变电站设备采购及施工方案

 

 

 

 

招标编号：****

投标单位名称：****

授权代表：****

投标日期：****

 


 


第三节、缩短工期的合理化建议

    405

第一章、项目概述与详细职责

项目内容概述：本项目涉及110kV变电站EPC项目的全面承包，包括但不限于设备/材料的购置与施工、土建工程实施、非协议约定下的设备采购、安装作业、员工培训、系统调试、联动试运行、竣工验收、工程交付并投入生产，以及工程完工后的两年质保期内的全程服务保障。

工程内容包括：

电缆线路接入服务：涵盖从园区红线处的110kV进户点（包括进户点设施）至电缆架、电缆、附件、电缆线路以及进户相关设备的采购、安装、电力工程的全程监管、试验、验收，直至最终完成送电的所有工程项目。

(2)变电站：包括110kV主变压器、110kVGIS设备、10kV设备、无功补偿设备、照明设备、二次设备（保护、通讯、远动）、消防、视频监控、门禁等设备及其附属配套设备的采购及安装，还包含计量、负控、保护定值、电力工程监督管理、试验、报验、验收、送电等全部工程。

负责按照甲方合同约定的时间，全面履行包括调度协议、供用电合同等在内的所有送电相关手续，并确保110kV变电所的正式送电工作如期完成。

依据已获批准的发电机并网许可，我们将负责协调办理园区电厂发电机组接入电力系统的所有必要手续，并协助业主与周口地调完成发电调度协议的签署工作。

根据接入系统的官方批准要求，我们需确保相关设备的试验与调试工作达到完备，以契合电力系统对接入发电机所需的通讯设施、保护装置及远程监控系统的功能需求。

负责完成工程竣工资料的提交、档案建立以及房产证的辅助办理（包括提供所需的相关文件资料）等工作。

第二章、创新设计策略

第一节、项目概述与基本信息

第一小节、基于的设计原则与参考

《35kV~110kV变电所设计规范》：GB50059-2011标准

《变电所总布置设计技术规程》：DL/T 5056-2007

《35kV~220kV无人值班变电站设计规程》：DL/T 5103-2012

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》GB/T 50064-2014

《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065-2011

关于高压配电装置的设计技术标准，参考了DL/T 5352-2018《高压配电装置设计技术规程》。

技术规定：《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222-2021

《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229

《高压输变电设备的绝缘配合》GB311.1;

参考标准：中国国家标准GB/T 17468-2019《电力变压器选用导则》

《并联电容器装置设计规范》GB50227

《电流互感器和电压互感器选择及计算规程》

《发电厂和变电站照明设计技术规定》

《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T14285-2006;

《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T 50062-2008

《电力装置的电测量仪表装置设计规范》：GB/T 50063-2017

《火灾自动报警系统设计规范》：GB50116-2013

《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》

关于电力工程的电缆设计标准，参考了国家标准GB50217-2018《电力工程电缆设计标准》。

技术规定：《城市电力电缆线路设计技术规定》

《高压电缆选用导则》DL/T401-2017;

《电信线路遭受强电线路危险影响的容许值》GB6830-1986;

《电缆载流量计算》JB/T10181.22-2014;

GB/T《电缆防火封堵标准》Q/GDW-10-J266-2010

《电力电缆线路运行规程》DL/T1253-2013;

《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-2018标准

《工程建设标准强制性条文》

相关规程、规范和技术标准，以及所有适用的法律条文与法规

第二小节、项目规模详情

XXX股份有限公司位于河南XXX市XXX县产业集聚区，是一家民营股份制企业，是以废纸为主要原材料，以高强瓦楞原纸和箱板纸为主导产品的包装纸生产基地，本期项目计划XXX年XXX月建成投产。

(1)本项目配套建设1座110/10kV变电站，终期主变容量,一期主变容量,110kV采用单母线分段接线，终期及本期均出线2回：10kV远期采用单母线分段接线，本期采用单母线接线，规划出线29回，本期出线13回（其中4回到老厂区，含2回发电机出线）。

(2)至老厂区10kV线路全线采用电缆沿规划桥架敷设，4回路，路径全长约3.0千米，折单约12.0千米，电缆采用三芯铜电缆，随电缆线路敷设1根GYFTZY-24B1管道光缆满足通信需求。

本期计划建设两条新的110千伏电源线路，线路源起于新厂110千伏变电站，终点位于新厂西围墙外约30米处。线路采用全程双回电缆铺设，部分沿预设厂内管廊，部分需新建管廊以承载。电缆线路总长度约为0.3公里。选用的电缆型号为交联聚乙烯绝缘、皱纹铝套及聚乙烯护套电力电缆。同时，伴随电缆敷设，将设置三根GYFTZY-24管道光缆，以满足工厂通信系统的接入需求。

第二节、电气一次部分

第一小节、电气主接线

1110kV主接线

本工程110千伏线路配置包括两回最终及本期出线，采用的是分段单母线接线方案。

210kV主接线

本工程的10kV主接线设计已确定为单母分段模式，总计配置29回出线。在本期施工中，我们将实施13回线路的接入，采用的是简洁明了的单母线接线方案。

10kV并联电容器组采用单星形接线。

380/220伏站用电系统采用单母线结构配置，通过自动切换装置（ATS）实现对两条母线进线的双电源管理。

3主变调压方式及调压范围

110kV变电站本期主变规模为,主变最终规模为。主变均采用有载调压变压器，变压器额定电压为。

4无功补偿

每台主变压器将配置两套独立的10千伏级电容器，总计容量为3.6兆乏(Mvar)加4.8兆乏(Mvar)，旨在满足未来可能的50兆安培(MVA)主变升级需求，补偿比达到28.5%。

5中性点接地方式

110kV系统为中性点直接接地系统。

10千伏电源侧的中性点通过连接接地变再经过消弧线圈实现接地操作。

在本项目的设计中，10kV系统的出线选择采用电缆线路，涉及的I段母线10kV线路总长度预计为一定量的电缆配置。考虑到变电站的整体效能，经过详细计算，电容电流达到58.92A，已超出相关规程的限制标准。因此，为了满足规范要求，主变压器的中性点需通过安装消弧线圈进行补偿。针对东大变10kV系统的消弧线圈容量，我们将依据以下公式进行确定：

式中：W——消弧线圈容量(kVA)

Ic——接地电容电流(A)

Up——电力网额定电压(kV)

经计算消弧线圈的容量应为459kVA。

在电力变压器中性点安装的消弧线圈应实施过补偿策略，以防止随着运行条件的变化，电容电流减小导致消弧线圈可能进入谐振状态。对于本工程项目，建议消弧线圈的容量配置为500kVA。同时，地网变压器将选用兼具站用变功能的干式变压器，其规格为630kVA/10.5kV至160kVA/0.4kV。

第二小节、设备优选策略

1设备选择条件

(1)短路电流计算结果

经过计算分析并考虑系统升级的需求，本电站110kV设备的短路电流基准设定为40kA，而10kV设备则依据情况分别估算为40kA及31.5kA。

(2)变电站污区及抗震要求

根据《河南省电力系统污区分布图(HN-2020)》,本站地处d级污秽区。按国网公司基建技术(2014)10号文《国网基建部关于加强新建输变电工程防污闪等设计工作的通知》的要求，本工程户内电气设备的污秽等级按d级考虑，根据《电力系统污区分级与外绝缘选择标准,户内电气设备电瓷外绝缘爬电比距按25mm/kV(系统最高线电压)即43.3mm/kV(系统最高相电压)选取，户外电气设备电瓷外绝缘爬电比距按31mm/kV(系统最高电压)即53.7mm/kV(系统最高相电压)选取。

本区域承受的基本地震烈度为7度，对应地震水平加速度限值为0.1g。所有选用的设备必须符合相应的抗震性能标准。

1)工作电流

(1)110kV部分：

①主变进线回路工作电流：262A

②出线回路最大工作电流：525A

(2)10kV部分：

①主变进线回路工作电流：2887A

②出线回路最大工作电流：800A

工作在并联电容器回路中的电流范围为：270 至 360 安培

2主要电气设备、导体选择

(1)主变压器

本期主变规模为,主变压器选用三相双绕组油浸自冷有载调压变压器，主要技术规范：

型号：SZ20-40000/110

容量比：40000/40000kVA

电压比

接线组别：YN,d11

阻抗电压：

(2)110kV设备

本工程选用110kV GIS组合电器，设备采用户内安置方案。

设备特性如下： - 额定电流：2000安培 - 开断能力：40千安培（峰值，持续时间4秒） - 额定短路承受电流：40千安培（瞬时值） - 额定短路关合电流：100千安培

GIS主变进线间隔配置的电流互感器，其额定电流比为5P30/5P30/5P30/5P30，精度等级为0.5/0.2S级。

GIS出线间隔电流互感器额定电流变比,准确级5P30/5P30/5P30/0.5/0.2S;

GIS母线电压互感器，电压比,准确级0.2/0.5/3P。

GIS线路电压互感器，电压比，，0.1kV,准确级0.5/3P。

优选10kA、102/266kV氧化锌避雷器，并配备相应的监测设备，以确保出线侧的保护性能。

(3)10kV设备

10kV采用金属铠装移开式开关柜。10kV采用真空断路器，进线额定电流选用4000A,开断电流选用40kA;出线额定电流选用1250A,开断电流选用31.5kA。10kV开关柜内主要电气设备选择见下表：

2.2章节：110kV开关柜内电气设备配置明细表

名称

型式

额定电压（kV）

额定电流（A）

开断电流（kA）

4s热稳定电流（kA）

动稳定电流峰值（kA）

断路器（主进线回路）

真空断路器

12

4000

40

40

100

断路器（出线回路）

真空断路器

12

1250

31.5

31.5

80

电流互感器（主进线回路）

干式

10

4000/5A

 

31.5

80

电流互感器

干式

10

2×300/5

 

31.5

80

（电容器回路）

 

 

 

 

 

 

电流互感器（站用变回路）

干式

10

100-600/5

 

31.5

80

电流互感器（出线回路）

干式

10

2×300/5

 

31.5

80

电压互感器

干式

10

 

 

31.5

80

(4)无功补偿装置

10kV无功补偿装置采用户内柜式成套装置电容器组，额定电压。串接5%干式铁心串联电抗器，分组投切。电容器组、电抗器、放电线圈、避雷器、隔离开关等设备由厂家成套供货。

(5)10kV站用变

本期工程配置1台10kV母线专用变压器，型号选用接地变消弧线圈成套设备，设备类型为户内安置，站用变压器的额定容量为160kVA。

第三小节、绝缘配合及过电压保护

1绝缘配合

鉴于本变电站位于海拔1000米及以下区域，其电气设备的绝缘配置无需特别考量。设计遵循的标准包括《高压输变电设备的绝缘配合》GB311-2012、《高压输变电设备的绝缘配合的使用导则》GB311-2002，以及《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》GB/T50064-2014，确保所有设备的绝缘性能满足相应规范要求。

1、110kV电气设备的绝缘配合

2.2-2节中详细列出了避雷器的主要技术参数。

表2.2-2110kV避雷器主要技术参数

额定电压（kV，有效值）

102

最大持续运行电压（kV，有效值）

79.6

雷电冲击（8／20μs）10kA残压（kV，峰值）

266

陡波冲击（1μs）10kA残压（kV，峰值）

297

110千伏电气设备的绝缘特性考量：在确定110kV系统设备的绝缘水平时，主要依据的是雷电过电压。通常情况下，这些设备能承受操作过电压的影响，因此在绝缘设计中无需特别考虑操作波试验电压的配合。对于雷电冲击的配合，我们以10kA雷电冲击残压作为基准，配合系数选用1.4。

110千伏电气设备的绝缘性能详细数据见表2.2-3，经过严谨的计算验证，完全符合相应的配合标准。

表2.2-3110kV电气设备的绝缘水平

设备名称

设备耐受电压值

雷电冲击保护水平配合系数

雷电冲击耐压（kV，峰值）

1min工频耐压（kV，峰值）

全波

截波

内绝缘

外绝缘

内绝缘

外绝缘

主变压器110kV侧

480

450

530

200

185

450/266=1.69

110kVGIS设备

480

450

 

200

185

450/266=1.69

2、10kV电气设备的绝缘配合

(1)10kV电气设备的绝缘配合

2.2-4小节中详细列出了避雷器的主要技术参数。

2.2-410kV氧化锌避雷器的主要技术参数一览

额定电压（kV，有效值）

17

最大持续运行电压（kV，有效值）

13.6

操作冲击残压（kV，有效值）

38.3

雷电冲击（8／20μs）5kA残压（kV，有效值）

45

陡波冲击（1／5μs）5kA残压（kV，有效值）

51.8

210千伏电气设备的绝缘性能参数选用标准。对于10千伏电气设备，其绝缘等级依据国家现行标准规定，具体数值参考表2.3-4所示。

表2.2-5 10kV电气设备的绝缘水平

设备名称

设备耐受电压值

雷电冲击保护水平配合系数

雷电冲击耐压（kV，峰值）

1min工频耐压（kV，峰值）

全波

截波

内绝缘

外绝缘

内绝缘

外绝缘

主变压器10kV侧

75

75

85

35

35

75/45=1.67

10kV断路器

75

75

 

42

42

75/45=1.67

其他设备

75

75

 

42

42

75/45=1.67

3、主变压器中性点的绝缘配合

为了确保主变压器中性点的绝缘安全，我们配置了交流无间隙金属氧化物避雷器以及相应的放电间隙防护装置。

主变压器中性点的避雷器选择策略基于国内制造商的成熟产品，作为绝缘配置的核心参考。选用的氧化锌避雷器的主要技术参数详细列于表2.2-6之中，确保性能的稳定与适用性。

表2.2-6中性点避雷器主要技术参数

额定电压（kV，有效值）

72

最大持续运行电压（kV，有效值）

58

操作冲击残压（kV，有效值）

174

雷电冲击（8／20μs）1.5kA残压（kV，有效值）

186

电气设备的主变压器中性点，其绝缘水平遵循国家现行标准。具体的选用依据参见表2.3-6。

第2.3-6节：主变压器中性点电气设备的绝缘性能详细描述

设备名称

设备耐受电压值

雷电冲击保护水平配合系数

雷电冲击耐压（kV，峰值）

1min工频耐压（kV，峰值）

全波

截波

主变中性点设备

250

250

95

250/186=1.34

2过电压保护

为了有效抵御雷电过电压对电气设备的损害，我们在110kV主线和10kV母线各自设置了氧化锌避雷器。同时，为了确保主变压器的绝缘安全，还在主变10kV进线端以及110kV中性点安装了此类避雷器。

第四小节、详细阐述了电气布局与配电系统设计

电气总平面布局设计，针对110kV及10kV出线走廊的预设、站区的地缘位置及其环境因素，经过适度调整与优化，专为110kV主变压器至10kV电气线路的接线流程而构思。线路布局呈现出直线型，结构清晰，紧凑有序，层次感强烈。

变电站采用全户内一层布局，配置有110kV GIS共箱型配电装置，设于东北侧；10kV配电室则坐落于西南侧；主变压器位于东侧，采用分体式设计。110kV主变通过电缆与GIS设备相连，而10kV侧则通过铜排与10kV配电装置建立连接。

室内开关柜按照双列配置应用于10kV配电装置的设计，而10kV站用电源则选用柜体结构的户内设备。

第五小节、电力设施与照明系统

1站用电系统

(1)全站负荷统计及站用变容量

序号

名称

额定容量（kW）

负荷类型

1

直流充电

15

经常、连续

2

逆变电源

3

经常、连续

3

二次设备电源

5

经常、连续

4

轴流风机

15

经常、连续

小计

P1

38

 

1

110kV开关储能电机

2

经常、断续

2

10kV开关储能电机

 

经常、断续

3

110kV配电装置加热器

1

经常、短时

4

10kV配电装置加热器

1

经常、短时

 

空调

25

经常、连续

小计

P2

30

 

1

全站照明

15

经常、连续

小计

P3

15

 

 计算负荷;

经过对站用电负荷的详细评估，并考虑到适当的余量，我们建议配置站用变的容量为160kVA。

施工电源采用电缆方式引自厂区低压电源。

(2)站用电系统接线方案

本期项目配置两路独立的站用电源，分别接入自10kV接地变和厂内其他低压电源。供电系统为标准的380/220伏三相四线制，其中性点采用直接接地方式，并采取单母线分段接线设计，确保系统的稳定与高效运行。

该工程项目利用交直流一体化电源设备，旨在优化整合通信直流系统、操作直流系统、站内不间断电源以及站用交流电供应，具体细节请参阅电气二次系统设计章节。

2电气照明

设施配备包括常规工作照明和应急事故照明。常规照明采用交流380/220伏电压，由站内专用电源供应，而事故照明则依赖直流供电，特别在建筑出入口设置了配备蓄电池的紧急照明指示标志。在二次设备室及10kV综合配电装置室内，我们选用了节能荧光灯作为主要照明手段；主变压器区域则采用了高效投光灯照明方案。对于重要的二次设备室、10kV配电装置室、电容器室以及110kVGIS室，均配置了事故照明系统，以确保突发情况下能保持必要照度。

第六小节、雷电防护措施

1防直击雷保护

该变电站为全封闭式建筑结构，其屋顶装配有避雷带以防范直击雷。根据建筑物的几何尺寸，配置了六处或以上的地线引下点，并通过它们与室外接地网络紧密连接。

2全站接地

本项目计划采用以水平布置的为主要形式的接地网，辅以垂直布置的接地极，接地网及设备接地引线的截面选取将兼顾热稳定性与防腐性能的双重考量。

主接地网由站区范围内敷设的网状水平接地体及垂直接地极组成，考虑到40年防腐的需要及满足动热稳定的要求，本变电站主接地网选用铜排，室内接地网采用热镀锌扁钢，以17.3镀铜钢棒作垂直接地极，选用热镀锌扁钢作设备引下线。

第七小节、电缆部署

本工程的控制电缆采取了电缆沟和电缆隧道的铺设策略。在10kV配电装置室和电容器室内，电缆沟被选为敷设方式。而在主控室，我们采用了防静电地板下的二次电缆布设，从这里延伸至110kV配电装置室，再通过电缆隧道连接至主变压器室。

为了实现防火目标，本工程项目在通往二次设备室和10kV配电室的墙体开孔以及盘底位置实施了防火阻燃封堵措施。在关键回路的电缆竖井和电缆沟选位设置了阻火包构成阻火屏障，并选用阻燃电缆，全方位确保消防安全。

第三节、高级电力监控系统

第一小节、系统继电保护及安全自动装置

1系统继电保护配置

1)配置原则

系统的继电保护配置应契合电网的结构性质和运营模式，同时需适应其远期和近期的发展需求。

系统的继电保护配置应当符合《继电保护和安全自动装置技术规程》以及《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》所规定的标准。

配置的系统继电保护设备应选用成熟且先进的技术，确保其能与计算机监控系统实现顺畅通信。

2)系统继电保护配置方案

(1)110kV线路保护

本项目配置每回线路一套光纤电流差动保护设备，其主体保护为光纤电流差动，配备三段相间距离、三段接地距离以及四段零序电流方向保护作为补充保护。此外，还包括自动重合闸和测控功能。线路中的光纤保护信号将直接通过专用于本线路的OPGW光缆芯线传输。

鉴于接入系统方案尚未最终确定，系统侧光缆资源相对紧缺，为确保光纤电流差动保护通信的三个方向得以有效实施