电供热项目可行性研究报告

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1、XXXXX风电供热项目可行性研究报告XXXX供电公司电力经济技术研究所XXXXX市中汇电力勘测设计有限公司设计证书编号A21XXXXX电力行业（变电工程、送电工程）专业丙级2013年5月- 1 -XXXXX风电供热项目可行性研究报告批准： 审核： 校核： 编写： 2013年5月目 录1工程概述11.1设计依据11.2主要设计原则11.3设计范围及配合分工12扎鲁特旗经济发展概况23工程概况34设计水平年45电力系统一次45.1扎鲁特旗电力系统现况45.2项目所在地电网概况55.3工程建设规模66负荷预测97工程建设必要性98满足长期风电供热负荷快速增长的需求109接入系统方案1010初步设计说

2、明书1510.1方案一设计说明书1510.1.1鲁北66kV变电站增容工程151设计范围152站址概况153工程地质、气象条件154电气部分165短路电流计算186土建部分187消防198环境保护199劳动安全卫生2010工程投资2110.1.2鲁南66kV变电站增容工程211设计范围212 站址概况223电气部分224 土建部分335 消防346环境保护357 劳动安全卫生368 工程投资3710.2方案二设计说明书371站址概况372 电力系统一次部分403电力系统二次部分414 电气部分455 土建部分656 消防707水土保持、环境保护及节能减排728 劳动安全卫生779 方案优化、创

3、新7710 采用新设备、新技术建议7811专题报告7812 “两型一化”变电站设计导则执行情况7913变电工程主要技术经济指标与通用造价对比8214 工程总投资8210.3方案三初步设计说明书831工程主要技术特性832气象条件863机电部分：874防雷与接地885电缆敷设886杆塔与基础89附件：设备清册91方案一：鲁北66kV变电站新增10kV电源出口工程设备清册91方案一：鲁南66kV变电站增容改造工程设备清册93方案二：扎旗66kV供热变电站新建工程设备清册101方案三：鲁北、鲁南、鲁高66kV变电站新增10kV电源出口工程设备清册111XXXXX风电供热项目可行性研究报告1工程概述1

4、.1设计依据（1）XXXXX电业局发展策划部下达的设计委托书。（2）XXXXX电业局提供的有关数据及XXXXX电网2012年度运行方式。（3）XXXXX电业局配电网“十二五”规划。（4）本工程设计依据规程规范、规定：城市电力规划规范（GB-50293-1999）；35kV110kV无人值班变电站设计技术规程（DL/T5103-1999）；城市电力网规划设计导则；电力工程电气设计手册；智能变电站技术导则；国家电网公司输变电工程典型设计66kV变电站分册。（5）XXXXX市中汇电力勘测设计有限公司提供的现场实勘数据（6）内蒙古绿能新能源有限公司提供的原始数据（7）扎旗农电局提供的电网数据1.2主要

5、设计原则（1）执行典型设计标准，遵循安全可靠、技术先进、注重环保、节约资源、降低造价的原则。（2）满足鲁北镇三个热源点的负荷发展要求。（3）参考XXXXX电业局配电网“十二五”规划报告。1.3设计范围及配合分工根据鲁北镇三个热源点所在供电区域负荷发展需要，论证该区域内新建10kV线路的可行性和必要性，提出路径选择、变电站增容方案及建设规模，确定最终接入方案，达到技术可行、投资合理，满足电网运行要求。设计内容包括变电站主变增容及全部生产和全部辅助生产设施的设计，与电气设施相关的建、构筑物的设计等。对新建10kV架空线路的路径导线、地线、金具选择及杆塔基础设计。提出XXXXX风电供热项目新建工程的

6、投资估算。2扎鲁特旗经济发展概况扎鲁特旗位于内蒙古自治区XXXXX市西北部，地处科尔沁沙地北部边缘，大兴安岭山脉向西辽河平原过渡地带。（东经11913至12156，北纬4350至4535之间），全旗土地总面积1.75万平方公里，东西宽110公里，南北长240公里，版图形状为西北至东南呈狭长形。东连XXXXX市科左中旗，南与XXXXX市开鲁县接壤，西接赤峰市，西北与霍林郭勒市、锡林郭勒盟西穆珠旗接壤，北与兴安盟的科右中旗毗邻。扎鲁特旗人民政府所在地鲁北镇是扎鲁特旗的政治、经济、文化中心。距XXXXX160公里，距首府呼和浩特1560公里，距东北经济区沈阳市440公里，距大连港750公里，距首都北

7、京880公里，均有高等级公路与之连接。通霍铁路途经该旗，国道304线贯穿全旗，北起内蒙古自治区满洲里市南至广西北海市的省级大通道一级公路架起了扎鲁特旗与全国12个省市相连的桥梁。扎鲁特旗隶属于XXXXX市，全旗辖11个苏木镇、16个国有农林牧渔场、260个嘎查村分场、2个街道办事处。总人口31.5万，总户数11.4万户，其中蒙古族人口15.94万占49.2，是一个由蒙、汉、满、回、朝鲜等13个民族组成的少数民族地区。人口密度为每平方公里18人。扎鲁特旗属于中纬度温带大陆性气候，一年四季分明，年平气温6,各地区年均降水量变化大致在290-450毫米之间，无霜期中南部较长，平均为147天，北部地区

8、较短，平均为102天。全旗有草牧场1700万亩，耕地面积195万亩，有林面积824万亩，森林覆盖率31.3%。扎鲁特旗矿产资源丰富，已发现各类矿产20余种。按资源优势和利用价值可分为贵金属、有色金属、能源和非金属四大类。已探明储量的矿产有煤炭储量在100亿吨以上；已探明的类石墨储量6000万吨；已探明的叶蜡石储量1000万吨；已探明以铌、铍、锆、钽为主的重稀土储量2.14亿吨。3工程概况2013年风电供热建设目标实现供热面积约 46.7万平方米，建设 3 座供热站，新增总负荷为4.536万KW。分别为河北新区站新增电力负荷为1.08万KW 、教育园区站新增电力负荷为1.944 万KW和东岗区电

9、力负荷为 1.512万KW，年用电量为6894万KWh。利于电网谷段及平段电力运行模式。在这种运行模式下，风电供热系统在谷段运行时间等负荷运行7小时，用电量为4783.83万KWh，占全部用电量的 69.4 %，风电供热系统在平段实时负荷运行，用电量为2110.16 万 KWh ，占全部用电量的30.6 %，风电供热系统电加热装置在峰段不运行。按照此模式，选择单台容量为 2.16万KW 的电热锅炉20台，总容量为43.2万KW ,单台容量 115m 的承压式钢制蓄热水罐 25 台， 热源厂工程建设总投资为 5654 万元，综合电价为 0.4618 元 /KWh ， 根据当地煤价及燃煤发热值，供

10、热企业可承受电价为 0.0815 元 /KWh ,风电场每提供 1KWh 电量供热收入为 0.1597 元 /KWh ，电网企业购售电差价为 0.1758 元 /KWh ,热源厂项目财务内部收益率为 9.77 %，达到上述指标，对应风电场按照增发 250 小时计算，需匹配装机容量为 27.6 万 KW 的风电场。（蒙东协合扎鲁特旗风力发电有限公司：科左后旗花灯风电场装机容量4.15万 KW、扎鲁特旗阿日坤都楞风电场装机容量14.85万 KW；深能北方（XXXXX） 有限公司：义和塔拉 2 号风电场装机容量10.2万 KW；共计：装机容量29.2万 KW）。综上所述，拟建7回10kV线路。位于X

11、XXXX内的鲁北66kV变电站与鲁南66kV变电站。该线路的建设主要是为了满足鲁北镇风电供热的负荷发展需求，促进城市清洁供热。4设计水平年设计水平年为2013年，规划2015年，展望年为2023年。5电力系统一次5.1扎鲁特旗电力系统现况扎鲁特旗位于内蒙古自治区XXXXX市西北部，承担扎旗地区的供电任务，电网最高电压等级为220kV。截止2012年底，现有220kV变电站1座，即鲁北220kV变电站，主变1台，容量为120万KVA；66千伏变电站17座，分别是鲁北二次变、黄花山变、香山变、巨日河变、嘎亥图变、巴区变、查布嘎图变、巴彦塔拉变、民主变、,塔拉变、鲁南变、敖林达变、联合屯变、扎哈淖尔

12、变、阿日昆都楞变、格日图变、乌力吉木仁变，主变共计26台、容量为191.8万KVA。截至2012年底，配变3632台，容量为370.508兆伏安；无功补偿容量为35.5兆乏。66千伏线路19条，线路长度为490.029千米；10千伏线路77条、线路长度为3199.84千米；低压线路长度为3740.68千米。5.2项目所在地电网概况鲁北镇内现有220kV变电站1座，即鲁北220kV变电站， 66kV变电站3座，即鲁北66kV变电站、鲁南66kV变电站、鲁高66kV变电站。鲁北220kV变电站，主变压器1台，容量为120万KVA，220kV进线3回，66kV出线7回，尚有预留间隔6回。2012年鲁

13、北220kV变电站负荷情况 单位：万KVA，万KW序号名 称容 量最大负荷最小负荷11号主变12合计鲁北66kV变电站由鲁北220kV变电站双回66kV鲁北1、2号线进行供电，站内运行方式为66kV侧采用单母线带旁路母线，10kV侧采用单母线带旁路母线，两台10万KVA主变并列运行，负荷高峰期两台主变满负荷运行，其他时间段主变70%负荷运行，6回10kV出线间隔，目前没有备用间隔； 20132014年将对鲁北66kV变电站进行主变增容及改造工程。5.3工程建设规模主变增容及改造，更换站内原有66kV母线及66kV设备连接线；将原有2台的10万KVA主变更换为31.5万KVA主变压器；更换原有6

14、台66kV电流互感器，更换主二次进线桥架及10kV开关柜，原有10kV架空出线方式改为电缆出线；新增1千伏补偿装置6000kvar电容器组2组；电气主接线部分现状：66kV侧采用单母线带旁路母线接线，现有进线2回，20万KVA主变压器2台，10kV侧采用单母线带旁路母线接线，现有出线10回、电容器出线1回。本期：66kV侧采用单母线接线，进线2回，31.5万KVA主变压器2台， 10kV侧采用单母线分段接线，10kV出线12回，电容器出线2回；2012年鲁北66kV变电站负荷情况 单位：万KVA，万KW序号名 称容量最大负荷最小负荷11号主变10.9890.83422号主变10.9220.00

15、6合计21.9110.84鲁高66kV变电站由鲁北220kV变电站双回66kV鲁高甲、乙线进行供电，站内运行方式为66kV侧采用单母线接线，10kV侧采用单母线分段（现状10kV侧采用单母线I段母线，II段母线未安装），单台20 万KVA主变，计划6回10kV出线间隔，目前没有备用间隔（10kVII段母线安装后可带6回10kV出线间隔）。（拟定2013年06月投运）；鲁南66kV变电站由鲁北220kV变电站双回66kV鲁南甲、乙线进行供电，站内运行方式为66kV侧单母线接线，10kV侧单母线分段，两台10万KVA主变并列运行，负荷高峰期两台主变75%负荷运行，其他时间段主变38%负荷运行，7回

16、10kV出线间隔，目前预留3回备用间隔；2012年鲁南66kV变电站负荷情况 单位：万KVA，万KW序号名 称容量最大负荷最小负荷11号主变10.9200.75622号主变10.7220.001合计21.6420.757 2013年鲁北镇局部66kV电网地理接线图图 例 220kV变电站 66kV变电站 66kV线路 7XXXXX风电供热项目可行性研究报告6负荷预测鲁北镇河北新区、教育园区和东岗区热源点负荷预测2013年5月由XXXXX供电公司发展策划部、电力经济技术研究所、XXXXX市中汇电力勘测设计有限公司组织专家对规划项目进行可行性研究研，已形成可研报告。规划中结合河北新区、教育园区和东

17、岗区的发展对供电负荷进行预测，预测结果见表1-1。河北新区、教育园区和东岗区热源点，2013年总体规划将新增总负荷为4.536万KW。分别为河北新区新增负荷为1.08万KW、教育园区新增负荷为1.944万KW、东岗区新增负荷为1.512万KW，年用电量为6894万KWh。2014年风电供热改造面积为112万，电热锅炉最大运行负荷为12.90万KW，年用电量为18018.6万KWh， 2015年风电供热改造面积为171万，电热锅炉最大运行负荷为17.67万KW，年用电量为27510.4万KWh。表1-1鲁北镇河北新区、教育园区、东岗区负荷预测表名 称供热面积（万）负荷（万KW）2013年2014

18、年2015年2013年2014年2015年河北新区9.81.08教育园区19.91.944东岗区171.512合计46.71121714.53615.83 22.04综上所述：2013年热源点供电负荷达4.536万KW；2014年达15.83万KW；2015年达22.04万KW。7工程建设必要性 XXXXX处于寒冷地区，采暖期长，目前还沿用燃煤锅炉供暖的传统办法，消耗大量的煤炭资源，现阶段供热能力明显不足，清洁供热比例较低。另一方面该地区风力资源丰富，但是风电稳定性不高，不能调峰，弃用风电现象严重。2013年3月15日，国家能源局再度呼吁，推广风电清洁供暖技术，替代燃煤锅炉供热，不仅可有效利用

19、风能资源，减少煤炭等化石能源消耗，而且对解决城镇供热等民生问题和改善大气环境质量具有重要作用。在这种背景下，扎鲁特旗风电供热项目应运而生。该项目建成后，每年可以增加风电发电量，在利用风电限电解决城市供热问题的同时，可以最大限度地利用风力资源，实现风电全部就近消纳，促进城市清洁供热。8满足长期风电供热负荷快速增长的需求根据2014年风电供热负荷预测，用电负荷将达到15.83万KW， 2015年用电负荷将达到22.04万KW，为支持风电供热远期需在适当位置新建220kV变电站1座、66kV变电站1座及相应线路。现阶段鲁北镇西区没有变电站，新建变电站可以同时满足鲁北镇西区的用电需求，增强网架结构，减

20、小供电半径，提高电压质量，合理划分负荷，减轻原变电站供电负荷，提高供电可靠性。9接入系统方案由于本期供热站负荷属于一类负荷，要求必须双电源、双回路进线，因此电源均来自不同66kV变电站。鲁北镇现有66kV变电站3座，即鲁北66kV变电站2台主变总容量20万KVA；鲁南66kV变电站2台主变总容量20万KVA；鲁高66kV变电站1台主变总容量20万KVA（拟定2013年06月投入运行），共计主变压器5台总容量60万KVA。风电供热负荷情况，2013年4.536万KW、 2014年净增15.83万KW、2015年净增22.04 KW。现拟定以下三个方案：方案一：由鲁北66kV变电站直接2回10kV

21、出线，接入河北新区热源点，同塔双回架设，线路全长0.85km，导线型号采用JL/G1A-240。鲁北66kV变电站现阶段为户外变电站，现有主变2台总容量20万KVA本期需更换2台主变，单台容量31.5万KVA；站内电气主接运行方式：66kV侧采用单母线带旁路母线接线方式，10kV侧采用单母线带旁路母线接线方式；目前有6回10kV出线，没有备用间隔，本期规划新增2回10kV出线间隔；每台主变低压侧安装容量为6万KVAr的无功补偿电容器2组。河北新区热源点负荷为4.536万KW,而鲁北66kV变电站现有主变2台总容量20万KVA，最大负荷1.91 KW、剩余负荷空间886.43 KW，与热源点负荷

22、相差4.446万KW。增容后2台主变总容量63万KVA，剩余负荷空间4.39 万KW，与热源点负荷相差0.09万KW。将鲁北66kV变电站现有6回10kV出线部分负荷转移至鲁高66kV变电站。鲁高66kV变电站现状，由鲁北220kV变电站双回66kV鲁高甲、乙线进行供电，站内运行方式为66kV侧采用单母线接线方式，10kV侧采用单母线分段（现状10kV侧采用单母线I段母线，II段母线未安装），单台20 万KVA主变，计划6回10kV出线间隔，目前没有备用间隔（10kVII段母线安装后可带6回10kV出线间隔，变电站拟定2013年06月投运）。由鲁南66kV变电站直接4回10kV出线，接入教育园

23、区热源点（其中东岗区供热由教育园区实施地下管网供热），同塔双回架设，线路全长4.83km，导线型号采用JL/G1A-240。鲁南66kV变电站为户外变电站，现有主变2台总容量20万KVA，本期更换2台主变，单台容量31.5万KVA；站内电气主接线运行方式：66kV侧采用单母线接线方式，10kV侧采用单母线分段接线方式；目前有7回10kV出线，备用间隔3回，本期规划使用3回、新增1回10kV出线间隔；每台主变低压侧安装容量为6万KVAr的无功补偿电容器2组。教育园区热源点负荷为1.944万KW, 其中东岗区供热由教育园区实施地下管网供热，热源点负荷为1.512万KW，两处合计负荷3.456KW。

24、而鲁南66kV变电站现有主变2台总容量20万KVA，最大负荷1.64 KW、剩余负荷空间3600KW，与热源点负荷相差3.096万KW。增容后2台主变总容量63万KVA，剩余负荷空间4.66 万KW，供完热源点剩余负荷空间1.204万KW。方案二：根据风电供热负荷预测，2015年用电负荷将净增42.406万KW（其中2013年4.536万KW，2014年15.83万KW，2015年22.04KW）。现阶段鲁北66kV变电站现有主变2台总容量20万KVA，最大负荷1.91 KW，剩余负荷空间886.43 KW；鲁南66kV变电站现有主变2台总容量20万KVA，最大负荷1.64 KW，剩余负荷空间

25、3600KW；鲁高66kV变电站现有主变1台总容量20万KVA，2013年4月投运，根据可研报告最大负荷1.2万KW，剩余负荷空间8000KW，还需41.16万KW满足风电供热负荷，此时，鲁北、鲁南、鲁高66kV变电站满负荷，鲁北220kV变电站有主变1台总容量120万KVA，220kV侧采用双母线接线方式进线3回，66kV侧采用双母线带旁路母线接线方式出线8回，尚有预留间隔8回。需在教育园区新建一座66kV变电站，由鲁北220kV变电站出线1回66kV电源线。 方案三：按照风电供热项目时间节点要求2013年10月投入运行，由鲁北66kV变电站直接2回10kV出线，接入河北新区热源点，同塔双回

26、架设，线路全长0.85km，导线型号采用JL/G1A-240。鲁北66kV变电站现阶段为户外变电站，现有主变2台总容量20万KVA；站内电气主接运行方式：66kV侧采用单母线带旁路母线接线方式，10kV侧采用单母线带旁路母线接线方式；目前有6回10kV出线，没有备用间隔，本期规划新增2回10kV出线间隔。依据风电供热负荷情况，河北新区热源点负荷为4.536万KW,而鲁北66kV变电站现有主变2台总容量20万KVA，最大负荷1.91万KW、剩余负荷空间886.43 KW，与热源点负荷相差4.446万KW。由鲁高66kV变电站直接2回10kV出线，接入教育园区热源点，同塔双回架设，线路全长4.5k

27、m，导线型号采用JL/G1A-240。鲁高66kV变电站现状，由鲁北220kV变电站双回66kV鲁高甲、乙线进行供电，站内运行方式为66kV侧采用单母线接线方式，10kV侧采用单母线分段（现状10kV侧采用单母线I段母线，II段母线未安装），单台20 万KVA主变，计划6回10kV出线间隔，目前没有备用间隔（10kVII段母线安装后可带6回10kV出线间隔，变电站拟定2013年06月投运）。依据风电供热负荷情况，东岗区热源点负荷为1.512万KW,而鲁高66kV变电站现有主变1台总容量20万KVA，最大负荷xx万KW、剩余负荷空间886.43 KW，与热源点负荷相差4.446万KW。由鲁南66

28、kV变电站直接2回10kV出线，接入教育园区热源点，同塔三回架设，线路全长4.83km，导线型号采用JL/G1A-240。鲁南66kV变电站为户外变电站，现有主变2台总容量20万KVA；站内电气主接线运行方式：66kV侧采用单母线不分段接线方式，10kV侧采用单母线分段接线方式；目前有7回10kV出线，备用间隔3回，本期规划使用2回10kV出线间隔。依据风电供热负荷情况，教育园区热源点负荷为1.944万KW,而鲁南66kV变电站现有主变2台总容量20万KVA，最大负荷1.64万KW、剩余负荷空间3600KW，与热源点负荷相差1.584万KW。综上所述，方案一按照风电供热负荷预测及鲁北镇3座66

29、kV变电站主变增容及改造情况可以满足2013年供热要求，其中鲁北66kV变电站主变增容及改造工程的竣工时间节点在2014年。方案二按照电网规划原则及负荷预测，应从中长期考虑，选择新建66kV变电站，可以同时满足鲁北镇的用电需求，增强网架结构，减小供电半径，提高电压质量，合理划分负荷，减轻原变电站供电负荷，提高供电可靠性方案三施工周期最短，可以按照时间节点完成风电供热项目，但是由于鲁北镇3座66kV变电站不能满足全部供热负荷，在负荷高峰期只能满足部分风电供热，剩余部分还需使用煤炭供热。根据三个方案比对，方案一可以再较短的施工周期内满足全部风电供热负荷的需求。10初步设计说明书10.1方案一设计说

30、明书10.1.1鲁北66kV变电站增容工程1设计范围为满足这两个供热站的用电负荷需求，需要在鲁北66kV变电站新增10kV出口间隔4回，引起的电气及土建工程的相应设计。本期工程为现有变电站新增加设备设计，主要包括：10kV部分：新增10kV出线2回，开关柜2面。综合自动化部分：a)新增10kV出线保护测控装置2套，分散安装在10kV开关柜内。b)新增10kV出线电度表2块，分散安装在10kV开关柜内。2站址概况鲁北66kV变电站站区周围十分宽阔，66kV出线和10kV出线十分方便。站址紧邻公路边，交通方便,进站道路较短，满足大件运输条件。3工程地质、气象条件3.1工程地质变电站地质条件较好，无

31、不良地质条件，地质构造属于稳定区域地段。该地区冻土标准深度为1.80m。该地区抗震设防烈度为6度。 3.2气象条件根据该地区气象资料，并参考建筑荷载规范、全国基本风压分布图和典型气象区，本工程设计气象条件如下： 条件气象最高温度最低气温平均气温覆冰厚度最大风速外过电压内过电压气温（）40-40-5-5-515-5风速 m/s00010301015覆冰mm000100004电气部分4.1电气一次部分4.1.1电气主接线部分变电站在生产技改工程后，66kV单母线接线，进线2回，31.5MVA主变压器2台， 10kV单母线分段接线， 10kV出线12回，电容器出线2回。4.1.2主要电气设备、导体选

32、择主要设备选择依据导体和电器选择设计技术规定DL/T 5222-2005,根据短路电流计算结果进行电器设备选择。根据电力系统污秽区域分布图确定该地区为B级污秽区。变电站海拔高度为1000m以下，所有电气设备选择以国产设备为主。10kV设备选择10kV配电装置采用户内单列布置方式，10kV配电装置采用固定式交流金属移开式开关成套设备。4.1.3绝缘配合、过电压保护及接地电气设备的绝缘配合，参照国家行业标准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。各级电压等级的氧化锌避雷器按GB-1032-2000交流无间隙氧化物避雷器及DL/T804-2002交流无间隙金属氧化物避

33、雷器的使用导则中的规定进行选择。4.1.4过电压保护为防止线路侵入的雷电波过电压，本期工程在10kV开关柜内装设氧化锌避雷器。4.1.5防雷接地本期新增设备在原防雷保护系统的保护范围内，无需在增设新的防雷保护。为防止雷电入侵波对电气设备绝缘造成危害，本期新增设备及附属设施均作接地引下线与所内主接地网相连接。4.1.6电气设备布置及配电装置66kV配电装置采用户外、软母线、中型、单列布置，采用架空进出线，所有电气设备安装在地面设备支架上。间隔宽6.5米，母线和设备间距1.6米，进线及主变门型构高8.5米，母线门型构高6.5米，设备支架高2.70米。10kV室内“一”字形布置。10kV侧进线以矩形

34、铜母线经穿墙套管通过封闭母线桥引入10kV配电装置开关柜；10kV配电装置采用户内高压开关柜单列布置，10kV出线采用电缆出线。4.1.7电缆设施本期新增10kV电缆出线采用直埋敷设方式。变电站防火措施采用柔性速固耐火堵料对电缆沟与建筑物入口处及控制室设备盘下孔洞进行封堵，以防火灾蔓延。4.2电气二次部分4.2.1二次设备布置变电站二次设备集中布置在控制室内，新增10kV出线保护测控装置4套，分散安装在10kV开关柜内。4.2.2监控系统设备配置原则10kV间隔：采用测控一体化装置，按断路器回路配置；完成本间隔的遥测、遥信、遥控功能。4.2.3保护配置原则保护设计按照GB/T 14285-20

35、06继电保护和安全自动装置技术规程及国家电网公司十八项电网重大反事故措施（试行）的规定，主要原则如下：4.2.4 10kV线路保护配置电流速断保护、过流保护，具有三相一次重合闸、接地选线、低频减载功能。4.2.5测量、计量计量用电流互感器与保护用电流互感器二次绕组各自独立，既满足计量要求又满足保护的精度。计量采用专用TV、TA绕组，TA准确级为0.2S；PT准确级为0.2。电能计量采用电子式多功能电能表。10kV电压电能计量装置采用三相四线电能表。本期10kV出线出线侧新增4只电度表，分散安装在10kV开关柜内。5短路电流计算短路电流计算水平年为2023年。经计算，66kV鲁北变66kV母线最

36、大短路电流为4.3kA，10kV母线最大短路电流15.8kA。6土建部分6.1屋外配电装置构、支架66kV屋外配电装置构、支架及设备基础形式：66kV构架及主变压器构架、设备支架均采用混凝土水泥杆段，轻型三角钢横梁。户外构、支架基础均采用C20混凝土杯形基础，设备基础采用C20混凝土基础：基础埋深不满足该地区最大冻土深度的，用C10素混凝土加深至冻深。本期工程不涉及此项工程。6.2管沟布置本期工程不涉及此项工程。6.3站内道路及场地处理本期工程不涉及此项工程。7消防7.1电气消防设施主变压器消防设施现有消防设施满足本期工程需求。7.2防火封堵根据火力发电厂与变电所设计防火规范（GB50229-

37、2006）和电力工程电缆设计规范（GB50217-94）中关于电缆防火的要求，结合本站具体情况综合利用无机堵料、有机堵料及防火涂料进行电缆防火封堵。以防止火灾蔓延。 控制保护屏，10kV开关柜，主变压器的控制箱，端子箱，开关的端子箱等有电缆进出的屏柜，在电缆进出屏柜的开孔处用有机堵料进行封堵，厚度为150mm。8环境保护8.1环境保护执行的环境质量标准环境区域环境噪声标准（GB3096-93）类标准环境空气质量标准（GB3095-1996）级标准工业企业厂界噪声标准（GB12348-90）类标准噪声源及防噪措施变电站的噪声主要来自电气设备产生的噪声，由于变电站规模较小，所以产生的噪声也不大，可

38、满足城市区域环境噪声标准(GB309693)中1类标准限值。电磁辐射标准及措施1）本变电站在运行期间对周围环境产生的工频电场强度及磁场强度、无线电干扰、声环境能够满足国家有关电磁辐射防护规定、国家行业标准、城市区域环境噪声标准要求。2）工频电场及磁场污染防治措施为降低变电站周围电磁辐射水平，对可能产生电磁辐射的设备加设屏蔽的措施。9劳动安全卫生根据中华人民共和国劳动部令第3号建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定和国家及电力行业有关规范规定要求，本变电站新建工程的劳动安全与工业卫生部分。其主要防治措施有：9.1防电伤、防坠落伤害a）全站防雷措施：屋面作环形防雷接地网，设五处以上接地引下线与室外接

39、地网相连，每根引下线的接地电阻不大于10。b）防止电气误操作措施：全站采用微机五防系统措施。c）防坠落伤害：本工程对高处作业场所，设计中均按规定采取相应的防护措施。9.2防电磁辐射变电站生产运行过程中产生电磁辐射的场所是电容器，为防止电磁辐射对值守人员的影响，设计上将电容器布置在户外。10工程投资主要技术经济指标:工程静态投资438.42万元，动态投资450.19万元。其中建筑工程费14.07万元，设备购置费 273.39万元，安装工程费86.71万元，其它费用76.01万元10.1.2鲁南66kV变电站增容工程1设计范围为满足这两个供热站的用电负荷需求，需要对鲁北66kV变电站进行增容改造设

40、计，引起的电气及土建工程的相应设计。本期工程为现有变电站新增加及更换设备设计，主要包括：66kV部分：(1) 1#、2#主变间隔原有2台10MVA主变拆除更换为2台40MVA主变。(2) 1#、2#主变间隔原有66kV电流互感器拆除更换。(3) 1#、2#主变间隔原有66kV隔离开关拆除更换。(4) 将原有66kV母线拆除更换。10kV部分：(1)10kV配电室内原有10kV固定式开关柜本期拆除更换为10kV手车式开关柜。(2)更换1#、2#主变主二次进线穿墙套管FGW-12/1250为FGW-12/2500型；(3)更换1#、2#主变主二次室外进线硬导线，将原有的TMY-10010更换为TM

41、Y-2(12010)型；(4)将原有2套10kV无功补偿装置容量1500kvar更换为4套3000kvar。综合自动化部分：(1)对变电站现有的综自系统进行更新改造。2 站址概况鲁南66kV变电站站区周围十分宽阔，66kV出线和10kV出线十分方便。站址紧邻公路边，交通方便,进站道路较短，满足大件运输条件。2.1工程地质、气象条件2.1.1 工程地质变电站地质条件较好，无不良地质条件，地质构造属于稳定区域地段。该地区冻土标准深度为1.80m。该地区抗震设防烈度为6度。 2.1.2气象条件根据该地区气象资料，并参考建筑荷载规范、全国基本风压分布图和典型气象区，本工程设计气象条件如下： 条件气象最

42、高温度最低气温平均气温覆冰厚度最大风速外过电压内过电压气温（）40-40-5-5-515-5风速 m/s00010301015覆冰mm000100003电气部分3.1 电气一次部分3.1.1 电气主接线部分现状：66kV单母线接线，现有进线2回，10MVA主变压器2台，10kV单母线分段接线，现有出线10回、电容器出线2回。本期：66kV单母线接线，进线2回，40MVA主变压器2台， 10kV单母线分段接线， 10kV出线14回，电容器出线4回。3.1.2电气设备及导体现状：a）主变压器及中性点设备主变压器型式：三相双绕组、低损耗、低噪音、有载调压、全自冷式油浸电力变压器；容量：10MVA（2

43、台）额定电压：6681.25%/10.5kV接线组别：YN d11中性点避雷器采用户外、复合外套无间隙氧化锌避雷器，配套在线监测仪器，额定电压60kV，标称残压144kV。隔离开关采用单级V型双柱、水平开启式隔离开关，主刀采用手动机构。b）66kV设备：66kV断路器采用瓷柱单断口六氟化硫断路器，额定电流为2500A，开断电流31.5kA，2s热稳定电流31.5kA，额定动稳定电流80kA，配弹簧操动机构。66kV电流互感器采用油浸式电流互感器，变比2100/5A，准确级0.2S/0.5/5P20/5P20，2s热稳定电流31.5kA，额定动稳定电流80kA。66kV避雷器选用户外复合型绝缘外

44、套交流无间隙氧化锌避雷器（附在线监测仪），额定电压96kV标称残压250kV。66kV电压互感器选用户外、电磁式电压互感器，准确极0.2/0.5/3P，电压比/kV。66kV隔离开关采用三相V型双柱、水平开启式隔离开关，额定电压72.5kV，额定电流1250A，额定开断电流31.5kA（3S）。采用手动操作机构。c) 10kV设备选择10kV配电装置为户内单列布置方式：10kV配电装置为固定式XGN2型开关成套设备,出线方式为架空出线。d）无功补偿现有10kV框架式无功补偿装置容量为1500kvar 2套。e）导体66kV侧主母线采用软导线：钢芯铝绞LGJ-240，设备连接采用软导线：钢芯铝绞

45、线LGJ-150；10kV母线及主变压器主二次进线采用硬导体：TMY- 10010，10kV出线开关柜设备连接采用硬导体：TMY- 808。 经计算66kV、10kV母线热稳定及载流量已不能满足本期增容需求，需要对66kV母线进行更换，更换原有固定式10kV开关柜，10kV出线方式采用电缆出线方式。3.1.3 本期工程主要更换设备选择原则依据导体和电器选择设计技术规定DL/T 5222-2005,根据短路电流计算结果进行电器设备选择。根据电力系统污秽区域分布图确定该地区为B级污秽区。变电站海拔高度为1000m以下，所有电气设备选择以国产设备为主。3.1.3.1主要电气设备选择主要设备选择a）主

46、变压器：主变压器型式：三相双绕组、低损耗、低噪音、有载调压、全自冷式油浸电力变压器；容量：40MVA；额定电压：6681.25%/10.5kV接线组别：YN d11b) 66kV电流互感器采用油浸式电流互感器，变比2600/5A，准确级0.2S/0.5/5P20/5P20，2s热稳定电流31.5kA，额定动稳定电流80kA。66kV隔离开关采用三相V型双柱、水平开启式隔离开关，额定电压72.5kV，额定电流1250A，额定开断电流31.5kA（3S）。采用手动操作机构。c) 10kV设备选择10kV配电装置采用户内单列布置方式：10kV配电装置采用铠装移开式交流金属封闭开关成套设备。配出柜内断

47、路器额定电流1250A，额定短路开断电流为31.5kA；电流互感器为2300/5A，0.2S/0.5/10P20。d）无功补偿本期增容后，主变压器容量为240MVA ，10kV侧配出14回，根据并联电容器装置设计规范GB50227-95的要求，按主变容量的10%30%配置，变电站原有1500kvar电容器组2套拆除，更换为3000kvar电容器组4套，可根据实际系统无功需要自动投切。无功补偿装置设计为屋外安装的并联电容器成套装置，为限制谐波分量对系统影响，每组电容器分别装设5%串联电抗器，接线方式为单星形接线，装于电源侧。电容器组、串联电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器等均由设备厂家成套供货。绝缘

48、配合、过电压保护及接地电气设备的绝缘配合，参照国家行业标准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。各级电压等级的氧化锌避雷器按GB-1032-2000交流无间隙氧化物避雷器及DL/T804-2002交流无间隙金属氧化物避雷器的使用导则中的规定进行选择。过电压保护：为防止线路侵入的雷电波过电压，本期工程在新增10kV开关柜及无功补偿成套装置中装设氧化锌避雷器。接地：为保护站内设备及人身安全，本期新增设备及附属设施均做接地引下线与主接地网连接。3.1.4配电装置3.1.4.1 66kV屋外配电装置66kV配电装置采用软母线普通中型布置，间隔宽度6.0米，架空出线门型

49、构高度为8.5米，设备相间距离为1.6米。母线和设备间距1.6米，进线、主变门型构高8.5米，设备支架高2.70米。10kV室内“一”字形布置。1、2#主变压器10kV侧进线以矩形铜母线经穿墙套管通过矩形铜母线桥引入10kV配电装置开关柜；10kV配电装置采用户内高压开关柜单列布置。3.2 电气二次部分3.2.1 计算机监控系统3.2.1.1 设计原则变电站监控系统采用成熟先进的计算机监控系统，按无人值班、有人值守设计，设计原则如下：a）计算机监控系统采用开放式分层分布结构，由按站控层、间隔层以及网络设备构成，完成对变电站内所有设备的实时监视和控制，数据统一采集处理，资源共享。“站控层”为全站

50、设备控制、测量和监控中心，通过网络与“间隔层”相连接，主要包括远动主机、操作员工作站、远动通讯设备、微机五防闭锁装置、图像监视系统和网络设备相应的打印、报警等附属装置。间隔层”按不同电压等级和电气间隔单元划分，主要包括测控单元、网络设备、通信管理设备、GPS时钟等，测控单元集中组屏装于控制保护室内。在“站控层”和网络失效情况下，“间隔层”仍能独立完成监测和断路器的控制功能。网络结构：（1）、采用单网结构；站控层网络采用以太网，具有良好的开放性。间隔层网络采用以太网，具有足够的传送速率和极高的可靠性；以太网络采用TCP/IP协议，传输速率不小于100Mbit/s。（2）、间隔层设备直接上站控层网

51、络，测控装置直接与站控层通讯。（3）、在站控层网络失效的情况下，间隔层应能独立完成就地数据采集控制层的监测和断路器控制功能。系统功能：计算机监控系统实现对变电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备遥测、遥信、遥调、遥控全部的远动功能。还具备监控系统与继电保护的信息交换以及保护信息的上传。b） 操作控制方式 站内控制方式有三种，即集控站遥控、控制室内操作员工作站控制和测控柜内面板现地控制。上述控制可相互切换，并自动相互闭锁，各种控制操作具备选择、返核、分步执行和防误闭锁功能。c） 小电流接地选线功能：10kV中性点非直接接地系统的小电流接地选线功能由监控系统实现。d) 计算机监控系统具备防

52、误闭锁功能，能完成全站防误操作闭锁。e) 全站配置一套公用的GPS对时系统。f) 计算机监控系统具有电力调度数据专网的接口，软、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，向调度端上传的保护、远动信息量按现有相关规程执行。3.2.1.2 监控范围结合变电站无人值班方式的特点和目前计算机监控系统在变电站的应用情况，确定本站计算机监控系统的监控范围如下：全站的断路器、隔离开关及电动操作的接地开关；直流系统、交流不停电电源系统；通信设备及通信电源告警信号；图像监视及安全警卫系统的报警信号；火灾报警装置运行状态信号；3.2.1.3监控系统设备配置原则主变压器测控：按1台变压器配置1套测控装置

53、，完成主变高低压侧及变压器本体的遥测、遥信、遥控、遥调功能。66kV线路间隔：测控装置按断路器间隔配置；完成本间隔的遥测、遥信、遥控功能。10kV间隔：采用测控一体化装置，按断路器回路配置；完成本间隔的遥测、遥信、遥控功能。10kV公用测控装置：用于接入10kV母线设备及其他公用信息。设全站公用测控装置，用于接入高压母线设备、380V设备、及其他全站公用信息。3.2.1.4系统工作电源监控系统站控层工作站等设备采用站内逆变电源供电。间隔层测控设备采用直流供电。3.2.2元件保护及设备配置3.2.2.1主变压器保护元件保护按继电保护和安全自动装置技术规程(GB14285-93)及国家电网公司十八

54、项电网重大反事故措施的规定执行。主保护：过流速断保护。二次谐波制动复式比率差动保护。保护动作跳主变高、低压侧断路器。后备保护复合电压闭锁过电流保护（高后备保护），电压取主变低压侧，设定两个时限，段跳10kV分段断路器、段跳主一、二次断路器。低电压闭锁过电流保护（低后备保护），电压取主变低压侧，设定两个时限，段跳10kV分段断路器、段跳主二次断路器。过负荷信号。非电量保护主变压器本体重瓦斯保护瓦斯继电器双接点引入，仅一个接点动作时，只发信号，双接点同时动作时跳闸并发信号。主变压器有载调压重瓦斯保护，动作于跳闸或信号。主变压器本体轻瓦斯保护，动作于信号。主变压器压力释放，动作于信号。主变压器本体油

55、位异常，动作于信号。主变压器有载调压油位异常，动作于信号。主变压器温度高，动作于信号。主变本体保护跳闸采用直接跳闸方式。设备配置：本工程变压器保护采用主、后分开保护装置，后备保护集成测控功能。配置变压器主保护装置2套，后备保护测控装置2套，非电量保护装置2套,主保护与后备保护集中组屏，安装于控制室。3.2.2.2 66kV线路保护三段距离保护。三段过电流保护。三相一次重合闸。低周保护。设备配置：66kV线路保护采用保护测控一体装置，线路保护测控组2面屏，安装于控制室内。3.2.2.3 10kV配出线保护定时限速断及定时限过流保护。三相一次重合闸。低周保护。设备配置：10kV保护设备采用保护测控

56、一体装置，全部下放至开关柜，本工程10kV保护测控设备采用综合自动化设备及微机保护，保护测控设备与一次设备之间采用控制电缆连接。 3.2.2.4 10kV电容器保护带时限速断、过电流保护。过电压保护。低电压保护。开口三角电压保护。设备配置：10kV电容器保护采用保护测控一体装置，下放至开关柜，采用综合自动化设备及微机保护。3.2.3一体化电源系统3.2.3.1直流系统电压采用220V，设置一组阀控式密封铅酸蓄电池，容量为200Ah，组屏安装于控制室。采用免维护铅酸蓄电池，供全站控制信号保护及事故照明等直流负荷。 直流母线采用单母线接线；直流负荷供电采用辐射方式。直流屏上设有微机型绝缘监测装置，

57、用来监测直流系统电压、绝缘和各分支绝缘状况，该装置与监控系统接口后，远方可以监察直流系统绝缘状况。直流组屏共4面（其中充电机及直流馈出屏2面、电池屏2面），布置在控制室内。3.2.3.2交流系统站用变电压为380/220V，低压接线采用380V三相四线制。接线形式为单母线分段接线，形成两台站用变各带一段母线分列运行。 交流组屏共2面（其中交流进线、分段屏1面，交流馈线屏1面），布置在控制室内。3.2.3.3 UPS不间断工作电源：全站配置1套逆变电源，双机冗余配置，为站内计算机监控系统、电量采集器、图像监视系统、远动系统等设备进行不间断供电，容量选择均为3KVA。3.2.3.4通信电源方案：通

58、信电源采用DC=DC模块，冗余配置，由站内直流220V电源母线引出，经DC=DC模块变换后，为通信设备提供48V电源。通信电源按1面屏配置，包括DC=DC变换模块2台(60A)，通信电源监控模块，交直流配出空开等。3.2.4计量、测量系统计量用电流互感器与保护用电流互感器二次绕组各自独立，既满足计量要求又满足保护的精度。计量采用专用TV、TA绕组，TA准确级为0.2S；PT准确级为0.2。电能计量采用电子式多功能电能表。66kV电压电能计量装置采用三相四线电能表。10kV电压电能计量装置采用三相四线电能表。配置1台电能采集器，实现电能信息采集和远传功能。66kV线路、主变高、低压侧电能表和1台

59、电能采集器集中组屏1面，柜内布置4只电能表。10kV馈线、10kV电容器出线侧布置18只电度表，分散安装在10kV开关柜内。3.2.5二次设备的接地、防雷、抗干扰3.2.5.1接地a)控制电缆的屏蔽层两端应可靠接地。b)所有敏感电子装置的工作接地应不与安全地或保护地混接。c)在控制保护室、敷设二次电缆的沟道、就地端子箱等处，使用截面不小于100mm2的裸铜排与变电站的主接地网紧密连接的等电位接地网。d)在控制保护室屏下的电缆沟内，按屏柜布置的方向敷设截面不小于100mm2的专用铜排（缆），将该专用铜排（缆）首末端连接，形成控制保护室内的等电位接地网。控制保护室内的等电位接地网必须用至少 4 根

60、以上、截面不小于 50mm2的铜排（缆）与变电站的主接地网在电缆沟处可靠连接。e)保护控制装置的屏柜下部应设有截面不小于 100mm2的接地铜排。屏柜上装置的接地端子应用截面不小于 4mm2的多股铜线和接地铜排相连。接地铜排应用截面不小于 50mm2的铜缆与控制保护室内的等电位接地网相连。f)公用电压互感器二次回路只允许有一点接地，为保证接地可靠，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等。g)微机型继电保护装置屏内的交流供电电源（照明、打印机和调制解调器）的中性线（零线）不应接入等电位接地网。3.2.5.2防雷在各种装置的交、直流电源输入处设电源防雷器。3.2.5.3抗干扰控制电缆一律采用屏蔽电缆，屏蔽层两端接地，保护柜采取一点与主接地网相连的方式接地，以防止各点出现电位差，对二次设备造成威胁。所有电子装置的工作接地应实现一点接地不得与安全地或保护地混接，保护柜和测控柜柜内均装置截面不小于100mm2的专用接地铜排，柜间相互连通，并且柜间首末