35千伏柳河变扩建工程可行性研究报告

商丘宁陵35kV柳河变增容改造工程

可行性研究报告

商丘市天宇电力工程勘测设计有限公司

设计证书乙级 A241010277

二○一二年九月

审定： 审核： 校核： 编制：

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目录

1 工程概述 .................................................................................... 1

1.1 1.2 1.3 1.4

设计依据 ............................................................................ 1 设计范围 ............................................................................ 1 工程概况 ............................................................................ 1 工程本期改造概况 ............................................................. 1

2 电力系统 .................................................................................... 2

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

电网现状 ............................................................................ 2 电力需求预测................................................................... 15 变电站建设可行性 ........................................................... 18 变电站改造规模 ............................................................... 19 相关电气计算................................................................... 19

3 电气一次 .................................................................................. 19

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9

柳河变电站现状 ............................................................... 19 变电站本期改造项目 ....................................................... 21 35KV接线形式................................................................. 23 10KV接线 ........................................................................ 23 各级电压中性点接地方式 ................................................ 23 短路电流方式及主要电气设备、导体选择 ...................... 23 绝缘配合及过电压保护.................................................... 24 电气设备布置及配电装置 ................................................ 25 站用电及动力照明 ........................................................... 26

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3.10 电缆敷设及防火 ............................................................... 26

4 电气二次部分 ......................................................................... 26

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

二次改造概况................................................................... 26 调度自动化 ...................................................................... 27 监控系统 .......................................................................... 29 元件保护 .......................................................................... 32 一体化电源系统 ............................................................... 34 电缆设施及电缆阻燃措施 ................................................ 36 二次防雷系统................................................................... 37 二次控制电缆及抗干扰措施 ............................................ 37

5 土建部分 .................................................................................. 37

5.1 5.2

变电站改造内容 ............................................................... 37 结构.................................................................................. 37

6 7 8

工程投资 .................................................................................. 39 主要设备及材料清册............................................................. 40 附图........................................................................................... 49

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1 工程概述

1.1 设计依据

（1）35（66）~110千伏输变电工程可行性研究内容深度规定 （2）宁陵县供电区“十二五”电网规划及2020年展望 （4）现行国家、行业强制性标准和技术规范、规程 1.2 设计范围

（1）论证建设必要性及其在电力系统中的作用；

（2）根据负荷预测与电力平衡，对该站扩建规模提出建议； （3）论述通信方案； （4）进行工程投资估算。 1.3 工程概况

站址范围内地势平坦宽敞，交通便利，进出线走廊畅通，进站道路较长，满足扩建要求。工程现状如下：

主变现有规模8000+5000kVA；

35kV出线最终2回，现有2回，架空出线。 10kV出线最终8回，现有5回，架空出线。

10kV无功补偿装置为集合式电容器，容量为900kVar。 1.4 工程本期改造概况

主变压器：本期将容量为2#的变压器，更换为容量为10000kVA的变压器；

35kV出线维持现状不变

10kV出线间隔增加2回，架空出线。

10kV无功补偿装置新增电容器2组，电容器容量为2400kVar； 本站按综合自动化无人值班方式考虑设计改造。

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和食品安全工作。县城建成区面积三年达到18平方公里，人口达到18万人；“十二五”期末，县城建成区面积达到20平方公里，建成区总人口达到20万人；城镇化水平达到42%；城镇基础设施建设投资每年增幅30%以上。二是增强城市功能。抓好“一校三站”（新区小学、汽车站、张弓110千伏变电站、产业集聚区110千伏变电站）、“一园三区”（葛天公园、公共租赁房小区、后址庄安置小区、黄小庄安置小区）、“一场三馆”（体育场、体育馆、档案馆、展览馆）、“一院三馆”（葛天大剧院、图书馆、艺术馆、博物馆）等重点工程建设，完善城市基本功能。加快县城供水、供气、供热以及污水处理、垃圾处理、绿地、健身等基础设施建设，加快河道、“四湖”治理，疏通县城水系，引黄入城，搞好沿河、沿湖景观绿化，进一步改善和优化人居环境。发展城市公交，建立县城交通体系，提高通行能力。三是加快旧城及城中村改造。重点实施好总投资30亿元的“四湖”综合开发项目，三年内完成所有城中村改造。四是积极推进房地产业平稳健康发展。建设一批高档住宅小区，加快市民进小区居住进程，提升居民居住条件和生活质量。完善住房政策体系，调整优化商品房供给结构，合理引导住房需求。强化政府职责，加大廉租住房、经济适用房、棚户区改造、公共租赁住房等保障性住房建设力度，增加中低收入居民住房供给。五是提高城市管理水平。高标准、高水平编制各类专项规划，确保各类建设有序实施，避免重复建设，维护规划的严肃性、权威性。根据城镇化发展需求，适时稳妥推进城乡区划调整。按照“建管并举、重在管理”的方针，理顺城市管理体制，完善服务功能，争创省级“文明城、园林城、卫生城”。

发展城镇支撑产业。坚持产城互动，以产业带动县城，以县城促进产业，促进城镇化良性循环。通过产业集聚区等园区建设和发展商

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业贸易及社区服务，为县城建设提供财力支撑，为县城居民提供就业岗位。

3、电网及用电现状分析

宁陵县供电区，拥有220千伏变电站1座，主变2台容量为2×150兆伏安；110千伏变电站2座，主变4台容量为174.5兆伏安；35千伏变电站8座，主变16台容量为80.75兆伏安；10千伏线路51条总长度1359千米，配变台区1963个总容量为275.8兆伏安。宁陵电网通过近几年来的建设，已初步形成以110千伏电网为依托，35千伏网架为骨干，中低压配电网为支撑供电网络。

2011年全社会最大用电负荷130兆瓦，同比增长16.6%；全社会供电量5.94亿千瓦时,同比增长66%。其中35千伏电网供电量3.14亿千瓦时，占全社会用电量的比例为54.6%；10千伏电网供电量2.8亿千瓦时，占全社会用电量的比例为45.4%。

110千伏容载比为1.34，35千伏平均容载比为1.25，2011年各变电站最大负荷时容载比详见下表。

表格 2-1宁陵县2011年各变电站最大负荷时容载比统计一览表

单位：MVA、MW 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 变电名称 宁陵变 石桥变 程楼变 刘楼变 柳河变 逻岗变 阳驿变 张弓变 赵村变 工业园 华煊变 国华变 天瑞变 电压等级（kV） 110 110 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 容量 71.5 103 8 7.15 13 6.3 9 11.3 8 10 52.4 55.65 6.3 8

最大负荷 容载比 67.24 80.90 7.58 4.86 10.92 6.21 4.97 9.40 7.84 5.73 44.68 29.13 4.00 1.06 1.27 1.06 1.47 1.19 1.01 1.81 1.20 1.02 1.75 1.17 1.91 1.58 备注 公用变 公用变 公用变 公用变 公用变 公用变 公用变 公用变 公用变 公用变 用户变 用户变 用户变 商丘宁陵35千伏柳河变增容改造工程可行性研究报告

35千伏变电站仅有8座，容载比1.3以上有3座，负荷较重的有5座，其中负荷最重有3座分别是35千伏逻岗变（主变容量为6.3兆伏安，最大负荷为6.21兆瓦，容载比为1.01）、35千伏赵村变（主变容量为8兆伏安，最大负荷为7.84兆瓦，容载比为1.02）、35千伏程楼变（主变容量为8兆伏安，最大负荷为7.58兆瓦，容载比为1.06）；负荷较重有2座分别是35千伏柳河变（主变容量为13兆伏安，最大负荷为10.92兆瓦，容载比为1.19）。35千伏张弓变（主变容量为11.3兆伏安，最大负荷为9.40兆瓦，容载比为1.20），从容载比来看，电网110千伏电源容量严重为足，35千伏主变容量严重不足。

2011年宁陵县供电区最大网供负荷130兆瓦，出现在8月15日20时13分，较2010年增长16.6％；当时国华合金大用户负荷29.38兆瓦，华煊捍材大用户负荷35.56兆瓦，天瑞水泥大用户3.48兆瓦，公用电网负荷61.58兆瓦。通过110千伏电网（变电站）降压负荷130兆瓦，110千伏平均容载比1.34；通过35千伏电网（变电站）降压负荷52.48兆瓦，35千伏平均容载比1.53。典型负荷日具体情况详见下表：

表格 2-2宁陵供电区典型负荷日时供电情况一览表

单位：MVA、MW 7月25日11时55分 8月15日20时13分 110千35千110千35千10千10千伏侧伏侧伏侧伏侧伏侧伏侧降降压降压降压降压降压压负荷 负荷 负荷 负荷 负荷 负荷 65.59 42.53 22.24 68.57 47.05 21.53 42.99 40.94 1.81 61.43 49.95 11.48 4.7 2.04 4.6 2.12 9

序号 1 2 3 4 5 6 变电站名称 宁陵变 石桥变 程楼变电站 刘楼变电站 柳河变电站 逻岗变电压等容量 级（kV） 110 110 35 35 35 35 71.5 134.5 8 7.15 13 6.3 4.69 1.98 4.61 2.06 4.7 2.68 6.1 3.75 4.65 2.59 6.1 3.74 商丘宁陵35千伏柳河变增容改造工程可行性研究报告

7 8 9 10 11 电站 张弓变电站 赵村变电站 用户华煊变电站 用户国华变电站 用户天瑞变电站 35 35 35 11.3 8 52.4 7.2 5.66 28.43 7.09 5.65 7.12 4.23 35.56 7.09 4.22 35 55.65 25.33 29.38 35 6.3 3.39 3.48 2011年大负荷时，宁陵县电网主要是以110千伏变电站为电源支撑点的35千伏电网，从网络接线和地域划分上可分为南、北两个35千伏电网，即南部35千伏电网，是以110千伏南关变电站为电源支撑点；北部35千伏电网，是以110千伏石桥变电站为电源支撑点，整个宁陵电网是以110千伏为主网架的辐射式供电电网。

南部以110千伏宁陵变中心，现正常运行方式供35千伏程楼变、张弓变、刘楼变、阳驿变、逻岗变、国华变和城区、乔楼乡区域内10千伏负荷。

北部以110千伏石桥变电源点，现正常运行方式供35千伏赵村变、柳河变、天瑞变、华煊变、国华变和产业集聚区、石桥镇区域内10千伏负荷。

2011年大负荷时，全供电区有限电，限了华煊变、国华变的厂矿负荷，限了15兆瓦负荷。

中低压配电网：10千伏线路51条，其中负载率在70%以上的共12条，负载率在80%以上的共7条，负载率在90%以上的共4条，过载重载10千伏线路23条，占10千伏线路总条数的45%以上，过载

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重载10千伏线路详见下表：

表格 2-3过载重载10千伏线路明细一览表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 线路名称 张5张黄线 宁6宁永线 程2程南线 宁11宁新线 张4张张线 程1程楚线 石7石宾线 柳2柳中线 宁15宁乔线 逻3逻东线 赵7赵孔线 石6石宇线 最大电流 266.73 368 199.43 347.16 227.17 177.27 492.78 298.24 205.41 199.9 240 438 载流量 275 380 220 380 275 220 610 380 275 275 335 610 负载率 97% 97% 91% 91% 83% 81% 81% 78% 75% 73% 72% 72% 共有公用配电台区1542个，其中30kVA供电台区52个，其中，迎峰度夏期间过载43个；共有50kVA供电台区276个，其中，迎峰度夏期间过载164个；其他容量过载的台区为：63 kVA变压器台区过载2个，80 kVA变压器台区过载26个，100kVA变压器台区过载44个，200 kVA变压器台区过载3个，315 kVA变压器台区过载3个。过载配电台区285台，占总台区18%以上，从此可以看出，配电台区容量小，2011年我局利用自筹资金61万多元，购置配电变压器30余台，全年累计调整更换配电变器78台，仍然是杯水车薪，远不能满足供电需求。主要是由于农业生产抗旱负荷重，同时，随着石油价格不断攀升，原以柴油作为动力的农业生产用户，现已转移到用电方面，对于原本配变容量较小的供电局面无疑是雪上加霜。配电变压器过载分布情况详见下表：

表格 2-42011年配电变压器过载分布情况一览表

乡所 柳河 黄岗 30kVA过载台区 9 50kVA过载台区 24 10 63kVA过载台区 80kVA过载台区 3 11

100kVA200kVA过载台区 过载台区 5 1 315kVA过载台区

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楚庄 张弓 刘楼 赵村 阳驿 程楼 石桥 城郊 华堡 孔集 逻岗 乔楼 城镇 合计 1 1 3 3 4 5 5 1 5 2 4 43 11 5 3 5 13 1 29 21 5 27 5 5 164 1 1 2 4 5 1 4 1 3 1 1 3 26 4 1 2 4 6 1 6 1 5 2 6 44 1 1 1 3 1 2 3 2.1.2 电网存在问题 宁陵供电区隶属商丘，位于河南电网的东部，目前已初步形成以220kV变电站为主供电源，110kV、35kV电网为主干的网架结构，供电区电压等级有220kV/110kV/35kV/10kV/0.4kV。

至2011年8月份，宁陵供电区拥有220kV变电站1座，为220kV崔楼变，主变容量2×150MVA。

110kV变电站2座，主变总容量206MVA，分别为： 110kV宁陵变主变容量（1×31.5MVA+1×40MVA）、

110kV石桥变主变容量（1×40MVA+1×31.5MVA+1×63MVA）。 35kV变电站11座，主变总容量189.1MVA。公用变电站8座，分别为柳河变（1×8 MVA+1×5 MVA）、逻岗变（1×31.5 MVA+1×3.15 MVA）、赵村边（2×4 MVA）、阳驿站（1×5 MVA+1×4 MVA）、刘楼变（1×3.15 MVA+1×4 MVA）、张弓变（1×6.3 MVA+1×5 MVA）、程楼变（2×4 MVA），工业园变（1×10 MVA）。

至2011年8月份，宁陵县以220kV崔楼变为主供电源，并通过2回110kV线路与周边110kV电网相连。

宁陵县电网目前存在的主要问题是：

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1、35千伏变电站布点少，主变容量不足。

1）、2011年35千伏逻岗变最大负荷为6.21兆瓦，容载比仅有1.01。2012年我局自筹资金对逻岗变进行了增容，目前主变容量为3.15+5兆伏安，但是迎峰度夏、抗旱保苗期间仍出现过载情况，容量不足严重制约着当地工农业经济的发展。

2）、宁陵南部仅有的2座35千伏变电站需对5个乡镇供电，黄岗乡、华堡乡、楚庄乡都仅有1条10千伏主干线，设备检修、出现故障时造成全乡停电，严重制约当地生活生产用电。35千伏变电站缺少布点。

3）、2011年35千伏程楼变最大负荷为7.58兆瓦，容载比仅有1.06。2012年我们采取迂回供电的方式转移负荷，供电质量无法保证。迎峰度夏、抗旱保苗期间不得不采取限电措施，保证设备运行安全，容量不足严重制约着当地工农业经济的发展。

2、中低压线路供电半径大、线径细，现有配变容量较小。 全县51条10千伏线路最过载重载10千伏线路23条，占10千伏线路总条数的45%以上。部分10千伏路运行年限较长，负荷分配不够均衡，线路上挂接用户过多，有的线路挂接配电变压器容量超过10000兆伏安，加上线路供电半径大、导线截面细，导致线损增大，末端用户电压偏低，供电质量差。

配变台区布点少，容量不足，网络结构不合理。从2006年至2011年农村用电量年均增长率16%以上，而部分台区的配电变压器为农网一、二期改造，容量多为S9-50、S9-30KVA。 随着家电下乡政策的推出，空调器、电磁灶等大量进入农民家庭，农村生活电量不断攀升，过载配电台区285台，占总台区18%以上，低电压问题更为突出。

3、中低压线路基本状况差。

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农村中低压线路主干线和分支线导线普遍存在截面较小,主干线大部分为LGJ-50或LGJ-35，个别为LGJ-70，分支线大部分为LGJ-35或LGJ-25，还存在LJ-16，部分中低压支线、分支线因年久老化，断点连接多，线路荷载能力已严重不能满足要求，线路损耗高，电压合格率和安全系数低。

4、接户线问题多。

农网低压下户线基本建设于一、二期农网时期，由前期改造，导线选型标准不高，经过长期的过载运行，老化现象严重，据我县2011年迎峰度夏三个月的供电故障统计，10千伏及以下中低压供电设备故障183起，其中低压线路卡口157起，占86%。低压故障的原因主要是：接户线线径细所致。

2.1.3 2012年新增农网改造升级工程项目投资规模

宁陵供电区2012年农网改造升级工程总计投资1570万元， 35千伏电网工程项目3个投资960万元；10千伏及以下电网工程项目投资610万元，其中农网改造升级工程项目投资135万元，农田机井工程项目投资375万元，农林场专项电网工程项目投资100万元。 2.1.4 35kV柳河变电站扩建工程建设的必要性

35千伏柳河变位于宁陵县北部的柳河镇，北临龙海铁路，南接宁陵县产业集聚区，距连霍高速仅有10余公里，310国道横穿柳河镇，地理优势比较明显，经济发展形势看好。该站建于2002年，容量为13兆伏安（5000+8000千伏安）。随着县、镇两级政府招商引资规模的不断扩大，城镇建设突飞猛进，大型企业新建、扩建改造工程逐步实施，这使柳河供电区电力负荷也得到了极大的攀升，现在柳河供电区内有：开元铸造厂,金鑫粉业集团公司，天瑞水泥、恒嘉商砼等大型企业日益壮大，新增负荷已达到5兆瓦， 2011年完成供电量4160万

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千瓦时，最大负荷为10.2兆伏安，较2010年电量、负荷分别增长28.7%和25.3%。2012年上半年供电量2568万千瓦时，同比增长26%，最大负荷为11.3兆瓦，同期比增长23% 。2013年柳河镇将新上瑞祥粉业加工厂，新增负荷2.6兆瓦；永力商砼，新增负荷1.2兆瓦，预计2013年柳河供区最大负荷将达到14兆瓦.因此，为满足该地区负荷增长的需要，保证经济增长目标的顺利实现，需要及时增容35千伏柳河变电站，确保经济健康快速发展已成为当务之急。35千伏柳河变电站，现有后台控制系统力思达产品，运行已有12年之久，系统故障率高，现在该公司已不存在，备品备件无供货源，设备一旦发生故障，柳河变将无法运行，急需进行更换。

35千伏柳河变电站扩建后。提高了供电区供电可靠性，解决合格率低的问题，并使电压质量得到根本的提高，大幅度提高了电网的供电可靠性。降低了能耗，提高了社会效益和经济效率，为此，扩建35千伏柳河变电站迫切而必要的。 2.2 电力需求预测

2.2.1 宁陵县供电区电力需求预测

宁陵县位于商丘市西部，东临梁园区、睢阳区，西接睢县，南邻柘城县，北枕民权县，陇海铁路以及连霍高速公路和G310（连云港-天水）国道、贯穿东西。宁陵县地域总面积785.7平方千米，全县辖14个乡镇，356个行政村，1070个自然村，59.5万人。

宁陵区位优势突出，交通便利，地处承东启西、连南贯北的重要位置，陇海铁路、连霍高速公路、310国道三条交通大动脉纵贯南北。县、乡、村公路四通八达，交通的便利有力地支援了社会经济的建设，活跃了城乡经济，方便了人民群众。

宁陵县工业起步较晚，70年代只有几个酿酒、机械、化肥等行业。

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随着国民经济的不断发展和工业结构的调整，在“十五”期间实行改革开放，招商引资。通过强力实施“兴工强县”战略加大想项目建设力度，实行优惠政策，招商引资，使宁陵县工业经济运行的质量和效益明显提高。

宁陵县立足自身特点，充分整合资源，抓住机遇，寻求国民经济持续、健康、快速的发展。改革开放以来，经济发展增长迅猛，经济结构日趋合理。

随着宁陵县招商引资力度进一步加大，投资环境日益改善，和宁陵工业区的落成，大用户新增或扩建项目日益增多，大用户情况详见下表：

表格 2-5 2011~2013年宁陵供电区大用户汇总表

序号 供电区 1 2 3 4 5 6 7 8 宁陵县 宁陵县 宁陵县 宁陵县 宁陵县 宁陵县 宁陵县 宁陵县 合计 单位：MW 用户名称 2011年 2012年 2.4 柳河开元铸造有限公司Ⅱ期扩建 0.8 赵村大川铸造有限公司Ⅱ期扩建 25 国华不锈钢材料有限公司Ⅱ期扩建 12 鑫玉耐材有限公司 17 华煊焊材有限公司轧钢深加工扩建 20 福万家有限公司 70 华煊焊材有限公司Ⅱ期扩建 10 上海家具城 57.2 100 结合宁陵《宁陵“十二五”电网规划》，预计2012年宁陵供电区最大负荷为185MW；2015年宁陵供电区最大负荷为346MW。宁陵供电区负荷预测见表2-6：

表格 2-6宁陵县负荷预测表

供电量 最大供电负荷 负荷利用小时数 2011年 5.94 131 3519 2012年 7.23 180 4225 2013年 8.35 200 4510 16

单位：108kWh、h、MW 2014年 2015年 2016年 2017年 9.58 10.79 12.28 13.54 222 4673 246 4749 272 4843 302 4957

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2.2.2 柳河乡供电区电力需求预测

35kV柳河变电站始建于2002年，电源由110kV宁陵变经由35kV阳驿变供电。35kV柳河变电站现有主变容量2×5000kVA，其中2#主变更换为10MVA，更换综合自动化一套，增加10kV间隔2个。

近年来，柳河镇发生了令人瞩目的变化，小城镇建设初具规模，镇里实施个体起步，股份突破，多轮驱动，共同发展战略，大力发展乡镇企业，形成了以豫东电焊条厂、逻岗铸造总厂为龙头，纺织配件，面粉加工，食品建材等并驾齐驱的工业生产群体。随着新农村建设的推进，柳河乡民营企业将会更大的发展，对电力的需求程度也将有大幅度提高。结合2011年该区实际供电量，对2015年前的负荷增长情况进行预测，柳河乡的负荷预测如下表：

表格 2-7柳河供电区负荷预测结果表

（单位：kW、万kWh，h）

年份 最大负荷 供电量 年最大利用小时 2011 10920 3748 3432 2012 11466 4111 3586 2013 12489 4517 3617 2014 13748 4962 3609 2015 15123 5322 3519 2016 15628 5762 3621 2017 16023 6022 3624 2.2.3 宁陵县供电区电网发展规划 宁陵县新农村电气化电网规划的总体目标为：建设网架坚固，各等级电网协调发展，结构优化，技术先进，安全可靠，运转灵活，经济高效的现代化电网，满足宁陵县社会经济发展和新农村建设的需要。

A）110电网规划

2012年，新建张弓变，主变容量1×50MVA； 2014年，新建柳河变，主变容量1×40MVA； B）35kV电网规划

2012~2015年，新建孔集变，主变容量6.3MVA；新建乔楼变，主变容量6.3MVA；增容逻岗变，主变容量2×6.3MVA；增容刘楼变，主

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变容量2×6.3MVA；孔集变增容，主变容量6.3MVA；乔楼变增容，主变容量2×6.3MVA；

2012年宁陵县供电区35kV及以上电网规划图、2013年宁陵县供电区35kV及以上电网规划图分别见附图01、附图02。 2.2.4 电力平衡分析

根据上述宁陵县柳河乡供电区负荷预测水平以及电网发展规划，对宁陵县柳河乡供电区进行35kV供电平衡分析：

表格 2-8宁陵县柳河乡供电区35kV供电平衡表

年份 最大负荷 新增点负荷 总负荷 增容前35kV变电容量 增容前35kV变容载比 增加的主变容量 扩建新建变电站名称 增容后35kV变电容量 增容后35kV容载比 2011 2012 10920 11466 1000 10920 12466 13000 13000 1.19 1.04 1×10000 柳河变 18000 1.44 2013 12489 1000 13489 18000 1.33 2014 13748 1000 14748 18000 1.22 单位：kW，kVA 2015 2016 2017 15123 15628 16023 1000 1000 1000 16123 16628 17023 18000 18000 18000 1.11 1.08 1.06 根据宁陵县柳河乡供电区35kV供电平衡，2012年35kV柳河变增容改造后，宁陵县柳河乡供电区35kV变电容载比为1.44，满足当地的用电需求。 2.3 变电站建设可行性

（1）柳河变目前主变容量为5000+8000kVA，其中2#主变容量严重不足，急需更换。且2011年上半年柳河变最大负荷达到10.92MVA，较2010年电量、负荷分别增长28.7%和25.3%，2012年上半年供电量1898万千瓦时，同比增长26%，最大负载为11.3MVA。已不能满足柳河乡的供电需求，制约了经济的发展，影响了两乡居民的正常生活。

（2）柳河变始建于2002年，运行已有12年之久，系统故障率高，无法满足无人值守站的要求。

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从满足柳河乡人民正常生活用电，提高变电站的运行可靠性来说，对35kV柳河变增容改造是可行的。 2.4 变电站改造规模

（1） 主变压器：1×8000+1×10000kVA； （2） 35kV部分：出线2回（维持现状不变）；

（3） 10kV部分：出线7回（原有出线5回，本期新增2回）； （4） 无功补偿装置： 2×2400kVar；

详见附图06-柳河变电气主接线图（改造），附图07-柳河变电气总平面布置图（改造）。 2.5 相关电气计算 2.5.1 短路电流计算

35kV柳河变远期短路电流：（2015年水平） 35kV母线三相短路电流4.56kA。 2.5.2 母线通流容量

根据变电站主接线进出线排列方式，经核算，母线通流容量为：35kV母线通流容量为20MVA。

3 电气一次

3.1 柳河变电站现状 3.1.1 柳河变电站主接线现状

35kV采用单母线接线，本期1回出线， 10kV采用单母线接线，5回出线。 主变压器2台，容量为8000+5000kVA。 3.1.2 配电装置现状

1）35kV配电装置

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35kV配电装置采用户外软母线中型布置，架空出线。出线架构高7.3米。

2）主变压器

布置于10kV配电装置与35kV配电装置之间。

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3）电容器组

10kV电容器组布置于站区东侧，需拆除该电容器，在旁边花坛位置新建一组电容器。

3.2 变电站本期改造项目

本期变电站扩建以后，需对站内原有设备进行校验；

（1）主变压器：本期更换2#主变（5000kVA），新上主变容量为10000kVA。

改造原因：原有2#主变容量不能满足负荷增长要求，且为S7型高损耗变压器。

（2）35kV配电装置：本期不考虑35kV改造。 （3）对35kV电压等级区域旧设备的扫描

所在间隔 型式 额定电压 额定电流 1.35kV断路器 1#主变进线间隔 2#主变进线间隔 LW8-40.5/2000A,25kA LW8-40.5/2000A,25kA 40.5kV 40.5kV 2000A 2000A 21

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开断电流 动稳定电流 内置CT 所在间隔 形式 额定电压 额定电流 所在间隔 主变型号 额定容量 容量比 电压比 短路阻抗 接线组别 25kA 25kA 63kA 63kA 75-150/5A 75-150/5A 10P15/10P15/0.2S/0.5 10P15/10P15/0.2S/0.5 满足 满足 2.35kV隔离开关 1#主变/2#主变进线间隔 PT间隔 35kV线路间隔 GW5-35DW/630A GW5-35DW/630A GW5-35DW/630A 40.5kV 40.5kV 40.5kV 630A 630A 630A 满足 满足 满足 3.35kV所用变 35kV线路间隔 S9-50/35 50kVA 50/50 35±5%/0.4kV Uk%=6.5 Y，Yn0 满足 说明：2#主变进线间隔的SF6断路器由于使用时间较长，为2000年产品，内部端子排老化，已检修过多次，给运行维护带来很多不便，建议更换。如图示

（4）10kV配电装置 1）新增出线间隔两个

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新增原因：负荷增长需要，见系统必要性描述。 2）新增电容器两组。

新增原因：本站原来只在10kVⅠ段母线装设一组电容器组容量为900kvar，本期2#变增容改造后，原有电容器不能满足无功补偿要求。在10kV母线装设两组2400kvar电容器组以满足补偿需求。且现有的集合式电容器运行时间长，投切不灵敏，故考虑拆卸。

3）10kV现有出线间隔设备均运行时间长久老化，除柳中线更换过断路器外，其它设备间隔的设备均需更换。 3.3 35kV接线形式

35kV由单母线接线改为单母线分段接线。 35kV配电装置为户外软母线中型布置。 3.4 10kV接线

维持原接线方案不变，采用单母线分段接线。 10kV配电装置为户外软母线中型布置。 3.5 各级电压中性点接地方式

35kV及10kV侧中性点均不接地。 3.6 短路电流方式及主要电气设备、导体选择

根据商丘地区电网规划，本站35kV母线短路电流为4.56kA。10kV母线短路电流为3.28kA。

本站海拔1000米以下，电气设备的抗震校验烈度为柒度。 所有设备选型及主要技术参数选择如下：

（1）主变压器选用油浸自冷，低损耗有载调压变压器。 型号：SZ11-10000kVA 电压比：35±3×2.5%/10.5kV 接线组别：YN，d11

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阻抗电压：Ud%=7 （2）10kV配电装置。

新上两个出线间隔，设备参数如下：

隔离开关 断路器 电流互感器 避雷器 接地开关 630A，20kA 630A，31.5kA 100-200/5A, 0.2S/0.5; 300/5A,10P20 17/45Kv 双接地630A，20kA （3）10kV电容器组选用户外框架式，型号为TBB10-2400/334-AKW。

（4）导体选择：35kV、10kV侧导线均为软导线。 导体选择的原则为：

1.母线的载流量按系统规划要求的最大通流容量考虑，按短路热效应校验；

电压 回路最大导体型号 载流量 工作电流 （现有） LGJ-150 LGJ-120 445 390 是否满导体型号 载流量 是否满控制条件 足要求 （改造）足要求 满足 LGJ-150 不满足 LGJ-300 445 707 满足 满足 通流容量 主变 35kV母线 330A 10kV母线 589A 故需更换10千伏母线一套。 2.各级电压设备引线按照回路通过的最大电流选择。导体选择结果见下表：

电压 回路名称 回路最大工作电流 导体型号 导体载流量 备注 35kV 主变进线 167A LGJ-150/25 445 10000kVA主变 10kV 主变进线 589A LGJ-300 707 10000kVA主变 3.7 绝缘配合及过电压保护 3.7.1 35kV电气设备绝缘配合

35kV电气设备的绝缘水平见下表：

试验电压 设备名称 主变高压侧 设备耐受电压 雷电冲击耐压（kV，峰值） 短时工频耐压（kV，有效值） 全波 截波 内绝缘 外绝缘 内绝缘 外绝缘 200 185 220 85 80 24

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其他电气 断路器断口间 隔离开关断口间 185 185 185 185 215 95 95 95 95 118 3.7.2 10kV电气设备绝缘配合 10kV电气设备的绝缘水平见下表：

设备耐受电压 雷电冲击耐压（kV，峰值） 短时工频耐压（kV，有效值） 全波 截波 内绝缘 外绝缘 内绝缘 外绝缘 75 75 85 35 35 主变低压侧 75 75 42 42 其他电气 75 75 42 42 断路器断口间 85 49 隔离开关断口间 试验电压 设备名称 3.7.3 雷过电压保护 防直击雷。站内设2支30m高独立避雷针联合保护全站。调整现有2#避雷针位置，满足站内设备防雷保护要求。

主变压器的雷电过电压保护。主变35kV侧由35kV母线避雷针进行保护，10kV侧由主变低压出线侧的避雷器保护。

配电装置的雷电过电压保护。35kV采用母线避雷器保护，10kV采用进线侧安装避雷器保护。 3.7.4 接地

站内室外现有地网满足相关规程要求，不需要进行改造。本期新上设备采用60×6扁钢作为接地引下线与地网连接。 3.8 电气设备布置及配电装置

本期工程系原有站内配电装置改造，因此本期设备的布置形式与站内原有设备相同。平面布置方案如下：

35kV和主变压器、10kV配电装置均采用户外布置，主控制位于变电站的西南处。本期电容器布置在10kV配电装置母线东西两侧。

详见附图07-柳河变电气总平面布置图。

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3.9 站用电及动力照明

站用电系统：站用电最终引自35kV站用变，本站引自35kV站用变，容量为50kVA。站用电电压为380/220V系统，站用电采用单母线接线。本系统满足全站要求，维持不变。

照明系统：原有照明系统不变。 3.10 电缆敷设及防火

本期工程户外配电装置电缆沟敷设，电缆敷设完毕后，采用防火材料封堵。进入配电柜，控制、保护柜的电缆洞隙处均采用防火泥封堵。

4 电气二次部分

4.1 二次改造概况 4.1.1 二次现状

柳河变电站是商丘供电局设计所设计于2002年投产的早期综合自动化变电站。采用河南思达电力技术公司生产的保护测控和后台设备。长时间存在以下问题：后台机硬件故障，无法修复，已停运，加之软件系统存在缺陷，不能遥控操作，信号不能远传，故障报警一直无法消除。多次联系厂家均未解决问题。给系统安全带来很大隐患。直流蓄电池氧化严重，波形系数较大。 4.1.2 本期改造内容

（1）取消综合控制单元，改造为综合自动化变电站，实现站内当地及远方功能。

（2）取消电源单元，新增一体化电源装置一套。

（3）新增两套主变差动保护测控装置，主变保护采用主后分置保护测控。

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（4）新增10kV馈线、分段、电容器保护为微机型保护测控装置。 （5）新增35kV出线为微机型保护测控装置。保护采用过流速断。 （6）新增两面电度表屏。 4.2 调度自动化 4.2.1 调度关系

根据电网运行管理规定，35kV柳河变归宁陵县调调度和管理运行，为保证电力系统调度管理、继电保护和远动信息化传输需要应在35kV柳河变和宁陵县调之间建立专用通信通道。本工程远动信息接入地区调度自动化系统主站时，应考虑适当的远动接口调试费。 4.2.2 远动信息

远动装置的设计是依据《地区电网调度自动化设计技术规程》（DL5002-91）、《远动终端通用技术条件》（GB/T13729-1992）进行，本站的综合自动化系统应具有遥测、遥信、遥控、遥调功能，可以与地区电网调度自动化系统之间传递、交换继电保护、远方监控信息，并接受调度的指令。根据《电力系统调度自动化设计技术规程》，本变电所远动信息如下：

1）遥测量

全站总有功功率、总无功功率；

主变压器各侧有功功率、无功功率、电流；

35kV、10kV线路有功功率和无功功率、有功电能量、电流； 各母线电压、频率； 所用变低压侧电压； 主变压器档位及油温； 2）遥信量

变电所事故总信号；

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所有断路器位置信号；

35kV、10kV线路保护动作信号； 重合闸动作信号； 主变压器保护动作信号； 变压器油温过高信号； 继电保护装置故障总信号； 4.2.3 变电所远动方案设计原则

远动信息的采集和发送必须保证直采直送，即远动信息的采集、处理、传送和控制命令的执行，其整个过程不允许有其它的中间环节，必须满足电网调度自动化实时性的要求。 4.2.4 远动信息采集方式

变电所采用交流采样远方终端，其功能主要用于采集变电所内的各种数据及信息，并按一定的通信规约将采集的数据送往宁陵县调，同时也接受宁陵县调的命令以实现对其本身运行状态的调节和控制。 4.2.5 远动通道

调度电话与远动通道按一主一备考虑。

远动通道采用光纤通道进行传输，传输速率不低于2Mbit/s。 4.2.6 远动设备配置

远动主机单套配置，实现调度接入要求。将收集的远动数据按照相应规约转发给调度，接受调度下达的远方控制命令，并转发给相应的测控保护装置输出执行。远动通信主机、纵向加密装置、路由器、交换机等集中组屏为远动调度数据网屏一面。 4.2.7 电能量计量、计费系统

目前宁陵县调电能量计量主站系统能够满足对35kV柳河变电站进行电能量数据采集的要求。用户要求：本站建设时需配置一台电能

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量采集装置，应能准确、可靠地采集变电所内计费（考核）关口点上的电能量数据，存储并通过电力调度数据网及电话专线拨号两种方式将电能量数据送至宁陵县调电能计量计费系统。

计费关口点设置

本工程计费关口点设置确定如下： 35kV变电站出线 10kV 线路出线端口

计量关口点的电能表精度均为0.2S级。具有脉冲和RS-485串口两种输出方式，具有失电记录和报警功能，35kV、10kV进出线电能表拟选用三相三线制全数字式电子电能表。 4.2.8 系统通信

35kV柳河变已有宁陵县光环网深圳中兴光设备，并已由110kV石桥变接入宁陵县光纤环网，设备及通道均能，满足本期工程要求，不予变更。 4.3 监控系统

4.3.1 监控系统设计原则

（1）本站改造按无人值班设计，隶属宁陵县调调度管理，配置具有远传功能的站内综合自动化系统1套，系统采用DL/T860标准。将远动和站内自动化系统作为一个整体设计，采用分层分布式的系统，通过交流采样或直流采样，实现对变电站电气设备的遥测、遥信、遥控、遥调，完成常规变电站的控制、测量、保护、信号和远动等多项综合功能。

（2）远动信息及站内自动化信息的采集参照国家经贸委颁布的《35kV-220kV无人值班变电所设计规程》（DL/T5103-2012）执行，以满足调度自动化信息“直采直送”的原则。远动信息的内容按照部颁

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DL/T5002《地区电网调度自动化设计技术规程》、DL/T5003《电力系统调度自动化设计技术规程》的规定和相关调度端、无人值班远方监控中心对变电站的监控要求。 4.3.2 微机监控系统主要功能

系统具备的主要功能如下： （1）数据采集与处理

包括模拟量、开关量以及来自其它智能装置的数字量， 并满足以下要求：

1）模拟量信号采用交流采样方式。

2）变压器的绕组温度和油面温度采用4mA-20mA 信号接入测控装置。

3）开关量信号采用无源接点输入，对断路器及隔离开关等重要开关量信号采用双位置接点输入方式且不得用重动继电器的接点替代。

4）对采集的模拟量、开关量以及来自其它智能装置的数字量应分别进行相应处理。

（2）数据库的建立与维护

1）计算机监控系统应建立实时数据库和历史数据库，并应有相应的管理维护功能。

2）历史数据应能在线存储12个月，所有历史数据应能转存至可长期存档的存储介质。

3）数据库应有极高的安全性，所有经采集的数据均不能修改。 （3）控制与操作

1）控制范围：全站所有断路器、主变压器中性点接地开关、主变压器调压分接开关。

2）控制方式：具有手动控制和自动控制两种控制方式。

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3）手动控制应包括下列各级控制，控制级别由低至高的顺序为： a. 由各级调度中心远方控制； b. 由集控中心远方控制； c. 由变电站的监控系统后台控制；

d. 由间隔层测控屏柜上的手动开关一对一控制； e. 由配电装置处的就地手动开关一对一控制。 4）自动控制包括顺序控制和调节控制。

5）唯一性原则：同一时刻应仅允许一个控制级别的一种控制方式控制，并同时闭锁其它控制级别和控制方式。

6）对控制系统的要求：

a. 可靠性：应可靠地执行控制指令，既不能拒动也不能误动；要有完善的闭锁措施，确保操作正确、可靠；

b. 灵活性：控制系统应满足不同运行方式、不同操作地点的要求； c. 相关性：控制系统与继电保护和安全自动装置、微机五防系统等的联系和接口要满足相关层次要求；

d. 应能监视变电站内与运行相关的各种信号，对控制命令执行的结果要有明显的返回信号。

7）同期：变电站计算机监控系统应具有满足断路器同期要求的功能，同期功能应在间隔层完成。

8）电压无功自动调节功能：要求计算机监控系统提供软件模块，实现对有载调压变压器分接开关档位调节、电容器组投切等综合自动控制。

（4）按运行要求，完成各种参数的统计计算并生成报表。 （5）实现运行监视和报警功能，配置音响或语音报警装置。在调阅历史记录和对设备进行控制时，运行监视和报警功能不退出。

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