涡北工业园110kV输变电工程可行性研究报告.doc
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1、涡北工业园110kV输变电工程可行性研究报告2011年12月 合肥目 录1 总的部分1.1 编制依据1.2 工程概况1.3 设计水平年1.4 主要设计原则1.5 设计范围2 系统部分2.1 电力系统2.2 系统继电保护及安全自动装置2.3 系统通信2.4 系统远动及站内自动化3 变电站站址选择及工程设想3.1 站址条件3.2 站址综合意见3.3 电气一次部分3.4 电气二次部分3.5 变电站智能化实施方案3.6 土建部分4 送电线路路径选择及工程设想5 节能措施分析5.1 变电站节能措施分析5.2 送电线路节能措施分析5.3 变电站环保影响及措施分析5.4 送电线路环保影响及措施分析6 投资估
2、算6.1 涡北工业园110kV输变电工程6.2 220kV焦楼变扩建110kV涡北工业园出线间隔工程7 结论7.1 工程建设的必要性7.2 系统方案及建设规模7.3 系统保护7.4 系统远动及站内自动化7.5 系统通信7.6 站址7.7 开工年限及投产年限7.8 工程投资估算及推荐方案附件:附件1 淮北矿业集团有限公司“工程项目勘察设计委托书”。附件2 安徽省电力经济技术研究中心文件皖电经研规2011409号文关于印发淮北矿业(集团)有限公司涡北工业园110kV变电站工程接入系统设计评审意见的函。附件3 2011年8月24日涡北工业园110kV变电所供电方案第二次讨论会会议纪要。附件4 201
3、1年8月30日涡北工业园110kV变电所供电方案设计相关资料确认回复函。附图:附图1 2010年亳州地区110kV电网规划接线示意图附图2 2012年亳州地区110kV电网规划接线示意图附图3 2015年亳州地区110kV电网规划接线示意图附图4 涡北工业园110kV输变电工程系统通信光缆路由图附图5 涡北工业园110kV输变电工程电气主接线图附图6 涡北工业园110kV输变电工程电气总平面布置图附图7 涡北工业园110kV输变电工程一层电气平面布置图附图8 涡北工业园110kV输变电工程二层电气平面布置图附图9 涡北工业园110kV输变电工程焦楼变110kV配电装置配置接线图附图10 涡北工
4、业园110kV输变电工程焦楼变110kV配电装置布置图附图11 涡北工业园110kV输变电工程站址位置图附图12 涡北工业园110kV输变电工程土建总平面布置图1 总的部分1.1 编制依据(1) 淮北矿业(集团)有限公司“工程项目勘察设计委托书”。(2) 淮北矿业(集团)有限公司涡北工业园110kV变电站工程接入系统设计。(3) 安徽省电力经济技术研究中心文件 皖电经研规2011409号文关于印发淮北矿业(集团)有限公司涡北工业园110kV变电站工程接入系统设计评审意见的函。(4) 国家电网公司输变电工程通用设计(2011年版)。1.2 工程概况淮北矿业(集团)有限公司所属的涡北工业园位于亳州
5、市涡阳县城北,其发展方向为洗、选煤及相应的煤炭再加工生产。计划2012年起逐步建设生产。该项目投产初期,用电负荷约30MW(均为二类负荷),终期用电负荷为50MW。目前涡阳工业园为基本建设阶段,由于该园的洗煤厂承担淮北矿业(集团)有限公司的涡阳矿区的洗、选煤任务以及相应的煤炭再加工生产,故对生产供电要求均较高。该工程包括以下3个子项目:1) 涡北工业园110kV变电站工程2) 涡北工业园110kV220kV焦楼变线路工程3) 220kV焦楼变电站扩建110kV涡北工业园出线间隔工程工程站址位于涡阳县城北,交通及进出线方便。该工程变电站全户内布置,本期安装2台主变压器容量分别为25 MVA 、5
6、0MVA,终期安装2台50MVA主变压器。本期110kV采用GIS设备,架空出线共2回;终期4回。10kV出线本期14回,终期20回。新建线路路径全长8.05km,其中单回路段长约0.75km,双回路段长约7.3km。本工程需改造段线路长约0.5km,并恢复架设双回路段线路长约0.2km。220kV焦楼变电站扩建110kV出线间隔2个。施工电源10kV引自厂区施工电源,费用不计列本工程由用户自行解决。1.3 设计水平年本工程一期工程计划于2012年7月建成投产,因此设计水平年选取2012年。1.4 主要设计原则a) 可行性研究应遵守国家的技术、产业政策、执行有关的设计规程和规定,符合国情、技术
7、先进,并合理控制工程造价。b) 根据系统保护现状并结合本工程在系统中的地位,确定保护方案。c) 该工程变电站工程采用综合自动化系统。d) 通信采用光纤通信方式。e) 该工程变电站110kV采用户内GIS全封闭组合电器。f) 简述线路路径方案及站址进出线设想,进行线路投资估算1.5 设计范围本报告的设计范围包括:系统必要性论证、接入系统方案、建设规模、保护、自动化及通信方案、变电站站址的选择、站址方案技术经济比较、变电站工程设想(包括站区围墙以内的全部生产及辅助生产设施,附属设施的工艺和建(构)筑物的土建设计、进站道路、给排水、消防及暖通等)、线路路径选择、线路工程设想以及上述项目的投资估算和综
8、合造价分析。2 系统部分2.1 电力系统2.1.1 电网概况2.1.1.1 亳州地区电网现状及近期发展亳州市位于安徽省西北部,是国家历史名城、药都和酒城。现辖一区三县,即谯城区、涡阳县、蒙城县、利辛县。主城区为谯城区,是全市政治、经济、文化中心。全市国土面积8374平方公里。全市经济支柱产业主要有药业、酒业、畜牧业和矿产业。亳州电网目前分为南北两片:北片为谯城区和涡阳县;南片为蒙城县、利辛县。北网通过220kV淮北电厂焦楼线、220kV颍州涡阳线从淮北和阜阳电网中受电;南网通过220kV阜阳茨淮线、220kV杨柳蒙城线、220kV南坪蒙城线、220kV丁集蒙城线从淮南、淮北和阜阳电网中受电。截
9、止到2010年底,亳州地区电网概况如下:亳州电网拥有220kV变电站5座,即谯城变(2120MVA)、涡阳变(180+120MVA)、蒙城变(2120MVA)、焦楼变(180+150MVA)和茨淮变(2180MVA),总变电容量1470MVA;110kV公用变电站14座,总变电容量1022MVA;110kV用户变电站3座,共有6台主变,总变电容量226MVA;并入亳州地区电网小电源装机总容量为33MW。亳州电网拥有220kV线路11条,总长度为523 km;110kV线路31条,总长度为495km。亳州地区2010年统调最大负荷627MW(未含错避峰负荷30MW),统调电量25.58亿kWh,
10、同比分别增长17.4、16.3。亳州电网目前存在的主要问题是:(1)网架结构较为薄弱,全区无500千伏电网和大电源支持,所需电力主要依靠省网受进,供电能力和供电可靠性较差。各区县220千伏、110千伏变电站布点少,未能深入负荷中心,网架布局不完善,尤其以涡阳县及谯城区较为突出,依靠3回220kV线路受电,夏季高峰时220kV颍州涡阳线重载。(2) 亳州南部电网茨淮变主要依靠颍州阜阳茨淮线路受电,夏季高峰时颍阜双线重载。(2)部分110kV线路使用年限较长,线径较细,输送能力有限。(3)农村35千伏线路供电距离长,挂灯笼现象严重,线损高,供电安全可靠性较差。2010年亳州地区110kV电网现状接
11、线示意图见附图1所示。亳州电网计划2011年投运220kV魏武变(1180MVA)、伯阳开关站、110kV城东变(50MVA)和园艺变(50MVA)以及配套线路工程。根据亳州地区电网“十二五”规划,“十二五”期间亳州电网将新建220kV漆园变(180MVA)、赵桥变(180MVA)、扩建魏武变(180MVA)以及新建110kV大杨变(50MVA)、城西变(250MVA)、高炉变(63MVA)、扩建孙集变(50MVA)等一批110kV输变电工程,以解决亳州地区电网供电能力不足的问题。2012年亳州地区110kV电网规划接线示意图见附图2所示。2015年亳州地区110kV电网规划接线示意图见附图3
12、所示。2.1.1.2 涡阳县电网概况及近期发展涡阳县东依蒙城县、南接利辛县、西邻亳州市,现辖1个城关镇,23个建制镇,3个乡(场),总面积2107平方公里。涡阳县农产品资源及优质煤炭十分丰富,逐步形成酿酒、造纸、化工、制药、木材、机械和煤矿等一批主导产业。特别是淮北矿业集团近年来在涡阳投资建设的煤矿已经逐步成为涡阳经济快速发展的重要支柱。涡阳县电网现有220kV变电站2座,即涡阳变(180+120MVA)和焦楼变(150+180MVA),总变电容量630MVA;110kV变电站3座,即城南变(50+40MVA)、涡北变(240MVA)和公吉寺变(250MVA),总变电容量为270MVA;110
13、kV用户变电站1座,即三星化工。涡阳县2010年统调最大负荷183.8MW,同比增长15.02。涡阳县电网存在的主要问题是:(1)220kV焦楼变、110kV涡北变位于涡河以北,主供涡阳北部矿区和农村负荷。220kV涡阳变和110kV城南变位于涡河以南,主供涡阳县城区负荷和南部农村负荷,均为较老的变电站,且已达到终期规模,各出线间隔已无扩建可能性,也无法满足涡河以南新增负荷供电需求;(2)农网网架结构不合理,35kV供电线路较长;(3)涡阳县电网现有网架结构无法满足诸多煤矿高危客户供电要求。根据相关计划安排,计划2012年投运110kV城西变(250MVA)。涡阳县电网现状和规划情况见附图13
14、所示。2.1.1.3 涡北工业园概况淮北矿业(集团)有限公司所属的涡北工业园位于亳州市涡阳县城北,其发展方向为洗、选煤及相应的煤炭再加工生产。计划2012年起逐步建设生产。目前涡阳工业园为基本建设阶段,由于该园的洗煤厂承担淮北矿业(集团)有限公司的涡阳矿区的洗、选煤任务以及相应的煤炭再加工生产,故对生产供电要求均较高。2.1.2 负荷预测2.1.2.1 亳州地区电网负荷预测根据亳州地区电网“十二五”规划负荷预测,亳州地区电网统调口径负荷预测见表2.1.2.1。表2.1.2.1 亳州地区电网统调口径负荷预测表 单位:亿kWh、MW亳州电网2009年(实绩)2010年“十一五”增长率2015年“十
15、二五”增长率用 电 量22.0725.5815326.82最大负荷534657(实绩)13.049209.292.1.2.2 涡北工业园负荷预测根据淮北矿业公司提供的负荷资料,涡北工业园负荷性质主要为二类负荷,2012年装机总容量为41.6MW,实际最大负荷为20MW,终期最大负荷约50MW。2.1.3 本工程建设的必要性淮北矿业(集团)有限公司所属的涡北工业园位于亳州市涡阳县城北,其发展方向为洗、选煤及相应的煤炭再加工生产。涡北工业园计划2012年投运,投产初期用电负荷约20MW,终期用电负荷约50MW,因此需在园区内新建1座110kV总降压变电站来满足涡北工业园生产负荷用电需求。本变电站作
16、为淮北矿业(集团)有限公司涡北工业园配套公用设施,不仅提供可靠电力,满足该用户的用电需求,而且对大用户专线专供,降低损耗,具有良好的经济效益和社会效益。因此,涡阳工业园建设110kV变电站是必要的。2.1.4 系统方案和建设规模2.1.4.1 接入系统方案220kV涡阳变110kV出线间隔有8个,已出线8回(涡北变1回、城南变1回、城西变2回、公吉寺2回、望月变1回、三星化工1回),全部用完,也无扩建可能性。220kV焦楼变110kV出线间隔有8个,已出线2回(涡北1回、海孜1回),还剩6个备用出线间隔,其中2个已规划至高炉变。本报告根据本变电站的站址位置、周边电网条件、电网规划等因素,且根据
17、涡北工业园110kV变电站接入系统设计评审意见,本变电站接入系统方案如下:从本变电站新建2回110kV线路接入220kV焦楼变(211km)。本变电站110kV接入系统方案接线示意图见附图2。2.1.4.2 短路计算根据省网远景短路电流计算,本站110kV系统侧三相短路电流为7.03kA,单相接地短路电流为6.98kA。2.1.4.3 建设规模考虑涡北工业园今后电网负荷增长需要,初步设想本工程建设规模如下:主变容量:终期250MVA,本期150MVA和125MVA。电压等级:110/10kV。110kV出线:终期4回(2回接入220kV焦楼变,2回备用);本期2回(2回接入220kV焦楼变)。
18、10kV出线:终期20回,本期14回。无功补偿:本工程本期在10kV侧安装28Mvar无功补偿电容器,总容量为16Mvar,且为终期规模。2.1.5 导线截面本工程新建线路为架空线,涡北工业园变终期规划容量为250MVA,110kV出线4回(焦楼变2回、备用2回),考虑当焦楼工业园其中一回线路退出运行时,另一回线路能承担工业园变终期50MW负荷和园区内其它远景规划的50MW负荷,因此初步建议本工程新建线路采用300mm2导线(导线最高允许温度为70时持续极限输送容量为107.7133MVA,导线最高允许温度为80时持续极限输送容量为116.6144MVA),可以满足远景供电要求。2.1.6 主
19、变压器本工程选用三相双绕组有载调压变压器,主变的具体型式、规范如下:主变型式:三相双绕组有载调压变压器容 量:50MVA、25MVA接线组别:YN,d11电 压:11581.25%/10.5kV阻抗电压:Uk=10.5%2.2 系统继电保护及安全自动装置涡北工业园110kV变电站为新建变电站。本期主变两台,110kV进线两回(均引自220kV焦楼变),110kV侧为单母线分段接线;终期110kV进线四回(增加两回预留接线),主变两台;110kV侧接线方式不变。根据系统方案、继电保护和安全自动装置技术规程以及国家电网公司输变电工程通用设计(110(66)750kV智能化变电站部分2011年版),
20、系统继电保护及安全自动装置配置如下:2.2.1 涡北工业园110kV变电站侧1) 本期本站为末端负荷站,暂不需配置110kV线路保护。为了保证变电站的供电可靠性,应在本站配置一套110kV备用电源自投装置,可以实现110kV线路互投及分段自投方式。110kV备自投装置接入过程层网络,所需SV、GOOSE(开关量及跳合闸)均用网络传输。2) 本站配置故障录波及网络记录分析一体化装置柜一面,故障录波及网络记录分析一体化装置应记录所有过程层GOOSE、SV网络报文、站控层MMS报文。3) 110kV涡北工业园备用线路保护及其他由于远景备用线路暂未设计,因此本站设计中不考虑该线路保护配置,仅在二次设备
21、室预留线路保护及母差保护安装位置。2.2.2 220kV焦楼变电站侧(对侧变电站)220kV焦楼变电站110kV侧为双母线接线,终期110kV出线间隔8个,目前有110kV出线间隔4个。本期新建2个110kV涡北工业园间隔,为避免出线交叉,新建的两个间隔给化肥厂1、2线使用,原化肥厂1、2出线间隔给涡北工业园1、2线使用。原110kV焦楼化肥厂1、2线路焦楼变侧均已配置iPACS-11LN02P型微机距离零序保护,系统继电保护及安全自动装置配置如下:1) 焦楼变本期扩建2个110kV出线间隔,每个间隔配置一套微机距离零序保护。采用2回线1面柜,共1面柜。焦楼变原化肥厂1、2线路微机距离零序保护
22、改用作涡北工业园1、2线保护。本期新配置的保护用作化肥厂1、2线即可。2) 焦楼变侧110kV母线已配置了BP-2B型微机母线保护,本期扩建的2个110kV出线单元接入原母线保护中即可。3) 焦楼变侧现有的GDRL600型110kV线路故障录波器,按远景8回110kV线路容量考虑,目前还剩余 4条线路的电流模拟量,因此,本期工程不需新增110kV线路故障录波器柜。拟将本期扩建的2回出线接入原故障录波器。2.3 系统通信2.3.1 工程概况涡北工业园110kV变电站为新建的无人值班智能化变电站,建成后隶属亳州地调调度管辖,需向地调传送调度自动化信息、调度电话、计算机、变电站图像监控信息,本设计将
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