖时,应考虑有线通信方式。,10kV开关站可分为10kV配电装置模块、二次设备模块两类“基本模块”。以各种功能的出线间隔、站用电装置等为“子模块”,按照不同的
5、规模和功能配置进行拼接。例:KB-1方案中,10kV系统配置图(KB-1-D1-01)为基本模块,10kV出线间隔为子模块。,使用者可根据实际工程适用条件、前期工作确定的原则,从各典型设计方案中选择适合的方案作为开关站本体设计。如参考典型设计方案不能满足实际工程要求,使用者可从参考方案中选取相应子模块重新组合拼接成合适的开关站设计方案。如仅采用参考典型设计方案中的拼接模块不能满足实际要求,使用者可将其他开关站或开关站的典型设计方案中的相应模块与参考方案模块组合拼接成合适的开关站设计方案。模块组合拼接成完整的开关站本体设计后,再加入因实际工程条件不同、典型设计中未包括的基础处理、站外设施等部分以
6、完成整体设计。,使用者在参考典型设计方案时,要了解到典型设计方案的基础是模块,参考典型设计方案仅提供一种模块使用和组合的思路,在参考典型设计进行实际工程设计时,一定要对典型设计方案进行全面了解,这样才能把握住所有模块,根据工程特性合理选用。实际工程中,使用者要深入了解模块的构成和特性,如果实际方案与典型设计方案有差异,应根据模块的形成特点、技术条件、规模差异等进行调整,并应满足各部分的设计规范要求。,工程设计中要结合站址周围的实际情况,在不影响功能和投资的情况下优化调整总平面布置。典型设计虽然统一了许多因人而异的因素,但诸多因地制宜的因素在方案中不可能统一概括,也无必要以更多的方案来适应,为此
7、典型设计的构成采用了单元模块标准化、外部条件虚拟化、总体布局组合化的方法,以适应典型化和个性化相结合的要求。,根据批复的站址位置提出勘测任务书。根据具体工程可研批复规定的开关站规模、型式,结合各工程外部特性在子方案中找到最为接近的作为基本模板。明确基本模板后,根据站址区域地形、出线方向、进所道路及周围环境等外部条件寻找相应模块,对不适应部分进行修正后再拼接。根据配电网规划及负荷发展进行短路计算。根据线路最大输送容量,核对假定的设备额定电流。根据地区配电网络现状及规划,补充通信及继电保护设计。根据站址区域污秽等级调整设备外绝缘爬距。根据勘测水文气象资料补充竖向布置、给排水、地基及基础设计。根据所
8、有外部条件调整图纸、设备清册完善典设中未涉及或假定的技术条件,完成工程设计。具体工程还应注意补充以下典型设计未包括内容:电力系统要求、站址地理、地质情况,电缆进出线走廊规划、防洪排水及当地交通供水等公共服务设施情况。,设备基础平面图,建筑立面及剖面图,建筑平面布置图,第一篇 开 关 站,开关站按其在配电网中的功能可分为:环网型和终端型开关站二类。环网型开关站电气主接线可分为单母线分段、单母三分段和两个独立的单母线三种。每段母线2进(1进1环出)用于环网,出线回路数一般为36回。电源进线开关采用负荷开关或断路器。当出线负荷不大于1250kVA时,出线开关一般采用负荷开关,可加熔断器保护;当出线负
9、荷大于1250kVA时,出线开关可采用断路器,可加继电保护。终端型开关站电气主接线采用单母线分段。每段母线12回电源进线,出线回路数36回。电源进线开关选用负荷开关或断路器。出线开关一般选用负荷开关,可采用熔断器保护,当出线负荷大于1250kVA时,可选用断路器配置继电保护。,环网柜短路电流水平应不小于20kA。金属铠装移开式开关柜短路电流水平应不小于25kA。开关柜柜门关闭时防护等级应在IP4X或以上,柜门打开时防护等级达到IP2X或以上。开关柜应具备“五防”闭锁功能。,气体绝缘负荷开关柜,气体绝缘负荷开关柜可分为单元式(分体式)和共箱式(全绝缘)二种;开关站宜采用单元式(分体式)柜。共箱式
10、(全绝缘)开关箱分为可扩展和不可扩展两种形式,可以根据使用要求向左或右扩展。在选择全绝缘可扩展开关箱的组合型式时,应按照使用母线扩展接头数量最少的原则进行选择。气体绝缘负荷开关宜使用三工位开关,机构一般采用电动操作机构。开关柜应满足防污秽、防凝露的要求,二次仪表小室内可安装温湿度控制器及加热装置。熔断器熔管额定电流根据负荷容量选取。开关柜进出线宜配置电缆故障指示器。所有开关柜体都应安装带电显示器,按要求配置二次核相孔。电缆头选择630A及以下电缆头,并应满足热稳定要求。气体绝缘负荷开关柜应配置压力指示表或气体密度继电器。,空气绝缘负荷开关柜应选用优质真空负荷开关或SF6单元式负荷开关,操动机构
11、一般采用电动操作机构。熔断器熔管的额定电流根据负荷容量选取。所有开关柜体都应安装带电显示器,要求带二次核相孔。电缆头选择630A及以下电缆头,并应满足热稳定要求。开关柜进出线应配置电缆故障指示器。,空气绝缘负荷开关柜,固体绝缘负荷开关柜,固体绝缘负荷开关柜应选用优质真空负荷开关,操动机构一般采用弹簧储能机构。熔断器熔管的额定电流根据负荷容量选取。所有开关柜体都应安装带电显示器,要求带二次核相孔。电缆头选择630A及以下电缆头,并应满足热稳定要求。开关柜进出线应配置电缆故障指示器。,气体绝缘断路器柜,气体绝缘断路器柜内选用优质断路器,操动机构一般采用弹簧储能机构。所有开关柜体都应安装带电显示器,
12、要求带二次核相孔。气体绝缘断路器柜宜采用独立单元式(分体式)柜型。每个充气单元宜设置气压指示表或气体密度继电器和过气压保护(泄放)装置,气体绝缘开关柜应配置SF6气体监测设备。电缆头选择630A及以下电缆头,并应满足热稳定要求,空气绝缘断路器柜,空气绝缘断路器柜内宜选用优质断路器,操动机构一般采用弹簧储能机构。所有开关柜体都应安装带电显示器。电缆头选择630A及以下电缆头,并应满足热稳定要求。,固体绝缘断路器柜,固体绝缘断路器柜内选用优质真空断路器,操动机构一般采用弹簧储能机构。所有开关柜体都应安装带电显示器,要求带二次核相孔。固体绝缘断路器柜宜采用独立单元式(分体式)柜型。电缆头选择630A
13、及以下电缆头,并应满足热稳定要求。,金属铠装移开式开关柜,金属铠装移开式开关柜内选用优质真空断路器,操动机构一般采用弹簧储能机构,具备手动和电动操作功能,满足综合自动化接口要求。金属铠装移开式开关柜额定电流选用1250A,断路器额定短路电流水平不小于25kA。所有开关柜体都应安装带电显示器,要求带二次核相孔。电缆头选择630A及以下电缆头,并应满足热稳定要求。开关柜进出线应配置电缆故障指示器。,防雷设计应满足GB 50057-2010建筑物防雷设计规范的要求。进出线开关柜或母线根据实际情况安装金属氧化物避雷器,采用交流无间隙金属氧化物避雷器进行过电压保护。开关站交流电气装置的接地应符合DL/T
14、 621-1997交流电气装置的接地要求。开关站采用水平和垂直接地的混合接地网。接地体的截面和材料选择应考虑热稳定和腐蚀的要求。开关站接地电阻、跨步电压和接触电压应满足有关GB 50065-2011交流电气装置的接地设计规范要求。具体工程中如接地电阻不能满足要求,则需要采取降阻措施。电气装置过电压保护应满足DL/T 620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合要求。,站用电、照明系统电源优先采用站用变压器或电压互感器柜,也可取自就近系统0.4kV电源。,第一篇 开 关 站,10kV宜选用测控保护一体化装置,一般布置在开关柜二次小室内。,配置继电保护装置的10kV开关站宜选用测控保护一体化
15、装置。宜选用微机型测控保护装置,并设有通信接口,需要时所有信息可通过接口上传。,视情况选配专用计量柜,若10kV侧设置电能计量装置,需按如下原则调整:电能计量装置选用及配置应满足DL/T 448-2000电能计量装置技术管理规程规程规定。互感器采用专用计量二次绕组。计量二次回路不得接入与计量无关的设备。,直流系统额定电压宜为DC220V、DC110V或DC48V。采用高频开关电源模块和阀控式铅酸蓄电池组。蓄电池容量按不小于2h事故放电时间考虑。,预留配电自动化终端装置安装位置,用于中低压电网的各种远方监测、控制,开关站配置DTU终端,主要完成现场信息的采集处理及监控功能。,配电终端的构成及功能
16、,站所终端选型预留依据,配电自动化配置要求,配电终端的构成及功能,站所配电终端及其配套装置主要有:DTU(站所配电自动化终端)、电压互感器、后备电源、通信箱等。DTU按照功能分为“三遥”终端和“二遥”终端,其中“二遥”终端又可分为基本型终端、标准型终端和动作型终端。DTU装置功能和技术要求详见Q/GDW 514-2013配电自动化终端/子站功能规范、配电自动化终端技术规范和配电自动化设备典型设计。电压互感器、后备电源为DTU提供电源。通信箱用于通信线缆的接入。,站所终端选型预留依据,本典型设计依据国网公司Q/GDW 1738-2012配电网规划设计技术导则及配电自动化规划设计技术指导原则,根据
17、供电区域,合理配置站所终端为“三遥”或“二遥”终端。开关站内“三遥”配电终端、通信设备和后备电源集成安装在DTU屏内,开关站、配电室应预留DTU屏安装空间。DTU屏参考尺寸 800mm600mm2260mm。接插件性能、技术指标及定义参见国家电网公司配电自动化终端技术规范和配电自动化设备典型设计。TA二次额定电流选1A或5A,根据实际负荷情况进行选配。储能电压、分合闸电压推荐采用额定DC220V、DC110V或DC48V。,配电自动配置要求,配电自动化建设应以一次网架和设备为基础。配电自动化建设应满足相关国际、行业、企业标准及相关技术规范要求。配电自动化应与配电网建设改造同步设计、同步建设、同
18、步投运,遵循“标准化设计,差异化实施”原则,充分利用现有设备资源,因地制宜地做好通信、信息等配电自动化配套建设。配电自动化系统应满足电力二次系统安全防护有关规定。,第一篇 开 关 站,站址选择应接近负荷中心,利于用户接入。站址宜按正方向布置,采用建筑坐标系。土建按最终规模设计。,独立主体建筑 主体建筑设计要具备现代工业建筑气息,建筑造型和立面色调要与周边人文地理环境协调统一;外观设计应简洁、稳重、实用。对于建筑外立面避免使用较为特殊的装饰,如玻璃雨蓬、修饰性栏栅、半圆形房间等。非独立主体建筑 建筑设计要满足现代工业建筑要求,外观设计应简洁、稳重、实用。应注意设备运输及进出线通道,外观应与主体建
19、筑相配合与协调。,独立主体建筑 该工程总平面布置,应满足生产工艺、运输、防火、防爆、环境保护和施工等方面的要求,应统筹安排,合理布置,工艺流程顺畅,并考虑机械作业通道和空间,方便检修维护,有利于施工。同时要考虑有效的防水、排水、通风、防潮与隔声等措施。非独立主体建筑 除满足上述(1)条外还应满足以下要求:当开关站设于建筑物本体内时,宜设在地上一层,并应留有设备运输通道。当条件限制且有地下多层时,应优先考虑地下负一层,不应设在地下最底层。不宜设置在卫生间、浴室或其他经常积水场所的下方。同时要考虑有效的防水、排水、通风、防潮与隔声等措施。,排水。宜采用自流式有组织排水,设置集水井汇集雨水,经地下设
20、置的排水暗管至窨井,然后有组织将水排至附近市政雨水管网中,对于地下的设置排水泵,采用强排措施。,消防。采用化学灭火方式。,环保。开关站噪声对周围环境影响应符合GB 3096-2008声环境质量标准 的规定和要求。,通风。10kV开关站宜采用自然通风,应设事故排风装置,土建基础设计应充分考虑防潮措施。装有SF6设备的配电装置室应装设强力通风装置,风口设置在室内底部,宜设置独立排气通道,其装置可由运行人员自主控制,如果排风困难,应选用非SF6设备,并应充分考虑防潮、防洪、排水等措施。,第一篇 开 关 站,本次典型设计方案均按海拔(H)1000m设计,当用于1000mH4000m高海拔地区时,还应遵
21、循以下内容:当海拔1000mH3000m时,可依据本典设方案选用高原型空气绝缘、气体绝缘及固体绝缘开关柜;当海拔3000mH4000m时,10kV高压开关柜宜采用高原型、全绝缘、全密封、免维护的固体绝缘开关柜或气体绝缘开关柜。所有柜内设备一次元件采用加强型绝缘电器。修正设备外绝缘水平对于安装在海拔高于1000m处的设备,外绝缘水平应根据GB/T 11022-2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求进行修正,修正系数应考虑空气密度和温湿度对设备的影响。,修正设备空气间隙设备选型时应根据海拔修正设备空气间隙,以保证设备具有足够的耐击穿能力。低温环境要求本次典型设计环境温度范围为:-30+4
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