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1、设计方案汇报设计方案汇报东北电网公司东北电网公司福建省电力勘测设计院福建省电力勘测设计院2010年元月年元月东北长春南东北长春南500kV500kV智能变电站试点工程智能变电站试点工程 前前 言言2009200920092009年国家电网公司依托东北公司长春南年国家电网公司依托东北公司长春南年国家电网公司依托东北公司长春南年国家电网公司依托东北公司长春南500kV500kV500kV500kV变电变电变电变电站，组织开展了智能变电站试点建设的设计竞赛活动，旨站，组织开展了智能变电站试点建设的设计竞赛活动，旨站，组织开展了智能变电站试点建设的设计竞赛活动，旨站，组织开展了智能变电站试点建设的设计
2、竞赛活动，旨在进一步强化设计工作管理，推动设计理念创新，引领变在进一步强化设计工作管理，推动设计理念创新，引领变在进一步强化设计工作管理，推动设计理念创新，引领变在进一步强化设计工作管理，推动设计理念创新，引领变电站工程设计技术进步方向，以设计竞赛的成果带动智能电站工程设计技术进步方向，以设计竞赛的成果带动智能电站工程设计技术进步方向，以设计竞赛的成果带动智能电站工程设计技术进步方向，以设计竞赛的成果带动智能变电站设计、技术的提高，推动基建标准化建设深化，促变电站设计、技术的提高，推动基建标准化建设深化，促变电站设计、技术的提高，推动基建标准化建设深化，促变电站设计、技术的提高，推动基建标准化
3、建设深化，促进公司系统变电站工程设计建设整体水平再上新台阶。进公司系统变电站工程设计建设整体水平再上新台阶。进公司系统变电站工程设计建设整体水平再上新台阶。进公司系统变电站工程设计建设整体水平再上新台阶。设计指导思想设计指导思想初步设计阶段按照初步设计阶段按照初步设计阶段按照初步设计阶段按照“三通一标三通一标三通一标三通一标”和和和和“两型一化两型一化两型一化两型一化”总体总体总体总体原则，吸收竞赛的成果，集中各院的优秀设计亮点，创新原则，吸收竞赛的成果，集中各院的优秀设计亮点，创新原则，吸收竞赛的成果，集中各院的优秀设计亮点，创新原则，吸收竞赛的成果，集中各院的优秀设计亮点，创新建设设计理念
4、，以提高变电站智能化水平为目标，做好智建设设计理念，以提高变电站智能化水平为目标，做好智建设设计理念，以提高变电站智能化水平为目标，做好智建设设计理念，以提高变电站智能化水平为目标，做好智能变电站关键设计和技术工程应用，并与全寿命周期设计能变电站关键设计和技术工程应用，并与全寿命周期设计能变电站关键设计和技术工程应用，并与全寿命周期设计能变电站关键设计和技术工程应用，并与全寿命周期设计理念和方法相结合，积极优化和创新，积极应用新设计、理念和方法相结合，积极优化和创新，积极应用新设计、理念和方法相结合，积极优化和创新，积极应用新设计、理念和方法相结合，积极优化和创新，积极应用新设计、新技术、新设
5、备、新材料，提出安全可靠、技术先进、经新技术、新设备、新材料，提出安全可靠、技术先进、经新技术、新设备、新材料，提出安全可靠、技术先进、经新技术、新设备、新材料，提出安全可靠、技术先进、经济合理、指标优秀的智能变电站设计方案。济合理、指标优秀的智能变电站设计方案。济合理、指标优秀的智能变电站设计方案。济合理、指标优秀的智能变电站设计方案。工程概况工程概况长春南变电站站址位于公主岭市永发乡田家油坊村东长春南变电站站址位于公主岭市永发乡田家油坊村东0.4km0.4km，东距长春市，东距长春市28km28km，南距公主岭市约，南距公主岭市约33km33km，西距，西距500kV500kV梨梨合合回线
6、约回线约250m250m、500kV500kV梨合梨合回线约回线约3.0km3.0km，站址进出线较方，站址进出线较方便。便。工程概况工程概况改善长春地区改善长春地区220kV220kV电网结构、提高电网的运电网结构、提高电网的运行可靠性、提高长春地区独立运行的能力；行可靠性、提高长春地区独立运行的能力；为西部地区大规模风电场接入提供落点；为西部地区大规模风电场接入提供落点；缓解过负荷对电网改造的压力，提高现有设缓解过负荷对电网改造的压力，提高现有设备的使用寿命。备的使用寿命。 500kV500kV长春南输变电工程计划长春南输变电工程计划20112011年年6 6月建成。月建成。工程概况工程概
7、况项项 目目 名名 称称本本 期期远远 期期500kV500kV主变压器主变压器2 21000MVA1000MVA4 41000MVA1000MVA500kV500kV出线回路数出线回路数4 4回回1010回回220kV220kV出线数出线数1010回回1616回回500kV500kV高压并联电抗器高压并联电抗器/ /4 4组组低压并联电抗器低压并联电抗器1 190Mvar90Mvar( (注）注）每台主变低压侧每台主变低压侧配置配置180Mvar180Mvar低压并联电容器低压并联电容器/ /每台主变低压侧每台主变低压侧配置配置120Mvar120Mvar注：通过对系统无功平衡及电压注：通过
8、对系统无功平衡及电压建建 设设 规规 模模电气主接线电气主接线500kV500kV：l3/23/2断路器断路器l2 2完整串完整串+2+2不完整串不完整串l1010台断路器台断路器l主变进主变进2 2、4 4、5 5、7 7串串220kV:220kV:l双母线双分段双母线双分段主变主变: :l三相式三相式l中性点直接接地中性点直接接地66kV:66kV:l单母线，设总断路器单母线，设总断路器l本期本期1x90Mvar1x90Mvar低抗低抗通过对通过对500kV500kV配串进行优化调整，将远景公主岭配串进行优化调整，将远景公主岭2 2回出线由回出线由向东改为向西出线，以避免与向东改为向西出线
9、，以避免与220kV220kV线路交叉。远期线路交叉。远期4 4回带出线回带出线高压的线路连续布置，减少了征地面积，降低了投资。同时满高压的线路连续布置，减少了征地面积，降低了投资。同时满足电源与负荷配对成串，同名回路不同串的配串原则。足电源与负荷配对成串，同名回路不同串的配串原则。500kV500kV电气主接线电气主接线220kV220kV电气主接线电气主接线对对对对220kV220kV220kV220kV接线从技术、经济、可靠性等方面分析，并综合接线从技术、经济、可靠性等方面分析，并综合接线从技术、经济、可靠性等方面分析，并综合接线从技术、经济、可靠性等方面分析，并综合考虑实际运行经验、运
10、行习惯，本期及远期均采用双母线双分考虑实际运行经验、运行习惯，本期及远期均采用双母线双分考虑实际运行经验、运行习惯，本期及远期均采用双母线双分考虑实际运行经验、运行习惯，本期及远期均采用双母线双分段接线。段接线。段接线。段接线。采用组合式电流、电压互感器，在进、出线侧设置带电显采用组合式电流、电压互感器，在进、出线侧设置带电显采用组合式电流、电压互感器，在进、出线侧设置带电显采用组合式电流、电压互感器，在进、出线侧设置带电显示装置。示装置。示装置。示装置。对对对对66kV66kV66kV66kV主变进线总断路器设置进行详细的论证，考虑主变进线总断路器设置进行详细的论证，考虑主变进线总断路器设置
11、进行详细的论证，考虑主变进线总断路器设置进行详细的论证，考虑实际运行经验及习惯，本工程在不增加占地的情况下，推实际运行经验及习惯，本工程在不增加占地的情况下，推实际运行经验及习惯，本工程在不增加占地的情况下，推实际运行经验及习惯，本工程在不增加占地的情况下，推荐采用设置主变荐采用设置主变荐采用设置主变荐采用设置主变66kV66kV66kV66kV进线总断路器接线方式。进线总断路器接线方式。进线总断路器接线方式。进线总断路器接线方式。66kV66kV电气主接线电气主接线 智能一次设备智能一次设备3 试点应用光纤环式电试点应用光纤环式电子互感器。子互感器。1 一次设备智能化。一次设备智能化。采用采
12、用“一次设备一次设备+ +智能组智能组件件”的模式实现一次设的模式实现一次设备智能化。一次设备集备智能化。一次设备集成在线监测单元。成在线监测单元。 2 全站采用罗氏线圈型全站采用罗氏线圈型电子式互感器，电子式互感器，220kV220kV采采用电子组合式电流电压用电子组合式电流电压互感器。互感器。 电子式互感器电子式互感器 电子式互感器电子式互感器主要设备选型主要设备选型主设备选型主设备选型500500、220kV220kV主设备：主设备：500kV500kV选用选用HGISHGIS组合电器；组合电器；220kV220kV选用选用GISGIS组合电器；组合电器；66kV66kV主设备：主设备：
13、66kV66kV选用罐式断路器、油浸电抗器、框架式电容器组。选用罐式断路器、油浸电抗器、框架式电容器组。电子式互感器：电子式互感器： 电流互感器采用罗氏线圈原理；电流互感器采用罗氏线圈原理；电压互感器采用电容分压原理；电压互感器采用电容分压原理；220kV220kV采用电流电压组合型互感器。采用电流电压组合型互感器。变电站采用基于变电站采用基于DL/T 860DL/T 860（IEC61850IEC61850）标准的）标准的自动化系统，站控层网络按照自动化系统，站控层网络按照MMSMMS、GOOSEGOOSE、SNTPSNTP三三网合一方式设计。网合一方式设计。变电站自动化系统网络结构变电站自
14、动化系统网络结构针对过程层网络提出以下三种方案：针对过程层网络提出以下三种方案：方案一：采样值方案一：采样值( (SMVSMV）、GOOSEGOOSE、IEC61588IEC61588三网合一；三网合一；方案二：采样值（方案二：采样值（SMVSMV）采用点对点方式，）采用点对点方式，GOOSEGOOSE组网；组网；方案三：方案三：SMVSMV点对点、点对点、GOOSEGOOSE点对点；点对点；通过综合考虑网络流量、网络延时、产品成熟度等，通过综合考虑网络流量、网络延时、产品成熟度等，500500、220kV220kV过程层暂考虑采用过程层暂考虑采用SMVSMV、GOOSEGOOSE、IEIEC
15、6C615881588三网三网合一方案，同时考虑采用合一方案，同时考虑采用GMRPGMRP、IEC61588IEC61588的风险应对措施。的风险应对措施。变电站自动化系统网络结构变电站自动化系统网络结构500kV500kV系统保护、测控独立配置；系统保护、测控独立配置；220kV220kV线路采用保护测控一体化装置，按双重化配置；线路采用保护测控一体化装置，按双重化配置；66kV66kV每个间隔各配置一套保护、测控、计量、录波、合每个间隔各配置一套保护、测控、计量、录波、合并单元一体化装置，按单重化配置。并单元一体化装置，按单重化配置。二次设备优化整合二次设备优化整合全站配置一套全站配置一套
16、GPS/GPS/北斗双卫星时间同步系统；北斗双卫星时间同步系统；站控层网络采用站控层网络采用SNTPSNTP对时；对时；间隔层和过程层设备暂考虑采用间隔层和过程层设备暂考虑采用IEC 61588IEC 61588网络对时网络对时, ,要求设备同时接收要求设备同时接收IRIG-BIRIG-B对时信号。对时信号。全站同步时钟系统全站同步时钟系统全站配置一套智能站用交直流一体化电源系统。通信全站配置一套智能站用交直流一体化电源系统。通信直流电源蓄电池单独配置。直流电源蓄电池单独配置。交直流一体化电源交直流一体化电源经专题分析，综合考虑各参量检测设备的检测精度、经专题分析，综合考虑各参量检测设备的检测
17、精度、可靠性、稳定性、对高压设备影响及经济性等情况，确定可靠性、稳定性、对高压设备影响及经济性等情况，确定长春南长春南500kV500kV变电站设备在线监测范围。变电站设备在线监测范围。主变压器配置油中温度、微水、铁芯接地、油色谱、主变压器配置油中温度、微水、铁芯接地、油色谱、局放在线监测；局放在线监测；500kV HGIS500kV HGIS和和220kV GIS220kV GIS状态配置状态配置SF6SF6气体密度、温度、气体密度、温度、微水、断路器机械特性在线态监测；微水、断路器机械特性在线态监测；500kV500kV及及220kV220kV避雷器配置泄漏电流、动作次数在线监避雷器配置泄
18、漏电流、动作次数在线监测；测；66kV66kV油抗配置油色谱在线监测装置；油抗配置油色谱在线监测装置；配置一套便携式局放离线监测装置。配置一套便携式局放离线监测装置。 设备在线监测及状态检修设备在线监测及状态检修在线监测系统单独组网，系统组网结构详见下图：在线监测系统单独组网，系统组网结构详见下图：设备在线监测及状态检修设备在线监测及状态检修户外智能控制柜户外智能控制柜对智能控制柜下放问题，充分考虑东北地区寒冷的气候对智能控制柜下放问题，充分考虑东北地区寒冷的气候特点，柜体采用特点，柜体采用IP55IP55防护等级、双层中空结构，外层设反光防护等级、双层中空结构，外层设反光材料，内层密闭，保温
19、隔热，材料，内层密闭，保温隔热，配置防雨帽、过滤网、配置自动加配置防雨帽、过滤网、配置自动加热热除湿装置、材质选用不锈钢板。夹层面板及装置面板装设保除湿装置、材质选用不锈钢板。夹层面板及装置面板装设保温层。温层。配置程序化控制、站内状态估计、设备状态可视化、智能配置程序化控制、站内状态估计、设备状态可视化、智能告警及事故信息综合分析决策、故障信息综合分析决策、支撑告警及事故信息综合分析决策、故障信息综合分析决策、支撑经济运行与优化控制、不停电修改及核对定值、智能巡检等站经济运行与优化控制、不停电修改及核对定值、智能巡检等站控层功能。控层功能。 站控层应用功能站控层应用功能变变电电站站配配置置一
20、一套套辅辅助助控控制制系系统统，实实现现图图像像监监控控、温温湿湿度度检检测、安防、照明远程控制等功能，并与火灾报警等系统联动。测、安防、照明远程控制等功能，并与火灾报警等系统联动。变电站辅助控制系统变电站辅助控制系统长春南变电站配置一套智能巡检控制系统，巡检人员手持长春南变电站配置一套智能巡检控制系统，巡检人员手持智能终端按终端提示的巡视路线进入设备区依次巡视，并按提智能终端按终端提示的巡视路线进入设备区依次巡视，并按提示内容进行巡视并填写巡视结果，巡检结果可直接导入巡检系示内容进行巡视并填写巡视结果，巡检结果可直接导入巡检系统，提高效率，保证巡检人员按时到岗。统，提高效率，保证巡检人员按时
21、到岗。变电站智能巡检系统变电站智能巡检系统智能巡检系统结构图智能巡检系统结构图站区电缆敷设站区电缆敷设站区电缆敷设采用地面电缆桥架结合穿管直埋的敷设方式，造站区电缆敷设采用地面电缆桥架结合穿管直埋的敷设方式，造价经济，便于成品采购、外型轻巧美观，施工安装方便、减少土建价经济，便于成品采购、外型轻巧美观，施工安装方便、减少土建的湿作业，缩短施工周期，便于电缆敷设和检修。的湿作业，缩短施工周期，便于电缆敷设和检修。建筑建筑全站设置一座生产综合房，内设有公用设备室、蓄电池室、全站设置一座生产综合房，内设有公用设备室、蓄电池室、全站设置一座生产综合房，内设有公用设备室、蓄电池室、全站设置一座生产综合房
22、，内设有公用设备室、蓄电池室、资料室；各房间直接向外疏散，交通面积和公共使用面积为零，资料室；各房间直接向外疏散，交通面积和公共使用面积为零，资料室；各房间直接向外疏散，交通面积和公共使用面积为零，资料室；各房间直接向外疏散，交通面积和公共使用面积为零，建筑使用率达到建筑使用率达到建筑使用率达到建筑使用率达到100%100%100%100%。主变消防泡沫喷雾间单独设置；并按无。主变消防泡沫喷雾间单独设置；并按无。主变消防泡沫喷雾间单独设置；并按无。主变消防泡沫喷雾间单独设置；并按无人值班、有人值守智能变电站的性质和特点，单独设置值守房，人值班、有人值守智能变电站的性质和特点，单独设置值守房，人
23、值班、有人值守智能变电站的性质和特点，单独设置值守房，人值班、有人值守智能变电站的性质和特点，单独设置值守房，内含安全工具间，布置在变电站入口处，充分体现人性化设计；内含安全工具间，布置在变电站入口处，充分体现人性化设计；内含安全工具间，布置在变电站入口处，充分体现人性化设计；内含安全工具间，布置在变电站入口处，充分体现人性化设计；同时在同时在同时在同时在220kV220kV220kV220kV配电装置区域西侧空位设置汽车库。配电装置区域西侧空位设置汽车库。配电装置区域西侧空位设置汽车库。配电装置区域西侧空位设置汽车库。各建筑物房间设置各建筑物房间设置l综合生产房内设置：公共设备室、蓄电池室、资料室；综合生产房内设置：公共设备室、蓄电池室、资料室；l值守房内设置：值守室、值守人员休息室、安全工具间。值守房内设置：值守室、值守人员休息室、安全工具间。l泡沫设备房：主变消防泡沫喷淋设备专用。泡沫设备房：主变消防泡沫喷淋设备专用。l车库：根据东北气候及生产特点，设置车库。车库：根据东北气候及生产特点，设置车库。建筑造型：建筑造型：l采用双坡屋面造型，可以迅速排水和减小冬季屋面覆雪荷载。采用双坡屋面造型，可以迅速排水和减小冬季屋面覆雪荷载。l采用节能、环保材料；顶棚简易吊顶。采用节能、环保材料；顶棚简易吊顶。建筑建筑其它优化创新其它优化创新谢谢大家！谢谢大家！
