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【摘 要】 通过优化国家电网通用设计66-A2-2方案的基本模块,集成优化二次系统和网络结构。变电站建筑由二层优化为一层,总建筑面积减少294.7m2。土建采用轻钢预制装配式工业建筑,建设周期由300天可缩短178天。实现标准配送式智能变电站的设计。
【关键词】 通用设计基本模块;集成二次功能;轻钢预制装配式工业建筑
前言:
国家电网公司全面推广输变电工程通用设计、通用设备、标准工艺,在电网工程标准化建设、工程建设质量、管理效率和创新能力等方面均取得显著成效。本方案以通用设计、通用设备为引领,优化通用设计基本模块,应用通用设备接口标准,推行装配式建筑,在满足“两型一化”要求的前提下,设计标准配送式智能变电站。实现国网“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”要求,达到节能环保、节地节资的目的。
1 电气一次优化
1.1优化总平面布置
国网通用设计66-A2-2方案于2011年发布实施,设置两台66/10kV主变压器,主变压器中性点经66kV消弧线圈接地,66kV采用线路变压器组接线,10kV采用单母线分段接线,为二层框架结构。本论文通过优化一次设备结构、通用设计模块和二次设备整合,采用全户内一层布置。本方案与通用设计66-A2-2方案相比,变电站的总建筑面积由876.5m2减少至581.80m2,减少33.6%。本方案平面布置图见图1-1。
1.2基本模块优化
按照66kV变电站通用设计66-A2-2方案,对主变压器、66kV配电装置、10kV配电装置、66kV消弧线圈、生产综合楼5个基本模块进行优化。66-A2-2方案平面布置图见图1-2、图1-3。
1.2.1主变压器模块和66kV消弧线圈模块的优化
依据规程:“室内油浸变压器外廓与变压器室四壁的最小净距,变压器与后壁、侧壁之间800mm,变压器与门之间1000mm。”的规定,提出主变压器模块和66kV消弧线圈模块的优化方案。
(1)主变压器模块优化
图1-1 本方案66kV变电站平面图
图1-2 A2-2方案-一层平面图
图1-3 A2-2方案-二层平面图
A2-2方案中散热器室长度为10.2m,经过与多家变压器生产厂家沟通确认,可以将导油管的位置进行调整,使得散热片的布置更加紧凑,所以本方案中将散热器室长度减小到6.0m。散热器室占地面积减少20.16m2。
A2-2方案变压器外廓与墙壁的净2.05m,根据规程净距要求,本方案将变压器的油枕调整到变压器的窄面,所以将2.05m的净距减小到0.85m。变压器室的建筑面积减小了12.24m2。
(2)66kV消弧线圈模块优化
A2-2方案中主变中性点隔离开关与66kV消弧线圈之间通过单芯电力电缆连接,两侧均需设置电缆终端等装置。施工安装中,66kV单芯电力电缆的转弯半径需满足2米要求,土建施工较为困难,在电力电缆在敷设牵拉过程中容易造成电力电缆的外保护和外绝缘受到破坏,给变电站运行带来一定的安全隐患。
本方案中因变压器散热器布置的优化,节省的空间满足布置两台66kV消弧线圈。主变中性点隔离开关与66kV消弧线圈采用架空连接,不仅布局合理便于运行管理,而且变压器与消弧线圈之间连接距离最短,初期投资即可节约资金35.5万元,符合全寿命周期管理要求。
1.2.2 66kV配电装置模块的优化
依据规程:“屋内GIS配电装置两侧应设置安装检修和巡视的通道,主通道宜靠近断路器侧,宽度宜为2000mm~3500mm;巡视通道不应小于1000mm。”的规定优化GIS室。
A2-2方案在GIS间隔断路器及两侧设置均大于2000mm安装检修通道。由于66kV GIS设备为线路-变压器组接线,整个设备间隔呈“一字型”布置方式,本方案将断路器侧与墙之间设置一个大于2000mm的主通道,而两个GIS间隔之间的间距只考虑隔离开关的操作机构箱的开门空间、操作人员站立的位置、智能汇控柜的宽度,将两个GIS间隔间距缩小到1500mm。66kV GIS室的建筑面积减少16.32m2。
1.2.3 10kV配电装置模块的优化
(1)10kV开关柜和10kV接地变的优化
依据规程:“屋内配电装置采用金属封闭开关设备时,室内各种通道的最小宽度(净距),不宜小于表8.4.5所列数值:”的规定。
表8.4.5 配电装置室内各种通道的最小宽度(净距)mm
布置方式 通道分类
维护通道 操作通道
固定式 移开式
设备单列布置时 800 1500 单车长+1200
设备双列布置时 1000 2000 双车长+900
依据规程:“设置于室内的全封闭型干式变压器可不受上距离的限制。但应满足巡视维护的要求。”
A2-2方案和本方案中,10kV配电装置均采用12kV交流金属封闭开关柜,双列布置,柜内配置手车式真空断路器。10kV配电装置室内共放置36面开关柜,长度为21.3m,宽度为9.6m,设置的维护通道最小宽度为1.4m,柜前的操作通道为3.0m。
本方案中10kV配电装置室内共放置36面开关柜和2套10kV接地变及消弧线圈成套装置。10kV接地变及消弧线圈成套装置采用干式变压器,为户内箱式形式。
目前,国内常用的手车式真空断路器长度0.7m~0.8m,可知最小操作通道宽度2.5m。10kV开关柜柜后的维护通道最小宽度1m,则10kV配电装置室最小宽度为7.82m。10kV接地变装置柜后维护通道最小宽度为0.8m即可,本方案将10kV配电装置室宽度设为8.4m,长度设为21.9m。 经过优化后,与A2-2方案相比,本方案取消了10kV接地变室,只保留10kV配电装置室,建筑面积减少57.6m2。
(2)10kV电容器的优化
依据规程:“屋外或屋内布置的并联电容器组,应在其四周或一侧设置维护通道,维护通道的宽度不宜小于1.2m。”的规定。
A2-2方案中10kV电容器室布置在生产综合楼二层,运输、检修吊装很不方便。本方案中10kV电容器室布置在生产综合楼一层,设备采用户内框架式并联电容器组,隔离开关的操作把手位于电容器的窄面,并且在电容器的一侧设置不小于1.2m的维护通道,即方便运输又安装简便,建筑面积减少34.29m2。
1.2.4生产综合楼模块的优化
A2-2方案中变电站生产综合楼为二层现浇钢筋混凝土框架结构。
本方案中因各模块的优化,站内所有设备一层布置,变电站生产综合楼采用一层轻钢结构,便于现场施工、缩短工期。生产综合楼建筑面积整体减少199.29m2。
1.3互感器配置优化
站内所有互感器均采用常规电磁式互感器。
优化电流互感器次级,主变10kV侧采用三次级,分别用于主变差动、低后备保护、计量测量;其它10kV侧均采用二次级,分别用于各自的保护、计量测量。
优化了10kV电压互感器次级及接线方式,将计量卷PT与保护测控量PT进行整合,共用一次级。同时,采用4PT接线方式,取消二次微机消谐装置,增加一台消谐PT,使二次消谐改为一次消谐,提高消谐的可靠性。
2 二次系统功能整合创新
2.1测控计量装置整合
10kV部分均采用保护、测控、计量、录波等多合一装置,就地分散布置于10kV开关柜上。全站共减少配置电能表30块,减少二次电缆1.5km,可节省投资约15万元。
2.2优化过程层设备配置及功能
每台主变高、低压侧各配置1台合并单元智能终端集成装置,高压侧布置于66kV智能控制柜内,低压侧布置于10kV开关柜内。其他间隔不配置合并单元、智能终端。
每台主变配置一套主变本体智能终端,并集合非电量保护功能。智能终端采集变压器有载调压装置和变压器本体非电量的信息,实现了非电量保护的就地化和数字化。
2.3优化站控层设备配置及功能
全站配置1套监控主机,对操作员站、工程师工作站进行整合,统一实现站内各类数据的采集处理,实现站内设备的运行监视、操作控制、信息综合分析及智能告警,防误闭锁操作等功能;提供人机界面,实现对全站一、二次设备的状态查询、参数配置、维护管理等。上述设备整合,减少了智能变电站的设备数量和投资,提高设备工作和检修效率,有利于实现运维一体化。
全站配置1台综合应用服务器,对各个智能生产辅助子系统(例如视频、安防、在线监测、智能辅助控制等)的主机进行整合,统一接收各生产辅助子系统的数据,并进行集中处理、分析和展示。上述设备整合,大大提高了系统的集成度,增强了设备运行的可靠性,有利于实现变电站无人值班和远程调控。
2.4信息一体化及高级应用
站内采用一体化信息平台,一体化信息平台与变电站自动化系统、保信子站、状态监测系统、智能辅助系统之间的整合,实现全景数据监测。一体化信息平台减少了智能变电站的设备数量和投资,提高设备工作和检修效率,有利于实现运维一体化。
从全景数据平台可以方便的访问到更多的数据,在全景数据平台的基础上,实现更为智能化的各种高级应用,包括:顺序控制、一体化五防、支撑经济运行与优化控制、智能告警及故障信息综合分析决策、源端维护等,提高了操作效率,减少或杜绝因为人为原因导致的误操作,提高了变电站的安全、经济运行水平。
2.5智能一体化电源系统应用
全站配置一套一体化交直流电源系统,由一体化信息平台积累信息数据,制定分析策略,实现智能交流电源高级应用。
2.6智能辅助系统应用
全站配置一套功能强大的智能辅助控制系统,智能辅助控制系统集成变电站视频监控、消防、门禁、红外监控、动力、照明等系统为一体,从根本上解决了当前变电站辅助设备相互独立或不能远程监控的现状,实现辅助子系统的通信与综合分析决策,大大提高了变电站智能化管理水平。
3 优化二次设备配置和组柜方案
3.1优化二次设备配置
将站控层监控主机与操作员站一体化配置,全站配置一台监控主机。全站配置一台网络打印机,取消各装置上的打印机。
通过优化设计,将过程层设备和间隔层设备就地布置,在满足变电站安全运行的前提下优化站控层设备配置和布置。将站控层设备、全站对时装置等部分间隔设备一起组柜布置。变电站不单独设电能量采集终端。
3.2二次集成商
本站提出了由保护测控系统供应商作为本项目的二次集成商,承担全站二次设备的集成、联调及一体化安装的职责。通过采用集成商的模式减少设计、施工、调试工作量,大大缩短建设周期,提高了二次设备的整体质量,并为后续二次系统进一步整合提升创造了条件。采用二次集成商负责全站二次设备集成后,全站二次屏柜数量减少了8面,变电站现场参与二次设备调试的供应商由常规8家减少至1家,即由二次集成商完成所有二次设备的现场调试工作。
3.5保护测控装置就地化布置
主变保护就地布置。主变差动、高后备保护、测控装置布置在66kV智能控制柜内;主变低后备保护测控装置布置在10kV开关柜内,不再单独组柜安装。10kV消弧线圈与66kV消弧线圈智能组件及控制装置下放至本体。优化后减少装置间光缆的敷设,便于运行和维护。
3.6预制光/电缆即插即用技术
为减少施工现场接线工作量,实现即插即用的建设理念,本工程在电气二次采用预制电缆、预制光缆技术。因间隔层设备全部下放布置,大幅减少了全站电光缆的使用量。二次设备室至各一次设备室仅配10根光缆,全部采用了预制光缆技术,预制光缆的使用率为100%;共配置约73根控制电缆,其中16根采用了预制电缆,预制电缆的使用率为22%。 4 网络结构创新
4.1通信网整合
主变间隔内保护采用直采直跳,二次通信网络采用SV、GOOSE、MMS三网合一技术。
4.2优化交换机配置
全站配置3台百兆交换机,其中1台为站控层交换机,采用24电口,6光口;间隔层以主变为单元进行交换机配置,每台主变分别配置1台间隔层交换机,布置在10kV隔离柜内,采用24电口,6光口。
5 土建采用预制装配式工业建筑
本方案±0.000以上全部采用预制装配式工业建筑。立体结构采用预制钢结构,内外墙和屋面采用彩钢岩棉夹芯板,所有连接构造、构件、配件及设备管线的配置遵循采用标准化、少规格、多组合的原则在现场拼装,建筑装配率达到83.3%。采用预制装配式工业建筑,实现了土建装修一体化,节材、节能、环保,不但解决了传统作业中施工噪音、工地扬尘、污水排放、建筑垃圾、运输遗洒等问题,而且缩短了施工周期,提高了工程建筑设计的质量和效率。粗略计算全站湿作业量减少50%,机械化率提高到80%。
6 节能降耗
6.1 LED绿色照明系统的使用
采用被称为第四代照明光源的LED灯具。LED灯具节能、环保、寿命长、体积小,结合智能照明控制系统,降低了运行维护费用,节省了电力消耗,带来可观的环境和经济效益。
6.2光缆/电缆设施及敷设
本方案采用开槽式电缆敷设方式,电缆槽盒及沟盖板采用预制式复合防火材料。电缆槽盒形式为上下双层无顶盖设计,上层高度为150mm,分为3个电缆区间。动力电缆区、控制电缆区及光缆区,3者相互隔开,互不干扰。槽盒下层高度为100mm,用于电缆分支到开关柜及控制柜中。
7 结束语
本方案通过电气总平面的优化,将二层建筑优化为一层建筑,较A2-2方案总建筑面积减少294.7m2。智能变电站的优化方案,集成了二次功能、优化了网络结构、屏柜数量降低了33.3%。标准配送式智能变电站的设计,大大缩短了建设周期,与常规300天相比可缩短178天。按照全寿命周期理论,变电站投资较通用设计投资明显下降,标准配送式智能变电站建设效益明显。
参考文献:
[1]刘振亚.国家电网公司输变电工程通用设计110(66)~500kV变电站部分(2011年版).北京:中国电力出版社,2011.
[2]弋东方,钟大文,等.电力工程电气设计手册电气一次部分.1989.
[3]曹永振,张蜂蜜,等.高压配电装置设计技术规程.2006.
作者简介:
谢云秀,工程师,主要从事220kV及以下变电站电气一、二次设计工作。
王丹,工程师,主要从事电气设计、电网规划工作。
【关键词】 通用设计基本模块;集成二次功能;轻钢预制装配式工业建筑
前言:
国家电网公司全面推广输变电工程通用设计、通用设备、标准工艺,在电网工程标准化建设、工程建设质量、管理效率和创新能力等方面均取得显著成效。本方案以通用设计、通用设备为引领,优化通用设计基本模块,应用通用设备接口标准,推行装配式建筑,在满足“两型一化”要求的前提下,设计标准配送式智能变电站。实现国网“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”要求,达到节能环保、节地节资的目的。
1 电气一次优化
1.1优化总平面布置
国网通用设计66-A2-2方案于2011年发布实施,设置两台66/10kV主变压器,主变压器中性点经66kV消弧线圈接地,66kV采用线路变压器组接线,10kV采用单母线分段接线,为二层框架结构。本论文通过优化一次设备结构、通用设计模块和二次设备整合,采用全户内一层布置。本方案与通用设计66-A2-2方案相比,变电站的总建筑面积由876.5m2减少至581.80m2,减少33.6%。本方案平面布置图见图1-1。
1.2基本模块优化
按照66kV变电站通用设计66-A2-2方案,对主变压器、66kV配电装置、10kV配电装置、66kV消弧线圈、生产综合楼5个基本模块进行优化。66-A2-2方案平面布置图见图1-2、图1-3。
1.2.1主变压器模块和66kV消弧线圈模块的优化
依据规程:“室内油浸变压器外廓与变压器室四壁的最小净距,变压器与后壁、侧壁之间800mm,变压器与门之间1000mm。”的规定,提出主变压器模块和66kV消弧线圈模块的优化方案。
(1)主变压器模块优化
图1-1 本方案66kV变电站平面图
图1-2 A2-2方案-一层平面图
图1-3 A2-2方案-二层平面图
A2-2方案中散热器室长度为10.2m,经过与多家变压器生产厂家沟通确认,可以将导油管的位置进行调整,使得散热片的布置更加紧凑,所以本方案中将散热器室长度减小到6.0m。散热器室占地面积减少20.16m2。
A2-2方案变压器外廓与墙壁的净2.05m,根据规程净距要求,本方案将变压器的油枕调整到变压器的窄面,所以将2.05m的净距减小到0.85m。变压器室的建筑面积减小了12.24m2。
(2)66kV消弧线圈模块优化
A2-2方案中主变中性点隔离开关与66kV消弧线圈之间通过单芯电力电缆连接,两侧均需设置电缆终端等装置。施工安装中,66kV单芯电力电缆的转弯半径需满足2米要求,土建施工较为困难,在电力电缆在敷设牵拉过程中容易造成电力电缆的外保护和外绝缘受到破坏,给变电站运行带来一定的安全隐患。
本方案中因变压器散热器布置的优化,节省的空间满足布置两台66kV消弧线圈。主变中性点隔离开关与66kV消弧线圈采用架空连接,不仅布局合理便于运行管理,而且变压器与消弧线圈之间连接距离最短,初期投资即可节约资金35.5万元,符合全寿命周期管理要求。
1.2.2 66kV配电装置模块的优化
依据规程:“屋内GIS配电装置两侧应设置安装检修和巡视的通道,主通道宜靠近断路器侧,宽度宜为2000mm~3500mm;巡视通道不应小于1000mm。”的规定优化GIS室。
A2-2方案在GIS间隔断路器及两侧设置均大于2000mm安装检修通道。由于66kV GIS设备为线路-变压器组接线,整个设备间隔呈“一字型”布置方式,本方案将断路器侧与墙之间设置一个大于2000mm的主通道,而两个GIS间隔之间的间距只考虑隔离开关的操作机构箱的开门空间、操作人员站立的位置、智能汇控柜的宽度,将两个GIS间隔间距缩小到1500mm。66kV GIS室的建筑面积减少16.32m2。
1.2.3 10kV配电装置模块的优化
(1)10kV开关柜和10kV接地变的优化
依据规程:“屋内配电装置采用金属封闭开关设备时,室内各种通道的最小宽度(净距),不宜小于表8.4.5所列数值:”的规定。
表8.4.5 配电装置室内各种通道的最小宽度(净距)mm
布置方式 通道分类
维护通道 操作通道
固定式 移开式
设备单列布置时 800 1500 单车长+1200
设备双列布置时 1000 2000 双车长+900
依据规程:“设置于室内的全封闭型干式变压器可不受上距离的限制。但应满足巡视维护的要求。”
A2-2方案和本方案中,10kV配电装置均采用12kV交流金属封闭开关柜,双列布置,柜内配置手车式真空断路器。10kV配电装置室内共放置36面开关柜,长度为21.3m,宽度为9.6m,设置的维护通道最小宽度为1.4m,柜前的操作通道为3.0m。
本方案中10kV配电装置室内共放置36面开关柜和2套10kV接地变及消弧线圈成套装置。10kV接地变及消弧线圈成套装置采用干式变压器,为户内箱式形式。
目前,国内常用的手车式真空断路器长度0.7m~0.8m,可知最小操作通道宽度2.5m。10kV开关柜柜后的维护通道最小宽度1m,则10kV配电装置室最小宽度为7.82m。10kV接地变装置柜后维护通道最小宽度为0.8m即可,本方案将10kV配电装置室宽度设为8.4m,长度设为21.9m。 经过优化后,与A2-2方案相比,本方案取消了10kV接地变室,只保留10kV配电装置室,建筑面积减少57.6m2。
(2)10kV电容器的优化
依据规程:“屋外或屋内布置的并联电容器组,应在其四周或一侧设置维护通道,维护通道的宽度不宜小于1.2m。”的规定。
A2-2方案中10kV电容器室布置在生产综合楼二层,运输、检修吊装很不方便。本方案中10kV电容器室布置在生产综合楼一层,设备采用户内框架式并联电容器组,隔离开关的操作把手位于电容器的窄面,并且在电容器的一侧设置不小于1.2m的维护通道,即方便运输又安装简便,建筑面积减少34.29m2。
1.2.4生产综合楼模块的优化
A2-2方案中变电站生产综合楼为二层现浇钢筋混凝土框架结构。
本方案中因各模块的优化,站内所有设备一层布置,变电站生产综合楼采用一层轻钢结构,便于现场施工、缩短工期。生产综合楼建筑面积整体减少199.29m2。
1.3互感器配置优化
站内所有互感器均采用常规电磁式互感器。
优化电流互感器次级,主变10kV侧采用三次级,分别用于主变差动、低后备保护、计量测量;其它10kV侧均采用二次级,分别用于各自的保护、计量测量。
优化了10kV电压互感器次级及接线方式,将计量卷PT与保护测控量PT进行整合,共用一次级。同时,采用4PT接线方式,取消二次微机消谐装置,增加一台消谐PT,使二次消谐改为一次消谐,提高消谐的可靠性。
2 二次系统功能整合创新
2.1测控计量装置整合
10kV部分均采用保护、测控、计量、录波等多合一装置,就地分散布置于10kV开关柜上。全站共减少配置电能表30块,减少二次电缆1.5km,可节省投资约15万元。
2.2优化过程层设备配置及功能
每台主变高、低压侧各配置1台合并单元智能终端集成装置,高压侧布置于66kV智能控制柜内,低压侧布置于10kV开关柜内。其他间隔不配置合并单元、智能终端。
每台主变配置一套主变本体智能终端,并集合非电量保护功能。智能终端采集变压器有载调压装置和变压器本体非电量的信息,实现了非电量保护的就地化和数字化。
2.3优化站控层设备配置及功能
全站配置1套监控主机,对操作员站、工程师工作站进行整合,统一实现站内各类数据的采集处理,实现站内设备的运行监视、操作控制、信息综合分析及智能告警,防误闭锁操作等功能;提供人机界面,实现对全站一、二次设备的状态查询、参数配置、维护管理等。上述设备整合,减少了智能变电站的设备数量和投资,提高设备工作和检修效率,有利于实现运维一体化。
全站配置1台综合应用服务器,对各个智能生产辅助子系统(例如视频、安防、在线监测、智能辅助控制等)的主机进行整合,统一接收各生产辅助子系统的数据,并进行集中处理、分析和展示。上述设备整合,大大提高了系统的集成度,增强了设备运行的可靠性,有利于实现变电站无人值班和远程调控。
2.4信息一体化及高级应用
站内采用一体化信息平台,一体化信息平台与变电站自动化系统、保信子站、状态监测系统、智能辅助系统之间的整合,实现全景数据监测。一体化信息平台减少了智能变电站的设备数量和投资,提高设备工作和检修效率,有利于实现运维一体化。
从全景数据平台可以方便的访问到更多的数据,在全景数据平台的基础上,实现更为智能化的各种高级应用,包括:顺序控制、一体化五防、支撑经济运行与优化控制、智能告警及故障信息综合分析决策、源端维护等,提高了操作效率,减少或杜绝因为人为原因导致的误操作,提高了变电站的安全、经济运行水平。
2.5智能一体化电源系统应用
全站配置一套一体化交直流电源系统,由一体化信息平台积累信息数据,制定分析策略,实现智能交流电源高级应用。
2.6智能辅助系统应用
全站配置一套功能强大的智能辅助控制系统,智能辅助控制系统集成变电站视频监控、消防、门禁、红外监控、动力、照明等系统为一体,从根本上解决了当前变电站辅助设备相互独立或不能远程监控的现状,实现辅助子系统的通信与综合分析决策,大大提高了变电站智能化管理水平。
3 优化二次设备配置和组柜方案
3.1优化二次设备配置
将站控层监控主机与操作员站一体化配置,全站配置一台监控主机。全站配置一台网络打印机,取消各装置上的打印机。
通过优化设计,将过程层设备和间隔层设备就地布置,在满足变电站安全运行的前提下优化站控层设备配置和布置。将站控层设备、全站对时装置等部分间隔设备一起组柜布置。变电站不单独设电能量采集终端。
3.2二次集成商
本站提出了由保护测控系统供应商作为本项目的二次集成商,承担全站二次设备的集成、联调及一体化安装的职责。通过采用集成商的模式减少设计、施工、调试工作量,大大缩短建设周期,提高了二次设备的整体质量,并为后续二次系统进一步整合提升创造了条件。采用二次集成商负责全站二次设备集成后,全站二次屏柜数量减少了8面,变电站现场参与二次设备调试的供应商由常规8家减少至1家,即由二次集成商完成所有二次设备的现场调试工作。
3.5保护测控装置就地化布置
主变保护就地布置。主变差动、高后备保护、测控装置布置在66kV智能控制柜内;主变低后备保护测控装置布置在10kV开关柜内,不再单独组柜安装。10kV消弧线圈与66kV消弧线圈智能组件及控制装置下放至本体。优化后减少装置间光缆的敷设,便于运行和维护。
3.6预制光/电缆即插即用技术
为减少施工现场接线工作量,实现即插即用的建设理念,本工程在电气二次采用预制电缆、预制光缆技术。因间隔层设备全部下放布置,大幅减少了全站电光缆的使用量。二次设备室至各一次设备室仅配10根光缆,全部采用了预制光缆技术,预制光缆的使用率为100%;共配置约73根控制电缆,其中16根采用了预制电缆,预制电缆的使用率为22%。 4 网络结构创新
4.1通信网整合
主变间隔内保护采用直采直跳,二次通信网络采用SV、GOOSE、MMS三网合一技术。
4.2优化交换机配置
全站配置3台百兆交换机,其中1台为站控层交换机,采用24电口,6光口;间隔层以主变为单元进行交换机配置,每台主变分别配置1台间隔层交换机,布置在10kV隔离柜内,采用24电口,6光口。
5 土建采用预制装配式工业建筑
本方案±0.000以上全部采用预制装配式工业建筑。立体结构采用预制钢结构,内外墙和屋面采用彩钢岩棉夹芯板,所有连接构造、构件、配件及设备管线的配置遵循采用标准化、少规格、多组合的原则在现场拼装,建筑装配率达到83.3%。采用预制装配式工业建筑,实现了土建装修一体化,节材、节能、环保,不但解决了传统作业中施工噪音、工地扬尘、污水排放、建筑垃圾、运输遗洒等问题,而且缩短了施工周期,提高了工程建筑设计的质量和效率。粗略计算全站湿作业量减少50%,机械化率提高到80%。
6 节能降耗
6.1 LED绿色照明系统的使用
采用被称为第四代照明光源的LED灯具。LED灯具节能、环保、寿命长、体积小,结合智能照明控制系统,降低了运行维护费用,节省了电力消耗,带来可观的环境和经济效益。
6.2光缆/电缆设施及敷设
本方案采用开槽式电缆敷设方式,电缆槽盒及沟盖板采用预制式复合防火材料。电缆槽盒形式为上下双层无顶盖设计,上层高度为150mm,分为3个电缆区间。动力电缆区、控制电缆区及光缆区,3者相互隔开,互不干扰。槽盒下层高度为100mm,用于电缆分支到开关柜及控制柜中。
7 结束语
本方案通过电气总平面的优化,将二层建筑优化为一层建筑,较A2-2方案总建筑面积减少294.7m2。智能变电站的优化方案,集成了二次功能、优化了网络结构、屏柜数量降低了33.3%。标准配送式智能变电站的设计,大大缩短了建设周期,与常规300天相比可缩短178天。按照全寿命周期理论,变电站投资较通用设计投资明显下降,标准配送式智能变电站建设效益明显。
参考文献:
[1]刘振亚.国家电网公司输变电工程通用设计110(66)~500kV变电站部分(2011年版).北京:中国电力出版社,2011.
[2]弋东方,钟大文,等.电力工程电气设计手册电气一次部分.1989.
[3]曹永振,张蜂蜜,等.高压配电装置设计技术规程.2006.
作者简介:
谢云秀,工程师,主要从事220kV及以下变电站电气一、二次设计工作。
王丹,工程师,主要从事电气设计、电网规划工作。