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七、绥宁县凯迪电厂110千伏接入系统工程
可行性研究报告
目录
1 工程概述 (268)
1.1 设计依据 (268)
1.1 设计依据 (268)
1.2 工程概况 (268)
1.3 设计水平年及远景水平年 (269)
1.4 主要设计原则 (269)
1.5 编制范围 (269)
2 电力系统现状及项目建设必要性 (270)
2.1 电力系统现状及发展 (270)
2.2 负荷预测及变电容量平衡 (273)
2.3 工程建设的必要性 (274)
2.5工程建设时序 (275)
3 系统方案及建设规模 (275)
3.1 接入系统方案 (275)
3.2 变电站建设规模及电气主接线建议 (277)
3.3 系统二次 (279)
4 凯迪电厂电站工程设想 (280)
4.1电厂站站址选择 (280)
4.2 电气一次 (282)
4.3 电气二次 (286)
4.4 土建部分 (288)
5 线路工程设想 (289)
5.1 概述 (289)
5.2 设计规模 (289)
5.3 设计范围 (290)
5.4 主要技术经济指标 (290)
5.5 线路路径方案 (291)
5.6 设计气象条件 (294)
5.7 导线和地线选型及防振措施 (294)
5.8 绝缘配合 (296)
5.9 换位与相序 (297)
5.10 杆塔与基础 (297)
5.11 线路节能设计 (299)
5.12 环境保护 (300)
6 通信工程 (301)
6.1现状及存在的问题 (301)
6.2 需求分析 (301)
6.3 系统通信方案 (301)
6.4通道组织 (303)
6.5通信机房、电源 (303)
7投资估算 (303)
8 主要结论及建议 (304)
8.1 工程建设必要性 (304)
8.2 工程建设规模 (304)
8.3 工程投产时间 (305)
附图：
附图1 110千伏关峡变电站接入系统地理接线图
附图2 110千伏关峡变电站电气主接线图
附图3 110千伏关峡变电站电气总平面布置图
附图4 110千伏分段及母线横断面图
附图5 土建总平面布置图
附图6 110KV配电装置支架轴测图
附图7 110KV配电装置构架轴测图
附图8 关峡变110千伏接入线路路径方案图
附图9 铁塔一览图
附图10 铁塔基础一览图
绥宁县凯迪电厂110千伏接入系统工程可行性研究报告
1 工程概述
1.1 设计依据
1.1 设计依据
（1）国家电网基建…2011?58号《关于印发《国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定》的通知；
伏输变电可研内容深度规定》及编制说明；
（3）邵阳电业局2011年3月编制的《邵阳电业局十一五规划总结及十二五规划修编报告（审定稿）》；
（4）《邵阳市电网2012～2014年电力市场负荷分析预测报告》（2011年5月）；
（5）《邵阳电业局2012～2014年35千伏及以上电网规划评估报告》（2011年9月）；
（6）湘电公司发展…2011?687号《关于邵阳市2012－2014年电网规划评估的意见》；
（7）《国家电网公司输变电工程通用设计110（66）kV输电线路分册（2011年版）》
（8）其它相关的技术规程规范。
1.2 工程概况
（1）项目名称：绥宁县凯迪电厂110千伏接入系统工程
（2）建设规模：关峡变按110千伏变电站规划，本期建设维持35千伏部分及10千伏部分不变；远期规模2×31.5兆伏安，本期扩建110千伏开关站；
（3）110千伏进出线回路数：远期按4回设计，本期上3回；
（4）川石～武阳110千伏线路0.6千米开剖入关峡变，绥宁县凯迪
电厂110千伏线路1.3千米接入关峡变。
（5）沿电厂～关峡110千伏线路敷设OPGW光缆1.5千米，在关峡变接入邵阳地区光纤通信网。
（6）项目地点：位于绥宁县关峡乡、关峡村凯迪电厂及原关峡变电站；
（7）投产时间：2013年10月。?
1.3 设计水平年及远景水平年
本工程选取该变电站工程竣工年份2012年作为设计水平年，以2020年为远景水平年。
1.4 主要设计原则
本工程秉着坚持安全可靠、节能环保、系统优化的原则；具有良好适应性的原则；满足电网“N－1”运行的需要；体现节能降耗、节约用地、设备先进实用的原则；二次系统协调发展的原则；符绥宁县总体发展规划，邵阳市总体发展规划和省、地区电力系统规划总体的原则而设计。
1.5 编制范围
（1）按照审定的《邵阳电网“十二〃五”及2020年电网发展规划》，结合邵阳绥宁县电网运行状况和负荷发展情况，论证绥宁凯迪电厂110千伏接入系统工程建设的必要性。
（2）根据绥宁凯迪电厂110千伏接入系统工程的必要性，提出工程开工和投产时间。
（3）根据区域电网目标网架规划，提出110千伏关峡变电站接入系统方案。
（4）提出110千伏关峡变电站扩设规模、站内电气主接线、总平面布置、进出线回路数等工程设想。
（5）提出绥宁凯迪电厂110千伏接入系统工程的总投资估算并进行经济技术评价。
2 电力系统现状及项目建设必要性
2.1 电力系统现状及发展
2.1.1邵阳市电力系统现状
（1）电网情况
邵阳市位于湘中偏西南，北邻娄底，南界永州，上通云贵，下接长衡。自古为交通要道，商埠中心，邵阳现为省辖市，辖1市8县3区，人口约790万，面积2万平方公里。
截至2011年底，邵阳电网拥有500千伏变电站1座（长阳铺），变压器3台，容量750兆伏安；220千伏变电站5座，变压器9台，容量1200兆伏安，（宝庆变、青山变、檀江变、平溪变、儒林变；邵北变2012年4月投运故未统计容量），110千伏变电站40座，变压器60台，容量1774.5兆伏安。邵阳电网共有35kV变电站83座，主变电器134台，容量614.2兆伏安，
截至2011年底，共有220千伏线路12条，长度506千米；110千伏线路58条，长度992千米，共有35kV线路149条，线路长度1830千米。
邵阳电网110千伏用户变电站共计5座，主变压器6台，容量112兆伏安。
（2）电源情况
截至2011年底，邵阳市全口径电源装机容量1426.5兆伏安，其中火电736.5兆伏安，风电20兆伏安，水电670兆伏安，分别占总装机的51.6%，1.4%和47%。2011年全口径发电量22.67亿kwH，火电发5.12亿kwH,水电17.49亿kwH，风电发0.00566亿kwH，分别占总发电量的22.6%、77.2%、0.25%
2.1.2 绥宁县电力系统现状及负荷预测
1、电网情况
绥宁县位于邵阳市西部，东邻武冈市，南连城步县，西接怀化洪江县，北靠洞口县。绥宁现辖25个乡镇，348个行政村，14个居委会，2772个村民小组，国土总面积2927 平方公里。2010年末全市总人口35.8万人，城镇化率24%。
绥宁县用电电源主要以大网为主，小水电为辅。供电电源为110千伏川石变、武阳变。截止2011年底，全县拥有110千伏公用变电站2座（川石1×20＋1×31.5兆伏安，武阳变1×31.5），主变压器3台，主变容量83兆伏安；35千伏公用变电站9座（城关、关峡、乐安、东山、寨市、河口、瓦屋、金屋、李熙），主变压器14台，主变容量58.3兆伏安；全网主变容量97.2兆伏安。拥有110千伏送电线路2条，长67千米。
2、电力需求预测
2010年绥宁县全年实现地区生产总值(GDP) 42亿元(现值)，比上年增长11.3%，预计2015年绥宁县经济社会发展的具体目标GDP总量达到67亿元，年均增长9.79%。
报告以绥宁县经济社会发展与电网负荷历史数据为基础，预测到2014年，统调供电量6.17亿千瓦时，年均增长9.8%，最大负荷达到130兆瓦，年均增长8.1%。2014年末电网最大负荷相对2011年增加30兆瓦，其中35千伏增加28兆瓦，10千伏增加16兆瓦。
2.1.3 供电区域基本情况
拟扩设的110千伏关峡变电站供区覆盖整个关峡乡所辖18个村。站址位于关峡乡负荷中心位置。
关峡乡现有18个行政村，人口2.27万人，有大小用电户5719户。省道S221公路横穿该乡，交通十分便利，已实现与全国各地通车与贸易，近年经济发展速度迅速，且我县已确立在关峡乡建设关峡工业园区，新
增用电负荷增加趋势明显。详见表1。
表1 关峡乡行政区域及人口情况统计表
2.1.4 供电区域电网现状
关峡乡由关峡35KV变电站供电，主变容量6300KVA，35KV电源利用原江口塘电站至李西变35KV线路接入武阳110KV变，35KV线路长27公里，导线为LGJ-95钢芯铝绞线。2011年新建三条10KV线路。另外境内有江口塘电站直供其4个村。详见表2。
表2 关峡乡10千伏供电线路现状统计表
2.1.5 供电区域工业负荷和小水电现状及发展概况
目前关峡变供电区域内有湘锷铁合金厂、聚祥冶炼厂、页岩红砖厂、千山木业、当代木业、绿洲碎石场等大小工业专变用户30多家，变压器容量达4.6兆伏安以上，随着关峡工业园的开发，在建、待建的工业用户投产，预计到2015年关峡供区的工业用电将有一个质的突破，特别是位于关峡工业园区的湘锷铁合金厂2010年以前将扩建（已有负荷9兆瓦，远期12.6兆瓦）。详见表3。
供区内的小水电站现状见表4。
依据审定的《邵阳电业局十二五农网发展规划》及《湖南省绥宁县2012年拟新建35千伏麻塘变电站（小水电上网型）、增加容量5兆伏安；2013年拟在35千伏枫木团变电站、增加容量5兆伏安，2014年110千伏寨市变建成之后， 35千伏寨市变电站取消，2015年拟新建35千伏黄桑变电站，李熙变增容。
各新建35千伏变电站1座，将110千伏关峡变电站扩容，同时由于110千伏东山、瓦屋变的投运，35千伏东山、瓦屋变电站将拨点、减少6.5兆伏安容量。
2.2 负荷预测及变电容量平衡
2.2.1 供电区域内地区最大负荷预测
供区内2011年地区最大负荷为13.5兆瓦，其中湘锷铁合金厂（35千伏）负荷8.2兆瓦，聚祥冶炼厂(10千伏)负荷3兆瓦。随着关峡工业园的开发，在建、待建的工业用户投产，预计到2015年关峡供区的工业用电将有一个质的突破，特别是位于关峡工业园区的湘锷铁合金厂2010年扩建（已有负荷8.2兆瓦，远期12.6兆瓦）。预计到2015年关峡变供
区内地区最大负荷将达到16.3兆瓦，2008年～2015年增长率为13.5%，详见表5。
关峡变供带最大负荷2010年约为2兆瓦，随着关峡工业园的开发，竹木制品厂、恒通木业等在建、待建的工业用户投产，预计到2015年关峡变供带的最大负荷将达到4.4兆瓦，2008年～2015年增长率为11.9%，详见表6。
2.3 工程建设的必要性
绥宁县凯迪生物质能发电厂厂址位于绥宁县关峡乡、关峡村7组园艺场内，省道S221公路旁，离关峡变不到500米。凯迪1×30MW生物质发电项目利用绥宁县当地丰富的稻壳、秸秆等“绿色能源”作为燃料发电，灰渣等进行综合利用，生产工业紧缺原料白炭黑，或提供给邻近的钾肥厂作生产农业肥料的原料，形成生物质－电－化工循环经济产业链。
它的建设充分利用了绥宁县及周边地区的生物质能资源，一定程度上缓解了绥宁县枯水期的电力缺额，对促进绥宁县经济发展有着积极作用。绥宁县凯迪生物质能电厂属地区小火电，对于加强近区电网结构，保证绥宁县电网的安全、可靠、灵活运行方面将起到积极作用。而输电
线路又是连接电厂和电网的桥梁，因此，扩建关峡变电站110千伏配电装置，新建绥宁县凯迪电厂至关峡变电站110千伏线路十分必要。
2.4绥宁县凯迪生物质能发电厂工程概况
生物质能又称“绿色能源”，包括树木、青草、农作物、稻壳等，利用生物质再生能源发电是解决能源短缺的途径之一，开发“绿色能源”已成为当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。
绥宁县凯迪生物质能发电厂厂址位于绥宁县关峡乡、关峡村七组园艺场内。规划进厂主干道从厂区北侧与省道S221相接。物料运输通道从厂区东侧和南侧分别与省道S221相接。总占地面积100余亩。
绥宁县凯迪生物质能发电厂为生物质资源综合利用电厂，本期工程发电机装机1×30MW，主变容量1×40MVA。所需的燃料为可再生能源——当地丰富的稻壳或秸秆。可大大减少当地对农业废料处理产生的环境污染，有良好的社会和环保效益，符合当前建设社会主义新农村和循环经济建设的精神。
绥宁县凯迪生物质能发电厂本期工程1×30MW, 年平均发电量为
1.5亿kWh，设计年利用小时数为5000小时。
2.5工程建设时序
根据绥宁县凯迪电厂建设情况，建议绥宁县凯迪电厂110千伏关峡变输电工程2012年10月开工，2013年10月建成投产。
3 系统方案及建设规模
3.1 接入系统方案
《绥宁县凯迪电厂接入系统可行性研究报告》对凯迪电厂接入系统的电压等级及接入点做过多个方案比较，并取得省电力公司批复。
（1）电站送出电压等级选择
绥宁县凯迪电厂装机规模为1×30MW，最大电力外送可达30MW，若就
近接入35kV 关峡变电站，在丰水期将有大量小水电站电力需外送，而关峡区35kV 电网建设时间较早，导线线径多在LGJ-95 以下（LGJ-95 型导线长期持续极限输送功率为15.6MW，功率因素0.95，环境温度40℃），电网结构较为薄弱且并且关峡35kV 主变容量为6.3MVA，不能满足正常外送需要，对35千伏电网更新改造投资大，不符合电网未来发展规划，因此不建议采用35kV 一级电压接入。而确定采用110千伏电压等级接入系统。（2）110千伏接入系统方案
A、川石～茅坪110千伏线路剖入关峡变：川石～茅坪110千伏线路剖入关峡变约3.2千米，需要跨越川石-武阳110千伏线路; 扩建关峡变110千伏配电装置部分，绥宁县凯迪电厂110千伏东南侧接入关峡变。符合本地区的电网发展及网络优化要求，潮流合理，但投资较大，实施难度较大。
B、川石～武阳110千伏线路剖入关峡变：川石～武阳110千伏线路剖入关峡变约1.2千米; 扩建关峡变110千伏配电装置部分，绥宁县凯迪电厂110千伏东南侧接入关峡变。这不仅符合地区的电网发展及网络优化要求，尤其是在武阳变110千伏线路接入220千伏武冈变后形成110千伏环网供电，大大提高了绥宁县地区供电的可靠性，凯迪电厂的接入可以优化以小水电为主的电源结构。潮流合理，投资小，实施简单。
由于武阳变距离凯迪电厂较远，不能消纳凯迪电厂负荷，故不作接入系统考虑。
根据绥宁110千伏网架结构远期的发展及网络优化要求，比较以上二个方案，确定采用B方案。
凯迪电厂110千伏接入系统比较方案如下图所示
川石
凯迪关峡武阳
茅坪
城关镇城关镇
茅坪
武阳
关峡
凯迪
川石
方案方案
B方案接入系统陈述：
110千伏接入系统方式：川石～武阳110千伏线路剖入关峡变，绥宁县凯迪电厂110接入关峡变。
35千伏接入系统方式不变：35千伏现有6回出线，其中系统内线路２回，用户接入线路４回。
①江口塘电站～110千伏武阳变电站35千伏线路开Π剖入本站2回，线路长度约4.4千米；
②至清溪江电站（石脉电站）1回，接入线路长1千米；
③至湘锷铁合金厂I期、湘锷铁合金厂II期、竹木厂各1回，线路长度共约4千米。
10千伏接入系统方式不变：现有5回，远期16回。
本期扩建关峡变110千伏配电装置部分，主变本期不上。
3.2 变电站建设规模及电气主接线建议
3.2.1 建设规模
3.2.1.1 进出线规模
110千伏进出线：本期3回，远期4回；
35千伏出线：现有6回，远期6回，本期维持原有规模不变；
10千伏出线：现有5回，远期16回，本期维持原有规模不变。
3.2.1.2 主变型式
变电站现有1台三相自冷两卷有载调压变压器。容量为6.3兆伏安，电压等级为35/10千伏，最终建设2台31.5兆伏安的三相三卷自冷有载调压变压器，本期维持原有规模不变。
3.2.1.3无功补偿容量
远期每台主变压器配置1组4.2兆乏无功补偿并联电容器组，分别接在10千伏的两段母线上。本期装设1组1.2兆乏无功补偿并联电容器组。电容器采用单星形接线，本期维持原有规模不变。
3.2.2 电气主接线
3.2.2.1 110千伏电气主接线
最终4回架空进出线，采用单母线分段接线；本期扩建3回架空出线。
3.2.2.1 35千伏电气主接线
最终6回架空进出线，1回主变压器架空进线，1回主变压器电缆进线，采用单母线断路器分段接线；本期6回架空出线，1回主变压器架空进线，采用单母线双刀闸分段接线（本期只上刀闸，分段断路器不上），装设1组母线设备，本期维持原有规模不变。
3.2.2.2 10千伏电气主接线
最终16回电缆出线，2回主变压器进线，采用单母线断路器分段接线；本期5回电缆出线，1回主变压器进线，采用单母线接线，装设母线分段隔离小车及1组母线设备。
10千伏无功补偿装置最终按每台主变压器配置1组4.2兆乏电容器组，分别接在10千伏的两段母线上。本期维持原有规模不变。电气主接线详见附图2。
3.2.3 导线截面论证
根据川石-武阳110千伏网络接线情况，考虑到绥宁县凯迪电厂发电
装机容量终期1×30兆伏安，根据经济电流密度选择并以长期允许载流量校验，建议选用截面积为240平方毫米的导线。
3.2.4 系统对侧建设情况
本期接入系统是将110千伏川石变电站～武阳变电站线路开Π剖入关峡变，系统对侧本期无建设。
3.3 系统二次
3.3.1系统继电保护
110千伏线路装设微机线路保护装置。
本期工程电厂～关峡变110千伏线路两侧各配置1套光纤电流差动保护。武阳～关峡、川石～关峡110千伏线路两侧保护均按光纤电流差动保护配置。电厂配置1面故障录波柜和独立的高周切机、低频自启动及失步解列装置。关峡变配置1套故障录波装置。
3.3.2 调度自动化
3.3.2.1 调度管理
电站由省调委托邵阳地调调度。电站采用监控系统加远动工作站，其功能、容量需满足调度自动化对远动信息的采集、传输和控制要求。相关信息采用专线通道传送至邵阳地调。
3.3.2.2 运行管理
110千伏关峡变电站的管理由邵阳电业局负责，根据湖南省电力公司有关无人值班变电站建设的要求，本变电站的管理模式按无人值班考虑。采用计算机监控方式，有关远动信息由计算机监控系统采集、远传，远动信息送到邵阳市调接收。
3.4 系统通信
关峡变电站采用光纤通讯方式与邵阳市调进行通讯。
根据通信规划，本工程沿电厂～关峡110千伏线路敷设光缆（优先选用OPGW）关峡变接入邵阳地区光纤通信网。电厂、关峡变均配置邵阳地区
网SDH光传输设备、PCM接入设备各1套，邵阳电业局增加相应接口板件。
电站安装1部公网电话，作为应急通信。
4 凯迪电厂电站工程设想
4.1电厂站站址选择
4.1.1电厂站布点与选址原则
电厂站址选择时应考虑以下原则：
（1）尽量靠近用电负荷中心；
（2）适当靠近现有的110千伏的主网架；
（3）具有一定宽度的进出线走廊；
（4）进站道路要满足大件运输和消防通道的要求；
（5）满足环保、安全等要求，特别是注意与邻近易燃易爆等危险设施、建筑的安全距离；
（6）有利于线路巡视检修。
4.1.2 凯迪电厂站址情况
电厂站址的选择, 绥宁县凯迪电厂项目部和关峡乡人民政府做了大量前期工作,多次对站址进行了现场勘察，最后推荐站址位于关峡乡、关峡村、省道S221公路旁的柑橘园内。电厂占地100亩，在关峡变电站的西侧，离关峡变电站不到500米；凯迪电厂站址位置地理图如下：
凯迪电厂站站址现场照片如下：
4.2 电气一次
4.2.1 典型设计执行情况
由于本站远期规模为110千伏变电站，故本变电站初步设计方案按照《国家电网公司输变电工程典型设计》110千伏变电站分册（湖南省电力公司实施方案）A-2方案设计，由于原站按110千伏变电站建设，故本期扩建110千伏配电装置。110千伏配电装置采用户外软母线AIS设备中型双列布置，架空出线；35千伏配电装置采用户外软母线AIS设备半高型单列布置，架空出线；10千伏配电装置采用户内高压开关柜单列布置，全电缆段出线；主变压器采用1台容量为6.3兆伏安国产优质的三相两卷自冷有载调压变压器，户外布置；配置1台容量为1.2千乏无功补偿并联电容器组，户外布置。根据设计任务书确定的预定条件开展
设计，具体方案组合详见表7。
表7 技术条件表
关峡变电站现场（规划的110KV区域）照片如下：
4.2.2 短路电流及主要电气设备选择
4.2.2.1 短路电流水平
根据工程建设地所在邵阳电力系统条件，按系统远景年参数和系统最大运行方式，进行系统短路电流计算和设备选择及校验。
各电压等级的短路电流计算结果如下：110千伏电压等级的设备短路电流为8.5千安；35千伏电压等级的设备短路电流为5.9千安；10千伏电压等级的设备短路电流为12.7千安。
4.2.2.2 主要电气设备选择
变电站海拔高度为1000米以下，电气设备的抗震校验烈度为7度，所有电气设备选择以国产为主。
110千伏设备：选用户外型110千伏SF6断路器LW口-126 （2000A，40kA、100k），配弹簧操作机构； GW5-126（2000A、40kA、100kA）隔离开，主刀配电动操作机构，地刀配手动机构；油浸倒立式电流互感器110KV 2*600/1A（抽头2*300、1A）；电容式电压互感器1000PF 110//0.1//0.1KV；氧化锌避雷器102/266W
4.2.3 电气总平面布置
110千伏配电装置采用户外布置。
根据变电站的进出线方向，110千伏户外配电装置布置在站区西侧，35千伏户外配电装置布置在站区南侧，配电综合室布置在站区东侧，变电站进站道路从站区北侧中部接入。主变压器布置在远期110千伏配电装置与配电综合楼之间。10千伏无功补偿装置布置在10千伏高压室的东侧。
4.2.4 配电装置
110千伏配电装置：采用户外软母线AIS设备中型双列布置，出线采用架空出线。
35千伏配电装置：本期维持原有规模不变。