变电一次设计流程及主要内容.ppt

第1页,变电站电气一次专业设计,2013年5月,流程及主要内容,第2页,第二单元培训提纲,2.4,小 结,第3页,1、概述 可行性研究设计阶段的工作重点是解决站址选择的可行性和工程投资，本设计阶段的主要成果为可行性研究报告及附图，其中的可行性研究报告是编制核准报告的依据，也是工程初步设计的基础。可行性研究报告通常是按照南网500kV及以上交直流输变电工程可行性研究内容深度规定进行编制。,第4页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,接收系统资料,编制可研报告及附图,向下游专业提资,方案中间评审,初拟主接线及总平,现场踏勘,第5页,2.2、设计主要内容 2.2.1 接收系统资料系统专业按电网规划、负荷平衡及变电站地位、仿真计算结果，提供以下资料：1）主变容量（终期、本期）2）出线电压等级 3）各电压等级出线规模（终期、本期、方向）4）无功补偿容量（终期、本期）5）消弧线圈（预留 台消弧线圈位置，本期装设 台）上述资料是变电站设计的重要依据。,第6页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,接收系统资料,编制可研报告及附图,向下游专业提资,方案中间评审,初拟主接线及总平,现场踏勘,第7页,2.2、设计主要内容 2.2.2 现场踏勘 现场踏勘的主要任务是选择若干个可以建站的具体站址，同时搜集站址周围的环境条件（如：覆冰、污秽等）以及各种可能对建站有影响（如：城建规划、基本农田情况、施工电源等）的资料。电气一次专业现场踏勘的主要工作内容：1）根据系统初步拟定的变电站工程建设规模，框定变电站大致的占地尺寸，供选择站址参考。2）收集与一次专业有关的资料。,第8页,现场收资要点：1）新建工程变电站施工电源及站用电外来电源是否已落实了解对侧变电站扩建间隔的情况对侧扩建设备参数资料,第9页,2）扩建工程认真核对工程总平布置现状（包括进出线间隔排列顺序、相序，收集主变压器的容量、阻抗、变比、分接头、接线组别等参数，落实主变消防方式收集其它主要一次设备的参数落实现有设备、母线及导线是否仍可利用了解主变进线跨越母线部分是否已施工，是否满足扩建需求；落实扩建间隔的设备基础及支架的预留情况,第10页,收集10kV（35kV）开关柜布置现状，落实扩建部分的设备布置场地、分段联络柜的位置以及开关柜柜内母线连接方式。了解站用电接线及设备布置情况。落实扩建工程施工期间的运行过渡方案了解变电站现有地网、避雷针的布置及接地电阻值的情况。了解变电站现有照明布置情况。了解变电站现有电缆沟备用支架多少，能否满足本期扩建要求。扩建围墙需到扩建地进行现场考查，注意是否有架空线、光缆等设施。了解运行单位对扩建工程的初步设想（电气主接线、电气总平布置等）。,第11页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,接收系统资料,编制可研报告及附图,向下游专业提资,方案中间评审,初拟主接线及总平,现场踏勘,第12页,2.3 初拟主接线及总平 电气主接线是变电站电气设计的首要部分，主接线的确定对系统整体以及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。,第13页,根据南方电网变电站标准设计的规定，220kV变电站的电气主接线要求如下：220kV采用双母线或双母线单分段接线，母线是否分段，视出线回路数和短路电流计算结果确定，通常当出线和主变等连接元件总数在为10-14回及以上时,可在一条母线上设分段(双母单分段)；110 kV采用双母线接线，装设专用母联断路器；35kV（10kV)宜采用单母线分段接线。无出线时则宜采用单母线单元接线。,第14页,根据南方电网变电站标准设计的规定，500kV变电站的电气主接线要求如下：500kV采用一个半断路器接线；220 kV最终采用双母线双分段接线，首期采用双母线接线或双母线单分段接线，通常当出线和主变等连接元件总数在为10-14回及以上时,可在一条母线上设分段(双母单分段)，当出线和主变等连接元件总数在15回及以上时,可在两条主变母线上设分段(双母双分段)；35kV采用单母线单元接线。,第15页,总平面布置原则：1)场地面积允许的情况下,一般采用AIS中型布置。场地紧张,或在市区的可采用GIS屋外布置/GIS屋内布置/GIS地下布置。(污秽严重地区也可采用GIS)2)地震烈度8度及以上地区,宜采用屋外“悬吊式管母线”布置,但不宜采用支持式管母线。基本烈度为9度地区不宜建设220kV500kV变电所。3)海拔超过1000m的变电站,要进行电气安全净距的修正(云南、贵州工程)4)变电站出线方向要与线路走廊规划一致,按出线方向分别选用二列式、L形或形布置。,第16页,5）500kV变电站推荐采用三列式布置。500kV配电装置采用悬吊式管母中型分相、断路器三列式布置；220kV选用GIS或AIS设备，AIS配电装置采用悬吊式或支持式管母中型布置；配电装置场地个继电保护小室按不带电上人考虑。,第17页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,接收系统资料,编制可研报告及附图,向下游专业提资,方案中间评审,初拟主接线及总平,现场踏勘,第18页,2.4 方案中间评审 初拟的电气主接线和电气总平面布置方案出来后，按照院“三标”整合管理体系的要求，需要进行方案的中间评审。中间评审一般由项目经理组织和主持，主管副总、主任工、和各专业负责人参加，评审后主设人填写设计评审纪要，并保存评审记录。主设人根据评审意见进一步修改和完善电气主接线和电气总平面布置图。,第19页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,接收系统资料,编制可研报告及附图,向下游专业提资,方案中间评审,初拟主接线及总平,现场踏勘,第20页,2.5 向下游专业提资 将修改完善后的电气主接线、电气总平面布置图以及主要设备材料表，分别向土建、二次、通信和概算等下游专业提资。互提资料分“重要”和“一般”两类。根据电力勘测设计专业间联系配合制度规定，可研阶段一次专业向下游专业提资及分类详见下表：,第21页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,接收系统资料,编制可研报告及附图,向下游专业提资,方案中间评审,初拟主接线及总平,现场踏勘,第22页,2.6 编制可研报告及附图 可研设计说明书一次部分主要章节如下：4.1施工及外来电源5工程设想 5.1电气主接线 5.2电气设备选型 5.3电气总平面 5.3.1站址 5.3.2站址5.4站用变5.5防雷与接地方案,第23页,2.6 编制可研报告及附图 7对侧扩建220kV间隔 7.1对侧220kV配电装置现状 7.2本期扩建工程内容 7.3 主要电气设备选择及导体校验 7.4 防雷、接地及照明 7.5 电缆设施9.2变电站节能措施变电站电气部分,第24页,2.6 编制可研报告及附图 可研设计说明书一次部分的附图有：1、总平面布置图（含电气总平面）图纸深度要求：比例：1：2000（包括不同方案）。应表明主要电气设备、主要建构筑物、道路及各级电压配电装置等。2、电气主接线图 图纸深度要求：应表明本、远期电气接线，对本工程及预留扩建加以区别。,第25页,一次专业可行性研究设计阶段图纸会签项目 本表是根据中国电力规划设计协会发布的电力设计图纸会签制度整理而得。,第26页,2.7 可行性研究成品校审要点 1）检查落实变电所建设的外部条件，避免出现颠覆性因素，确保站址选择可行。2）是否有两个及以上的可比所址方案？3）建设规模是否正确。4）检查标准模块名称是否应用正确，检查是否有应用差异表。5）逐项落实变电所总平面布置方式，包括各级电压配电装置的位置、出线方向、主变压器位置、无功补偿装置的位置等。,第27页,2.7 可行性研究成品校审要点 6）电缆沟布置出站外方向应根据现场地形具体情况定，与土建核实电缆沟引出站外处是否满足电缆敷设条件。7）对侧有扩建间隔时，应校核现有电气设备及相关部分的适应性，注意有无改造搬迁工程量。8）核实施工用电和站用电源的协议是否已落实。,第28页,2.8 常用资料 1、电网工程限额设计控制指标,第29页,限额设计控制指标的主要作用是:1）作为电网建设项目动态管理的依据;2）作为设计部门编制可行性研究报告投资估算、初步设计概算进行对比分析和造价控制的参考；3）作为主管机关核准项目时对申请核准报告的投资估算和投资概算的控制尺度；4）作为各电网公司编制宏观规划的参考资料；5）作为项目法人控制工程投资的参考。,第30页,a)500kV变电工程柱式断路器方案限额控制指标 单位：万元,第31页,b)500kV变电工程罐式断路器方案限额控制指标 单位：万元,第32页,c)500kV变电工程组合电器方案限额控制指标 单位：万元,第33页,d)500kV变电工程线路高压电抗器方案限额控制指标 单位：万元,第34页,e)220kV变电工程组合电器、柱式断路器方案限额控制指标 单位：万元,第35页,2、广西部分变电工程造价实例 单位：万元,第36页,3、广西部分变电工程用地规模 单位：hm2,第37页,第二单元培训提纲,2.4,小 结,第38页,1、概述 初步设计是确定变电站各系统的设计原则、布置方案、建设标准以及工程投资的阶段，本阶段的主要设计方案有：电气主接线、总平面布置和主要电气设备选择等。初步设计报告通常是按照行业标准DLGJ25-94 变电所初步设计内容深度规定进行编制。初步设计深度应满足以下要求：1）进行设计方案的比较选择和确定；2）主要设备材料订货；3）站址土地征用；4）基建投资控制。,第39页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,接收系统资料,编制初设报告及附图,向下游专业提资及接收外专业资料,方案中间评审,主要电气计算及主要电气设备选择,初拟主接线及总平,第40页,2.2、设计主要内容 2.2.1 接收系统资料系统专业应提供以下资料：1）变电所建设规模，内容包括：主变压器容量、台数、各级电压出线、远近期回路数、补偿类别、容量、调压方式、阻抗电压、电压波动范围。2）系统短路阻抗及母线穿越功率，内容包括：各级电压的系统短路阻抗及母线穿越功率。,第41页,2、设计流程及主要内容 2.2 主要设计内容,接收系统资料,编制初设报告及附图,向下游专业提资及接收外专业资料,方案中间评审,主要电气计算及主要电气设备选择,初拟主接线及总平,第42页,2.2.2 初拟主接线及总平初设阶段一般不需要再对主接线方案进行比选，一般会结合不同的设备选型做不同的主接线方案，并对主要电气设备及导体参数进行初步选择。按照南方电网基建工程设计管理规定，初步设计方案应提出不得少于2个的比选方案，并通过技术经济比较等方式提出推荐方案。习惯做法是提供两个及以上不同类型平面布置方案（AIS、GIS、断路器单列或双列布置等），然后对方案进行技术经济比较后提出设计的推荐方案。在可研设计阶段中变电站的站址及出线走廊已确定并通过审查，本设计阶段站址及出线方向一般不宜再作改动。,第43页,2、设计流程及主要内容 2.2 主要设计内容,接收系统资料,编制初设报告及附图,向下游专业提资及接收外专业资料,方案中间评审,主要电气计算及主要电气设备选择,初拟主接线及总平,第44页,主要电气计算及主要电气设备、导体选择1）短路电流计算 按系统提供的系统阻抗、主变阻抗等参数，计算变电站各侧母线的各种短路电流（三相、两相、两相接地、单相接地）。短路电流计算是设备选型的重要依据。按照南方电网220kV500kV电网装备技术导则，变电站母线的短路电流水平不宜超过下表的规定：,第45页,主要电气计算及主要电气设备、导体选择注意：a）非有效接地系统不计算接地短路电流。b）当220kV变电站220kV母线短路电流计算结果接近或大于50kA时，应与系统专业协调，通过系统限制运行方式将短路电流水平降低，以利于设备选择。c）若短路电流计算结果偏小亦可建议系统专业不选高阻抗变压器。,第46页,主要电气计算及主要电气设备、导体选择2）主要电气设备、导体选择 主要电气设备和导体的选择原则和基本要求详见第一单元1.4节。,第47页,主要电气计算及主要电气设备、导体选择3）主接地网计算 变电站的主接地网是保证人员、设备安全的重要设施。人员安全：跨步电位差、接触电位差满足要求；设备安全：绝缘配合计算的重要依据 设计过程：1、主接地网接地电阻的估算；2、计算最大允许跨步电压和接触电压；3、校验主接地网的接地电阻在最大入地短路电流时是否满足跨步电压和接触电压的要求；4、进一步的降阻处理方案及比较。,第48页,主要电气计算及主要电气设备、导体选择3）主接地网计算 变电站的主接地网接地电阻值要求：1、一般情况下，接地装置的接地电阻应符合下式 式中：R考虑到季节变化的最大接地电阻，；I计算用的流经接地装置的入地短路电流，A。,第49页,主要电气计算及主要电气设备、导体选择3）主接地网计算 2、当接地装置的接地电阻不符合上式要求时，可通过技术经济比较增大接地电阻，但不得大于5，且应符合下列要求：1）为防止转移电位引起的危害，对可能将接地网的高电位引向站外或将低电位引向站内的设施，应采取隔离措施。2）考虑短路电流非周期分量的影响，当接地网电位升高时，发电厂、变电站内的310kV 阀式避雷器不应动作或动作后应承受被赋与的能量。3）设计接地网时，应验算接触电位差和跨步电位差。,第50页,主要电气计算及主要电气设备、导体选择4）防雷保护范围计算 变电站防雷保护范围计算通常是采用折线法，而建筑物、信息系统的防雷保护范围则是按照建筑物防雷规范（GB 50057 1994）采用滚球法。两种不同的计算方法得出的保护范围是不一样的。在避雷针高度较小时(h0.4DsDs为滚球的半径)，折线法得出的保护范围小于滚球法得出的保护范围；避雷针高度较大时，折线法得出的保护范围大于滚球法得出的保护范围，且随着避雷针高度的增加，二者差别逐级增大。具体的计算详见第5单元 电气一次设计主要电气计算,第51页,主要电气计算及主要电气设备、导体选择5）站用电负荷计算 根据负荷统计计算结果，确定站用变压器的容量及台数。,第52页,主要电气计算及主要电气设备、导体选择6）500 kV输变电工程电磁暂态研究 500 kV输变电工程通常需要进行电磁暂态研究，通过采用电力电子及电磁暂态计算程序（EMTPE），对500 kV输电系统的工频过电压、线路单相重合闸过程中的潜供电流和恢复电压、非全相运行过电压、线路合闸和单相重合闸操作过电压以及线路的感应电压和感应电流等进行模拟计算，并根据计算结果提出系统的过电压水平和限制措施，确定500kV配电装置母线是否需装设避雷器，500kV线路断路器是否需装设合闸电阻，对500kV线路隔离开关接地刀闸参数提出要求。此项研究一般是外委有资质科研单位或院校完成。,第53页,一次设计软件应用,电气总平绘制,电气主接线绘制,短路电流计算,设备导体校验,其它计算工具,设备材料统计,技术规范书,断面绘制,套用通用图,第54页,2、设计流程及主要内容 2.2 主要设计内容,接收系统资料,编制初设报告及附图,向下游专业提资及接收外专业资料,方案中间评审,主要电气计算及主要电气设备选择,初拟主接线及总平,第55页,2.2.4 方案中间评审 初拟的电气主接线、主要电气设备选择和电气总平面布置方案出来后，按照院“三标”整合管理体系的要求，需要进行方案的中间评审。中间评审一般由项目经理组织和主持，主管副总、主任工、和各专业负责人参加，评审后主设人填写设计评审纪要，并保存评审记录。主设人根据评审意见进一步修改和完善电气主接线和电气总平面布置图。,第56页,2、设计流程及主要内容 2.2 主要设计内容,接收系统资料,编制初设报告及附图,向下游专业提资及接收外专业资料,方案中间评审,主要电气计算及主要电气设备选择,初拟主接线及总平,第57页,2.2.5 向下游专业提资及接收外专业资料 将修改完善后的电气主接线、电气总平面布置图以及主要设备材料表，分别向土建、二次、通信和概算等下游专业提资。初设阶段一次专业向下游专业提资及分类详见下表：,第58页,2.2.5 向下游专业提资及接收外专业资料 初设阶段一次专业向下游专业提资详见下表：,第59页,2.2.5 向下游专业提资及接收外专业资料 初设阶段一次专业接收外专业提资详见下表：,第60页,2.2.5 向下游专业提资及接收外专业资料 初设阶段一次专业接收外专业提资详见下表：除此之外，尚需办理施工及站用电外来电源协议。,第61页,2、设计流程及主要内容 2.2 主要设计内容,接收系统资料,编制初设报告及附图,向下游专业提资及接收外专业资料,方案中间评审,主要电气计算及主要电气设备选择,初拟主接线及总平,第62页,2.2.6 编制初设报告及附图 初设设计说明书一次部分主要章节如下：3 电气一次 3.1 电气主接线 3.2 短路电流计算及导体、主要电气设备选择校验 3.3 绝缘配合及过电压保护和接地 3.4 配电装置 3.5 电气总平面布置 3.6 站用电及照明 3.7 电缆设施 3.8 辅助设施及其它,第63页,2.2.6 编制初设报告及附图 初设设计说明书一次部分的附图有：1、电气主接线图2、电气总平面布置图3、短路电流计算结果及主要电气设备选择校验表4、各级电压配电装置平断面图5、35kV（10kV）屋内配电装置配置接线图6、380V站用电配置接线图7、防雷布置图各图纸的设计深度要求详见变电一次科工作守则。,第64页,一次专业初步设计阶段图纸会签项目 本表是根据中国电力规划设计协会发布的电力设计图纸会签制度整理而得。,第65页,2.2.6 编制初设报告及附图 初设设计成品校审要点：1）检查可研批复文件要求本设计阶段要做的工作是否已做？2）标准模块的引用说明及差异表。3）核建设规模、主变容量、阻抗电压、变比。4）说明主要电气设备以及导体（含站用变、电容器回路电缆）的选择。5）户内GIS布置应注意出线套管对侧墙的距离应满足现场做耐压时的最小安全净距要求。6）检查接地方案，如有外引，需接地方案示意图;注意计算书及报告的防腐设计。,第66页,2.2.6 编制初设报告及附图 初设设计成品校审要点：7）说明电气设备总平面布置方案及其优选结论。注意：可研设计阶段已审定各电压等级出线走廊，故本阶段在拟定总平布置比选方案时，如无特殊情况不宜轻易更改出线方向。8）说明站用电接线方案及站用电电源（包括所用备用电源）的引接。9）站用电开关柜CT选择时，要满足动热稳定及过流整定（）的需求10）避雷针尽可能布置在构架上，但在土壤电阻率大于1000m 的地区，宜装设独立避雷针。,第67页,2.2.6 编制初设报告及附图 初设设计成品校审要点：11）核一次电力电缆数量12）检查设备清册易漏要点：主变压器抽头是否与系统提供资料一致，扩建时抽头是否与前期主变压器抽头一致。10kV、380V柜内母线全部包封绝缘材料。10kV屋外电容器裸露导体连接部分包封绝缘材料。变电站施工电源线路长度及材料等。,第68页,第二单元培训提纲,2.4,小 结,第69页,1、概述 初步设计经审查批准后，便可根据审查结论，开展施工图设计。在施工图设计阶段中，应准确无误地表达设计意图，及时提供符合质量和深度要求的设计图纸，保证工程施工顺利进行。,第70页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,配合物资部门采购设备,编制施工图卷册,向下游专业提资及接收外专业资料,主要电气计算,接收厂家设计资料,第71页,2.2、设计主要内容配合物资部门采购设备按照惯例，初步设计通过审查后5个工作日内需提供工程的设备技术规范书。南网公司规定，物资采购一律使用公司正式颁布的标准技术标书。特殊情况下，需要使用标准技术标书以外的技术规范书的，由需求部门向物资部门提出书面申请，详细书面理由，经分省公司物资部门书面报网公司物资部同意后，方可进行填报使用，否则不予安排采购。南网公司正式颁布的一次部分的标准技术标书分为主网线圈类设备和主网开关类设备。,第72页,南网公司正式颁布的一次部分的标准技术标书清单,第73页,南网公司正式颁布的一次部分的标准技术标书清单,第74页,南网公司正式颁布的一次部分的标准技术标书清单,第75页,南网公司正式颁布的一次部分的标准技术标书清单,第76页,南网公司正式颁布的一次部分的标准技术标书清单,第77页,2.2、设计主要内容配合物资部门采购设备 设备技术规范书（送审版）编制完成后，由电网建设分公司（或供电局）组织审查，通过审查后，需按照评审意见修改设备技术规范书，设备技术规范书（审定版）完成后，则录入物资系统由南网统一集中采购。招标期间，投标单位如对技术规范书有疑问，设计需配合招标单位予以澄清。南网统一招标有中标结果后，设计需配合中标厂家签订技术协议。至此，配合物资部门采购设备工作结束。,第78页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,配合物资部门采购设备,编制施工图卷册,向下游专业提资及接收外专业资料,主要电气计算,接收厂家设计资料,第79页,2.2、设计主要内容 2.2.2 接收厂家设计资料 按照合同要求，供货厂家收到中标通知书后515天内给出全部最终技术资料。接到厂家设计资料后，按照院三标管理体系要求，需对资料进行评审时，评审后填写顾客提供资料评审记录表。所有的厂家资料必须验证，认为合格后方能使用。,第80页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,配合物资部门采购设备,编制施工图卷册,向下游专业提资及接收外专业资料,主要电气计算,接收厂家设计资料,第81页,2.2、设计主要内容 2.2.3 主要电气计算 施工图设计阶段的电气计算主要有：导线张力驰度计算、防雷接地计算（避雷针保护范围计算、接地电阻计算、接触电位差及跨步电位差计算）、母线接地开关配置计算等。详细的计算方法见第5单元 电气一次设计主要电气计算。按照规定，计算书仅供院内存档，不向外提供。,第82页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,配合物资部门采购设备,编制施工图卷册,向下游专业提资及接收外专业资料,主要电气计算,接收厂家设计资料,第83页,2.2、设计主要内容 2.2.4 向下游专业提资及接收外专业资料 根据最终的厂家资料和电气计算成果，在初步设计的基础上，完善电气主接线图及电气总平面布置图，将设计意图进一步准确无误地表达出来。施工图设计阶段一次专业向下游专业提资及分类详见下表：,第84页,2.2.4 向下游专业提资及接收外专业资料,第85页,2.2.4 向下游专业提资及接收外专业资料,第86页,2.2.4 向下游专业提资及接收外专业资料,第87页,2.2.4 向下游专业提资及接收外专业资料实际220kV变电站工程向下游专业提资清单：,第88页,2.2.4 向下游专业提资及接收外专业资料施工图设计阶段一次专业接收外专业提资详见下表：,第89页,2.2.4 向下游专业提资及接收外专业资料,第90页,2、设计流程及主要内容 2.1 设计流程,配合物资部门采购设备,编制施工图卷册,向下游专业提资及接收外专业资料,主要电气计算,接收厂家设计资料,第91页,2.2、设计主要内容 2.2.5 编制施工图卷册 220kV变电站一次部分施工图卷册目录：,第92页,500kV变电站一次部分施工图卷册目录：,第93页,2.2.5 编制施工图卷册 施工图设计阶段一次专业会签项目,第94页,2.2.5 编制施工图卷册施工图成品校审要点详见变电一次科工作守则。,第95页,第二单元培训提纲,2.4,小 结,第96页,本单元主要内容：1、可研设计流程及内容。可研设计共分为：接收系统资料、现场踏勘、初拟主接线及总平、方案中间评审、向下游专业提资和编制可研报告及附图等六个设计流程。2、初步设计流程及内容。初步设计共分为：接收系统资料、初拟主接线及总平、主要电气计算及主要电气设备选择、方案中间评审、向下游专业提资及接收外专业资料和编制初设报告及附图等六个设计流程。3、施工图设计流程及内容。施工图设计共分为：配合物资部门采购设备、接收厂家设计资料、主要电气计算、向下游专业提资及接收外专业资料和编制施工图卷册等五个设计流程。,谢 谢！,