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农网设计解决方案

      本农网设计方案是根据某省电力公司《关于开展农网工程典型设计编制工作的通知》,并在国家电网公司10kV配电工程分册通用设计方案和某省电力公司10kV配电工程通用设计方案的基础上,结合农村电网10kV配电系统的现状做的典型设计,力求贴近农村电网实际,具有更强的针对性和实用性。

农网设计的原则 

   安全可靠、自主创新、技术先进;标准统一、覆盖面广、提高效率、注重环保、节约资源、降低造价、努力做到统一性与可靠性、适应性、先进性、经济性和灵活性的协调统一。

  设计依据性文件国家电网公司《输变电工程通用设计10kV配电工程分册》。某省电力公司《10kV配电工程通用设计变电分册》。甘肃省电力公司农函【200954号《关于开展农网工程典型设计编制工作的通知》。国家电网公司《农村电网建设与改造技术导则》。 

2.主要设计标准 

规程规范

  GB311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合

  GB4208-1993 外壳防护等级(IP代码)

  GB4942-1993 低压电气外壳防护等级

  GB50011-2001 建筑抗震设计规范(2008年版)

  GB50045-2002 高层民用建筑设计防火规范

  GB50053-1994 10kV及以下变电所设计规范

  GB50060-1992 3~110kV高压配电装置设计规范

  GB50061-1997 66kV及以下架空电力线路设计规范

  GB50217-2007 电力工程电缆设计规范GB6450-1986 干式电力变压器

  GB50016-2006 建筑设计防火规范

  GB50229-2006 火力发电厂与变电所设计防火规范

  DL5027-1993 电力设备典型消防规范GB50057-2000 建筑物防雷设计规范

  DL/T620-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

  DL/T404-1997 户内交流高压开关柜订货技术条件

  DL/T599-2005 城市中低压配电网改造技术导则

  DL/T5103-1999 35~110kV无人值班变电所设计规范

  DL/T5231-2001 农村电网建设与改造技术导则

  DL/T5216-2005 35kV~220kV城市地下变电站设计规程 

农网设计内容 

    10kV农网工程典型设计设计内容主要为该省电力公司农村系统内县城电网10kV开关站、箱式变、电缆分支0kV农网工程典型设计设计对象为甘肃省电力公司农村系统内县城电网10kV开关站、箱式变、电缆分支DL/T5352-2006 高压配电装置设计技术规范DL/T791-2001 户内交流充气式开关柜选用导则JB/T7113-1993 低压并联电容器装置JGJ/T16-1992 民用建筑电气设计规范NDGJ96-1992 变电所建筑结构设计规范GB1094-1996 电力变压器GB50052-1995 供配电系统设计规范DL/T6231-1997 交流电气装置的接地国家电网公司电力安全工作规程(试行)DL/T448-2000 电能计量装置技术管理规程DL/T825-2002 电能计量装置安装接线规则10kV农网工程典型设计设计对象为某省电力公司农村系统内县城电网10kV开关站、箱式变、电缆分支箱。

设计范围     

  设计范围设计范围:开关站、箱式变电站、电缆插接箱内的电气设备、平面布置及建筑基础结构;与之相关的防火、通风、防洪、防潮、防尘、防毒、防小动物和降噪等设施。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,需要根据工程的系统情况具体设计,可预留扩展接口。

  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,需要根据工程的系统情况具体设计,可预留扩展接口。

  运行管理模式采用按无人值班设计。

  10kV开关站典型设计方案分类按电气主接线、进出线回路数、主要设备选型、设备布置进行划分为2个方案。本典型设计开关站是按布置在独立主体建筑内设计,根据实际情况也可套建在非独立主体建筑内。当开关站套建在非独立主10kV开关站典型设计方案分类按电气主接线、进出线回路数、主要设备选型、设备布置进行划分为2个方案。

  10kV开关站典型设计方案分类按电气主接线、进出线回路数、主要设备选型、设备布置进行划分为2个方案。本典型设计开关站是按布置在独立主体建筑内设计,根据实际情况也可套建在非独立主体建筑内。当开关站套建在非独立主10kV开关站典型设计方案分类按电气主接线、进出线回路数、主要设备选型、设备布置进行划分为2个方案。 

设备选型 

本典型设计开关站是按布置在独立主体建筑内设计,根据实际情况也可套建在非独立主体建筑内。当开关站套建在非独立主体建筑内时,其电气主接线、进出线回路数等与户内站相同,在设备选择、布置、防洪、防潮、通风、排水等方面有区别,因套建在非独立主体建筑内时每个工程预留的空间位置各不相同,差异较大,需要结合实际预留的空间位置、电缆沟方向等统筹考虑。10kV箱式变电站按照结构形式分为组合式变电站(简称美式箱变)和预装式变电站(简称欧式箱变)两类。美式箱变按照油箱结构分为共箱式和分箱式两种。美式箱变和欧式箱变按电气主接线划分为环网型和终端型两类。根据甘肃省农村电网多年运行经验,本典型设计美式箱变按终端变设计,欧式箱变按环网型设计,将10KV出线柜取消后即为终端变。10kV电缆分支箱选用充气式负荷开关。体建筑内时,其电气主接线、进出线回路数等与户内站相同,在设备选择、布置、防洪、防潮、通风、排水等方面有区别,因套建在非独立主体建筑内时每个工程预留的空间位置各不相同,差异较大,需要结合实际预留的空间位置、电缆沟方向等统筹考虑。

  10kV箱式变电站按照结构形式分为组合式变电站(简称美式箱变)和预装式变电站(简称欧式箱变)两类。美式箱变按照油箱结构分为共箱式和分箱式两种。美式箱变和欧式箱变按电气主接线划分为环网型和终端型两类。根据甘肃省农村电网多年运行经验,本典型设计美式箱变按终端变设计,欧式箱变按环网型设计,将10KV出线柜取消后即为终端变。

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  10kV电缆分支箱选用充气式负荷开关。 

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3.电气主接线 

开关站两种方案均按10kV母线单母线分段接线设计。 终端型美式箱变采用共箱式10kV侧采用二工位开关,环网型欧式箱变10kV侧按单母线接线设计。箱式变0.4kV侧均按单母线接线。

  10kV电缆分支箱按单母线接线设计。

  3.2.3 进出线回路数

  (1)10kV开关站

  10kV开关站:两种方案均采用2回进线,10回出线,每段母线配置电压互感器柜及站用变柜。

  (2)箱式变

  10kV美式箱变:10kV 1回进线;0.4kV 4~6回馈线,低压回路数可扩展。

  10kV欧式环网型箱变:10kV 1回进线,1回环出线;0.4kV 6~16回馈线。若将1回出线取消则为终端型欧式箱变。

  (3)10kV电缆分支箱按24出、26出考虑。

  3.2.4 主要设备选择

  (1)10kV开关站

  方案一:10kV进出线柜选用空气绝缘断路器柜,10KV所用变柜中变压器选用干式变。

  方案二:10kV进线柜、分段柜选用空气绝缘断路器柜,出线柜选用环网负荷开关柜。

  (2)箱式变

  10kV箱式变主变压器选用低损耗、全密封、油浸式变压器。

  欧式箱变10kV采用空气绝缘负荷开关柜,进线及环出采用负荷开关柜,变压器柜采用负荷开关+熔断器,熔断器采用撞针式熔断器。0.4kV总进线断路器采用框架式,配电子脱扣器,不设欠压脱扣;出线采用塑壳断路器,配热磁脱扣器。美式箱变10kV采用二工位三相联动式负荷开关。美式箱变10kV采用共箱式全绝缘、全屏蔽、可插拔式电缆头,额定电流在630A及以下,欧式箱变根据负荷开关的类型选择电缆附件,额定电流在630A及以下。无功补偿装置容量按主变容量的10%~40%配置。布置在箱体内,根据无功需量自动投切。欧式箱变采用目字型布置,美式箱变采用品字型布置。(3)10kV电缆分支箱采用SF6气体绝缘负荷开关柜。

  欧式箱变10kV采用空气绝缘负荷开关柜,进线及环出采用负荷开关柜,变压器柜采用负荷开关+熔断器,熔断器采用撞针式熔断器。

  0.4kV总进线断路器采用框架式,配电子脱扣器,不设欠压脱扣;出线采用塑壳断路器,配热磁脱扣器。

  美式箱变10kV采用二工位三相联动式负荷开关。

  美式箱变10kV采用共箱式全绝缘、全屏蔽、可插拔式电缆头,额定电流在630A及以下,欧式箱变根据负荷开关的类型选择电缆附件,额定电流在630A及以下。

  无功补偿装置容量按主变容量的10%~40%配置。布置在箱体内,根据无功需量自动投切。

  欧式箱变采用目字型布置,美式箱变采用品字型布置。 (3)10kV电缆分支箱

  采用SF6气体绝缘负荷开关柜。

  3.2.5 防雷、接地及过电压保护

  (1)防雷设计满足GB50057-2000《建筑物防雷设计规范》的要求。

  (2)采用交流无间隙金属氧化物避雷器进行过电压保护。 (3)开关站、箱式变及配电站交流电气装置的接地应符合DL/T621-1997《交流电气装置的接地》要求,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、配电站接地电阻、跨步电压和接触电势应满足有关规程要求。具体工程中如接地电阻不满足要求,则需采用降阻措施。

  (4)电气装置过电压保护应满足DL/T620-1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》要求。

  3.2.6 站用电、照明系统

  10kV开关站站用电、照明系统电源来自站用变压器。设置事故照明。

  10kV箱式变照明系统电源来自主变低压侧。

  3.2.7 电气二次部分

  3.2.7.1 配置继电保护装置的10kV开关站

  (1)计算机监控系统

  计算机监控系统可实现对全站的一次设备进行监测,具备测量、控制、记录和报警等功能,并可与保护设备和远方控制中心通信。

  (2)二次设备布置

  选用测控保护一体化装置,一般布置在开关柜二次小室内。 (3)保护及自动化装置

  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至配网自动化终端。

  配电站0.4kV侧短路和过载保护利用空气断路器自身具有的保护特性来实现。

  (4)自动化

  配网自动化终端需要与主站配合实施。本次典型设计提出预留配网自动化终端装置安装位置,用于将来传输辅助信号及其他工况信号。

  3.2.7.2 箱式变

  (1)保护

  1)美式箱变的10kV侧采用双熔断器保护即过载熔断器和短路熔断器。过载熔断器具有双敏特性(温度和电流),对变压器进行保护,短路熔断器设置在油箱内部,对变压器相间短路进行保护。

  2)欧式箱变的10kV侧采用负荷开关-熔断器组合电器,实现反时限过流保护。

  3)低压侧断路器采用自身保护,总进线断路器不设欠压 脱扣。

  (2)自动化配网自动化终端需要与主站配合实施。本次通用设计提出预留配网自动化终端装置安装位置,用于将来传输辅助信号及其他工况信号。 (3)“五防闭锁

  箱式变电站的高压侧和低压侧均设门,门上有把手、锁,门的开启角不小于900。高压侧满足五防要求。在无电压时,方能对带电部分进行检修。

  3.2.8 电能计量

  (1)电能计量装置选用及配置应满足DL/T448-2000规程规定

  (2)计量方式依据中性点接地方式确定。

  1)中性点绝缘系统采用三相三线计量方式; 2)中性点非绝缘系统采用三相四线计量方式; (3)选用电子式多功能电能表,就地安装在开关柜二次仪表室。

  (4)互感器采用专用计量二次绕组。

  (5)电压互感器计量专用二次回路并列装置宜与继电保护二次电压回路并列装置共用。

  (6)计量二次回路不得接入与计量无关的设备。

  10KV开关站出线回路全部采用专线计量,计量绕组CT选用0.2S级,PT选用0.2;

  10KV箱式变高压侧不设计量,低压侧在变压器出口侧加装计量,计量CT选用0.5级。

  3.2.9 直流系统

  直流系统额定电压为DC220V,采用高频开关电源模块和阀(2)计量方式依据中性点接地方式确定。

  1)中性点绝缘系统采用三相三线计量方式; 2)中性点非绝缘系统采用三相四线计量方式; (3)选用电子式多功能电能表,就地安装在开关柜二次仪表室。

  (4)互感器采用专用计量二次绕组。

  (5)电压互感器计量专用二次回路并列装置宜与继电保护二次电压回路并列装置共用。

  (6)计量二次回路不得接入与计量无关的设备。

  10KV开关站出线回路全部采用专线计量,计量绕组CT选用0.2S级,PT选用0.2;

  10KV箱式变高压侧不设计量,低压侧在变压器出口侧加装计量,计量CT选用0.5级。

  3.2.9 直流系统

  直流系统额定电压为DC220V,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2h事故放电时间考虑。 

4.土建部分设计 

(1)站址选择应接近负荷中心,利于用户接入。 (2)站址宜按正北方向布置,采用建筑坐标系。 (3)土建按最终规模设计。

  4.1 标识板

  国家电网公司制定的标识板设计方案,在具体工程设计中必须采用。

  4.2建筑主体 4.2.1 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。对于建筑物外立面避免使用较为特殊的装饰。

   4.3.2 非独立主体建筑

  除满足4.3.1条款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。同时考虑有效的防水、排水、通风、防潮与隔声等措施。

  4.4 排水、消防、通风、环境保护及其他

  (1)排水:宜采用自流式有组织排水,设置雨水井汇集雨水,经地下设置的排水暗管,有组织将水排至附近市政雨水管网中。

  (2)消防:采用化学灭火方式。

  (3)环保:开关站噪音对周围环境影响应符合GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》的规定和要求。

  (4)通风及其他: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要求。

  5. 10kV农网工程典型设计技术方案组合

  甘肃省电力公司10kV农网典型设计共分为开关站、箱式变和电缆分支箱三大类共10个方案,其中开关站类2个,箱式变类6个、电缆分支箱类2个。

  对方案号的说明: S-甘肃省电力公司

  YN-兰州倚能电力设计咨询有限公司 N-农网典型设计 1D-第一版

  10K-10kV开关站 10OB-10kV欧式箱变 10MB-10kV美式箱 10L-10kV电缆分支箱

  5.1开关站类一次部分技术方案组合表

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