近年来,全球能源形势十分严峻,随着风能和太阳能等新能源的应用和发 展,给国内传统的能源发电带来了新的挑战。因此,我国不仅要将能源方面的 优势充分发挥出来,实现能源多元化,而且还应该对能源结构进行适当的调整, 实现协调发展。为满足佳木斯地区负荷増长的需求,加强西部地区变电站的联 络,进一步提島供电可靠性,因而本文开展了佳木斯市市南llOkV输变电工程 的可行性研究工作,该项工作对于完善佳木斯市城区配电网络布局、提高供电 能力、増加供电可靠性具有重要意义。同时,对于类似的输变电工程的实施, 具有一定的借鉴价值。 本文利用大量基础数据分析了佳木斯市区西南部现有电网和新增负荷情 况,从网架结构、供电能力等方面系统分析了电网存在的主要问题,采用综合 用电水平法、自然増长率法、需用系数法、电力电量平衡、潮流分析等多种方 法对佳木斯市区西南部中、远期负荷进行预测,给出了佳木斯各类供电区域的 目标网架及其建设时序,对佳木斯市市南IWkV输变电工程可行性进行了充分 论证,并且通过开展实施效果评价,验证了本文设计方案的有效性。 关键词; 11OkV,输变电,网架,可行性 IAbstract Inrecentyears,theglobalenergysituationisveryserious,withtheapplication anddevelopmentofnewenergysourcessuchaswindpowerandsolarenergy,to domestictraditionalenergygeneratio打hasbroughtnewchallenges.Therefore,our advantagenotonlytotheenergysector!:〇givefullplaytoachieveenergy diversification,butalsoshouldmakeanappropriateadju巧mentofenergy巧ructure, realizethecoordinateddevelopment.Inordertomeettheneedsoftheareaload growth,strengthe打化econnectionof化eWestsubstation,improve化ereliabilityof powersupply,thustocarryoutafeasibilitystudyofJiamusiShinan110kVpower transmissionandtransformationproje。.了hisworkhasImportantsignificance1:o improvethedistributionnetworklayout,improvepowersupplycapacityand increase比ereliabilityofpowersupplyinJiamusicity.Atthesametime,forthe implementationofsimilarpowertransmissionandtransformationproject,whichhas acertainre色rencevalue. Thispaper,byusingalargenumberofbasicdataanalysestheexistinggridand Jiamusicitysouthwe巧ofnewloadsituation,fromtheaspectsofspacetruss 巧ructure,suchaspowersupplyabilitysy巧emanalyzesthemainproblemsofpower grid,bythemel;hodsofcomprehensiveutilizationlevel,naturalgrowthrate,the demandfacl:ormel:hod.trendanalysisandothermethodsonpowerbalance＊the Jiamusicityinthesouthwest,thelong-termloadforecasting,thispaperintroduces theJiamusigoalsofallkindsofpowersupplyareanetworkframeanditssequence, constructionofJiamusishinan110kVpowertransmissionandtransfbrmation projectfeasibilityisstudied.Fullydemon巧ratedthefeasibilityofJiamusiShinan llOkVpowertransmissionandtransfbrmationprojectandwith1:heimplementation IIeffectevaluation,t;overifytheeffectivenessoftheschemedesign. Keywords: HOkV,Powertransmissionandtransfbrmation,Networkframe,Feasibility II!目录 第1章绪论1 1.1课题工程背景及意义 1 1.2国肉外研究现状 1 1.3本文主要研究内容 2 第2章系统方案 4 2.1电力系统一次方案 4 2.2电力系统二次方案 12 2.3本章小结 24 第3章变电站站址选择设计 25 3.1站址环境及条件的选择 25 3.2通信干扰及施工条件的选择 27 3.3站址方案技术经济比较及站址确定 28 3.4本章小结 29 第4章输电线路路径选择设计 30 4.1概况30 4.2线路路径方案 31 4.3气象条件对路径选择的影响分析 33 4.4本章小结 40 第5章实施效果评价 41 t1电能质量 41 I5.2供电可靠性 43 5.3电网损耗 44 5.4供电能为 44 第6章结论与展望 46 t1全文总结 46 6.2工作展望 46 参考献48 攻读硕±学位期间发表的报告及其它成果 51 作者简介52 gCit53 11 第1章绪论 第1章绪论 1.1课题工程背景及意义 佳木斯市区十二五期间加快城市建设,其发展方针为沿江开发,两岸 繁荣,改造老区,开发新区。佳西区为重点开发地段(光复路南侧,胜利西路 两侧),规划建设及改造占地面积370万平方米,目前己申报新建住宅及商服面 积约198万平方米,该区域内变电站(佳西变、西南变)使用年限己超过20年, 负载率高,变电站扩建能力差,己不能满足该地区发展的要求。为满足该地区负 荷増长的需求,加强西部地区变电站的联络,进一步提高供电可靠性,为此提出 建设市南nokv输变电工程是十分必要的。 开展佳木斯市市南nokv输变电工程可行性研究对于完善佳木斯市城区配 电网络布局、提高供电能力、増加供电可靠性具有重要意义,可W有效解决佳木 斯市西部配供电能力不足、部分lOkv线路重载、供电半径长等问题。同时,本 课题的研究能够给今后开展类似的输变电工程可行性研究提供参考,具有一定的 借鉴价值。 1.2国内外研究现状 1.2.1国外研究现状 国外发达国家和一些先进地区对输变电工程的可行性研究方面各有其侧重 点。对于北美国家来说,其电力系统W规模较大为特征,而且电力市场也基本己 经发展成熟,与此同时,电力市场可在一定程度上优化调配发电、工程设备和 电网运行等投资。1^美国和加拿大为代表的北美电网开展输变电工程可行性研究 侧重电网可靠性和经济性的分析。研究报吿主要论述输变电工程的可靠性和经济 性之间的相互的协调、电力输送水平、计算建模W及设备状态评估这几个方面。 1 第1章绪论 而在法国,其电网的跨度相对要小一些,而输电线路也比较短,但稳定裕度却很 大。该特点并不是法国所独有的,而是很多欧洲国家的共性。所1^,关于输变电 工程可行性研究中基本没有涉及与系统稳定性有关的内容,而是将焦点放在了电 网使用效率的评估、电网存在老化风险的评估W及相关电源及用户接入便利性方 面。在己西,关于输变电工程的可行性研究是W系统运行的经济性与可靠性为前 提的,主要关注的是电网线路给环境乃至整个社会所造成的影响。俄罗斯电网的 特点是跨度大,在编制输变电工程可行性研究主要突出系统的稳定问题1。。 1.2.2国内研究现状 我们国家电力工业虽然起步比较晚,但充分发挥了后发优势,借鉴了诸多 发达国家输变电工程建设领域的各种优点,结合我国国情因地制宜开展具有中 国特色的输变电工程实践。特别是在总结近年来输变电工程可行性研究工作经 验的基础上,2007年10月8日国家电网公司W国家电网发展[2007]812号文印 发了《国家电网公司输变电工程可行性研究內容深度规定(试行)》,并经历次 完善。规定全面提出了推进资源节约型、环境友好型电网建设,树立了我国输变 电工程可行性研究领域发展的新的里程碑。 1.3本文主要研究内容 本文主要是针对《佳木斯地区十二五电网规划》中有关建设nokv市南 输变电工程开展可行性研究。通过对基础数据的收集和分析,优选确定工程系统 一 、二次方案,经过经济技术比较提出站址和输电路径选择,并对实施效果进行 了预测和展望。 本文主要内容安排如下: 第一章为绪论,主要介绍课题王程背景及其现实意义,指出国内外此类可行 性研究的现状,同时给出报告的主要内容。 第二章阐述了系统方案及建设规模。W电网结构和负荷分配、潮流分析、经 2 第1章绪论 济性H个方面为切入点对接入系统方案进行比选。进而通过电气计算初步确定设 备的主要配置参数W及一、二次建设规模。 第H章主要是变电站站址选择设计。论述了备选站址的基础条件、站用电 源、周边环境、通信干扰、施工条件,并进行技术经济比较。 第四章主要是输电线路路径选择设计。通过室内选线、现场调查和实地踏勘 初步确定路径方案。同时,对导地线配置形式、绝缘配合、线路主要杆塔和基础 型式进行初选。 第五章W供电能力和电能质量提升、供电可靠性的提高、电网损耗的降低 为基础开展实施效果评价。 第六章是结论与展望,对全文进行总结。 3 第2章系统方案 第2章系统方案 2.1电力系统一次方案 根据电网规划,llOkV市南变为终端变电站,联网方案在满足变电站安全联 网运行的同时,应与电网建设及电网规划有效结合。通过现场捜资,对与本工程 相关的变电站情况介绍如下: (1)220kV西格木变 220kV西格木变位于佳木斯市郊西格木乡,距市南变直线距离约8.2公里, 没有大型村镇,均为空旷地区,出线条件好。 西格木变llOkV侧为双母线带旁路接线,现出线7回。2014年西格木变最 大负荷97MW。 (2)220kV佳南变 220kV佳南变位于佳木斯市南郊,距市南变直线距离约12公里,路径需要 躲过四丰山水库和多处建筑物。 佳南变llOkV侧为双母线带旁路接线,现出线8回。2014年最大负荷110MW。 2.1.1接入系统方案 根据电网现状及规划建设情况,并结合各相关变电站改扩建能力,提出 llOkV市南变接入系统方案。 方案一:新建llOkV市南变,装设2台31.5MVA主变,新建市南变一西格木 变双回llOkV线路,并对原有线路结构进行相应改造。新建双回llOkV线路与原 IlOkV木北甲乙线后段接引,将llOkV佳北变接入;利用原llOkV木北甲乙线前 段将市南变接入。按方案一接入系统后,市区nokv网架如图2.1所示: 4, -I — ' 第2章系统方案 Xtxaia 堪 西格木 240 图2.1方案一佳木斯市区llOkV网架图 方案二:新建llOkV市南变,装设2台31.5MVA主变,新建市南变一佳南变 双回IWkV线路,并对原有线路进行相应改造。 按方案二接入系统后,市区llOkV网架如图2.2所示。 /C-V\.-K-....V-'.—'丫....术一^\/>.-■、 - - 狂山户兴:乂妨; 240 图2.2方案二佳木斯市区llOkV网架图 5 第2章系统方案 2.1.2下级电网整理方案 根据佳西地区现有电网情况并结合十二五电网规划,提出llOkV市南变 下级电网接入方案。 lOkV本期出线12回,新建市南1、2、3、4线将西南变新风甲、乙线n 入:新建市南5、6、7、8线将佳西变西环甲、立线n入,沿胜利西路向西 新建公用1线;沿八一街向南新建公用2线;预留lOkV间隔2回。 下级电压整理方案图如图2.3所示。 rj.:|立南＊\\ - 一 ^ ■ ]鬥三|,【,輔2長新风咬^■, IW1.51—^图2.3下级电压整理示意图 2.1.3线路型式及导线截面选择 该线路远景每年的最大输送有功功率为55.7MW,本期输送功率为39.7MW, 变压器终期规模为100MVA,变亞器容量为63MVA。LGJ-240导线经济输送容量为 52.5MVA(J1.15),40度下极限输送容量为116MVA,选择双回LGJ-240导线即 6第2章系统方案 可满足2020年传输功率的要求,且导线运行较经济,可W保证线路N-1的要求。 2020年负荷増加后导线仍可运行。 根据公式星一316M2,导线应选择双回LGJ-1化或双回LGJ-240。 顶J 上两种分析方式均得出选择同塔架设双回LGJ-240是经济合理的,同时市 区内的输电线路受规划影响较大,若不一次性建成,将来路径选取艰难,施工额 外费用增加。 因此建议线路可按双回LAJ-240导线一次施工架设完毕。 2.1.4潮流计算分析 计算程序:采用《PSASP—7.0电力系统分析综合程序》(中国电科院)完 成所有的计算和分析工作; 计算年份:2015年; 计算方式:选择地区缺电最大的冬大方式。 潮流计算如图2.4、2.5所示。 两种方案正常运行和N-1方式下的潮流计算结果如表2.1、表2.2所示。 表2.1方案一正常及N-1方式下潮流计算结果 单位:MW、kV 线路名称 正常方式 断市南变一西格木变一回线路 线路潮流市南变一西格木变 2X19.9 39.7 市南变 108.7 107.8 变电站电足 西格木变 109.9 109.9 表2.2方案二正常及N-1方式下潮流计算结果 单位:MW、kV 线路名称 正常方式 断市南变一佳南变一回线路 线路潮流市南变一佳南变 2X19.9 39.7 市南变 108.2 107.5 变电站电足 佳南变 108.T 108.7 第2章系统方案 。。千变 。巧巧鞭巧巧 、: 樹「换.… ^〇〇+战〇〇1阱巧■巧 一《心。.^^3.1。/ —-〇 。〇千仿gB々y0千rfi歧 0 獅—-擊巧/U。千嘴号/\\\. 义…辉2。^__—_〇LAMW'M 。幣放wY。化 \ \/^柏来1S P 。千忌巧\\\1千的U巧\//1化23〇。6_^。.3。古6。;9〇。.9'、1^86\.f脚 懲VZ/足^。備品離,。\.1-公三W \〇109.sV^Q11。千伏緩s\/^.:'門:'L:1'90成.30 \。._,。心I颗寶、户…挪 - ' 0-^'/~'S。。 mtm^^ 婷' sc々啤心:矜护&; 图2.4llOkV市南输蛮电工程方案一大负荷正常方式潮流图 箭歴皆 U觀。Of化sa;口, 巳k^‘-, z±^ 断化#江卖 广\9;.4 、■^＊^%.。;:固。巧唯沪巧林＊■＊y 化6B.0X}l:＊W3.]化6叩。吗心2,化,品).0+樹.0 100.6 'V U巧巧斯I巧 0 yr^Q~~0评利。。品6。弾 墨。t;'。分u\\ ,。心 ■■ 下t\i \ -% ,化;I\n紙品;誦\。紐、0 ^:3琴.。tQL:化料.\ 滞知.3 為f顯j^.’^雨r~式'——剛,\ 化。 I＊,＊＊,km杭山貼 /怖齡评町桂。' .请 100.7 防8仰> g＊T^7'3占^曲.2 三邮曲巧拓h-等^/- 图2.5llOkV市南输蛮电工程方案二大负荷正常方式潮流图 计算结果表明,方案一和方案二在冬大方式下各llOkV线路和电压均满足运 8 第2章系统方案 行要求,没有过载现象。经N-1潮流校验,2个建设方案中主要线路没有过 载现象,满足运行要求。 2.1.5方案比选 经电气计算,llOkV市南输变电工程2个接入系统方案均能满足供电需求, 在此基础上,对2个方案进行综合比较分析如下: (1)从电网结构和负荷分配分析:目前西格木变负荷较轻。在十二五规划 中市南变也要接入西格木变。 (2)从潮流结果分析,2个方案正常方式和N-1方式下,均能保持系统 安全运行,没有过载问题。 (3)从经济性的角度分析,本期工程方案一较方案二新建线路短,送电投 资少。 综上所述,推荐方案一(接入西格木变)作为llOkV市南输变电工程接入系 统方案。 2.1.6电气选型计算 基于W上方案,进行相关电气选型计算如下: (1)调压及无功补偿平衡 1)调压计算 根据《电力系统电压质量和无功电力技术导则》中的规定; 发电厂和220kV变电站的110、35kV母线正常运行方式时,电压允许偏差为 系统额定电压的-3%至叫%;事故运行方式时为系统额定电圧的-10%至+10%。 带地区供电负荷的变电站和发电厂的lOkV母线正常运行方式下的电压允许 偏差值为系统额定电皮的0至W%。 据此,得出调压计算结果如表2.3。 9 第2章系统方案 表2.3调反计算结果表 单位:kV 最大方式 最小方式 主变变比 计算方式 高压侧电圧低压侧电压高压侧电压低压侧电压 正常运行 109 10.3 108.7 10.2 110/10.5 断市南一西格木一回108.2 10.2 107.8 10.1 调压结果表明;llOkV市南变主变压器高压侧抽头运行在不同位置时,对变 电站llOkV母线运行电压有一定影响,但均满足规程要求。建议主变压器变比选 择为110+8X1.25〇Vl〇.化V。 2)无功补偿 根据《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》的相关规定得知:对 35-1lOkV么间的变电站进行容性无功补偿的装置应当W补偿变压器无功损耗为 主,如果条件允许的话,还可对负荷侧的无功补偿适当进行兼顾。容性无功补 偿装置的容量按主变压器容量的10%至30%配置。 经计算,llOkV市南变lOkV侧配置2组容量为(2+3.6)Mvar电容器,能够 满足上述规定要求。无功配置计算结果见表2.4。 表2.4无功配置计算结果表 单位;kV 电容器 项目 最大方式 最小方式 ~ 高压侧 ~ ~ 低压侧高压侧 ~ ~ 低压侧 ~ 计算方式投切 电压 电压 电压 电圧 正常运行 109 10.3 108.7 10.2 不投 断市南一佳南线路 108.2 10.3 107.8 10.1 正常运行 109.5 10.5 投一组 断市南一佳南线路 108.6 10.4 正常运行 110.1 10.7 投二组 断市南一佳南线路 109.0 10.5 10 第2章系统方案 根据llOkV市南变电站无功配置计算结果,当无功补偿为装设2組 (2+3.6)Mvar电容器,分组容量能够满足《电力系统无功补偿配置原则》中投 切一组电容器所引起接入母线电压的变动值不直超过其额定电皮的2.5%的要 求。 (2)短路电流 根据设计方案,对佳木斯西南地区电网llOkV变电站母线进行了短路电流计 算,计算的目的是为电力设备选择提供参考,计算水平年为2020年。计算结果 见表2.5。 表2.5远景年短路电流计算结果表 单位:kV、MVA、kA 变电站名称 母线电压等级 短路容量 短路电流 西格木变llOkV侧 110 1772 9.3 市南变 110 1105 5.8 市南变 10 313 18.1 根据短路电流计算结果,建议本工程llOkV侧设备选择的短路电流水平按 40kA考虑,lOkV侧设备选择的短路电流水平按31.5kA考虑。 (3)消弧装置 由于架空线路所产生的电容电流值较小,因此lOkV只分析电缆段即可。按 每回线路2.5km电绳计算,本期12回电容电流值为31.5A〉20A,远景24回电容 电流值为63A〉20A。因此本期装设2台630kVA消弧线圈。 (4)电气参数选择 1)主变参数 根据潮流、容量平衡及短路电流计算结果,llOkV市南变本期装设2台 31.5MVA有载调压变压器,远景最终规模为2台50MVA有载调压变压器。 本期变压器容量比:31.5/31.5MVA 11 第2章系统方案 变比:110+8X1.25%/10.化V。 2)短路电流水平 llOkV市南变电站llOkV母线侧设备选择的短路电流水平按40kA考虑,lOkV 母线侧设备选择的短路电流水平按31.5kA考虑。 220kV西格木变新増IWkV间隔设备选择的短路电流水平按4化A考虑。 3)无功补偿容量 根据无功补偿配置原则,并通过无功补偿计算分析,建议本期lOkV侧每台 主变各配置容量为(2巧.6)Mvar电容器,远景按终期主变容量考虑。 4)电气主接线 市南变llOkV本期及远期均为内桥接线,lOkV本期及远期均为单母线分段 接线。 2.2电力系统二次方案 2.2.1系统继电保护 llOkV市南变拟接入220kV西格木变。220kV西格木变为无人值守的综合自 动化变电所。llOkV线路现出线7回,11化V为双母线带旁路接线方式,主站后 台监控系统、测控装置、保护是南瑞继保公司产品。llOkV配置母差保护、故障 录波器,llOkV线路保护配置微机距离保护及微机光纤保护。 部分公用设备配置已满,需扩容(故障录波器、电能表电压切换装置、交换 机等)。 (1)系统继电保护配置方案 根据《110至750kV智能变电站通用设计》对系统继电保护及安全自动装置 的配置原则: ①1lOkV线路西格木变侧配置2套微机距离保护,市南变侧不配置保护C ②llOkV侧不配置母线保护。 12 第2章系统方案 ⑨llOkV内桥配置1套保护测控一体化装置。 ④桥式接线的liokv变电站,llOkVG00沈报文及SV报文宜采用点对 点方式传输,不宜组建过程层网络。对于重要的llOkV变电站,其线路、分段及 主变压器可配置1套故障录波装置。当变电站设置过程层网络时,应当在全站中 配置1套故障录波和1套网络记录分析装置’。 第五,市南变配置1套低周减载装置。 (2)保护和巧障信息管控系统 llOkV变电站未纳入保护和故障信息管控系统当中,故本站不考虑配置管理 系统子站。 (3)对通信通道的技术要求 本工程llOkV线路不配置光纤保护,对通信通道无要求。 (4)安全稳定控制装置 llOkV市南变为终端变电站,对电力系统网络结构影响较小。根据潮流计算 分析及配置原则,llOkV市南变接入系统后,不会引起新的安全稳定问题,本期 暂不考虑安全稳定控制装置。 2.2.2系统调度 (1)调度自动化 佳木斯地调主站现运行南瑞科技公司生产的0P化-3000A型的EMS系统,该 系统能满足本王程接入系统的要求。本王程接入地调调度自动化系统主站时应考 虑适当的远动接口。 1)调度组织关系 llOkV市南变由佳局地调调度。变电站信息直送调度主站。 2)远动信息 根据《电力系统调度自动化设计技术规程》和《地区电网调度自动化设计技 1第2章系统方案 术规程》和相关调度端及远方控制中也对变电站的监控要求,远动信息采取直 采直送原则,具体输送的远动信息有W下内容: a.模拟量 ①llOkV、lOkV线路电流、电压和功率; ②llOkV、lOkV母线电压和母线频率; ⑨主变高、低压侧功率和电流; ④电容(抗)器功率和电流; ⑤所用变高压侧功率和电流; ⑥主变一二次绕组的湿度、变压器油的温度; ⑦其他维护所需模拟量。 b.开关量 主要是各种信号 ①①变电站事故; ②反映系统运行状态的各型式开关、刀阐和接地位置; ⑤继电保护装置信号及安全稳定自动控制装置动作; llOkV、lOkV开关预报、警告; ⑤本体设备异常; ◎UPS系统异常; 控制回路异常; ⑤保护装置异常: ◎测控装置异常; 自动装置异常: 〇消防设备警告; ◎直流系统异常; 14 第2幸系统方案 ◎环境安全监视设备警告; 其他所需开关量。 C.遥控量 ①保护定制区变更; ②开关、刀闽、接地分合闽; ③保护连接压板的投入和切除; ④开关场地照明系统开关; ⑤保护信号复归等; ⑥空调、电化热设备启停。 3)远动信息传输及通信规约 市南变远动传输按采用二种方式考虑,远动专线通道及调度数据网络传输, 调度数据网方式为主通道,专线通道为备用。 调度数据网络传输采用2M数字通道,网络通信协议采用化/T634-51-1-2002 规约。远动专线通道作为备用通道,用于传输远动信息。通信规约采用 DL/T634-5101-2002规约。 (2)电能计量装置及电能量远方终端 地调现运行的电量计量系统为黑龙江电通的DT2000管理系统,这一管理系 统可1^^有效满足接入系统的各项要求,但需要注意的是,系统接入需要将相应的 接口和数据库进行修改。 电能量计量系统子站通过电力调度数据网和专线通道将电能量数据传送至 调度中也,电能表与电能采集装置之间采用DL/T645或化/T719-2000通信规约, 电能采集装置与电量计费主站之间采用DL/T634-5102-2002规约和TCP/IP网络 通信协议。 设备配置情况如下:llOkY变电站主变lOkV侧为关日计量点,配置2块化2S 15 第2章系统方案 级多功能智能关口表。lOkV线路出口拟配置保护、测量、计量一体化装置。全 变电站配置1套智能电能表处理器,采用GPRS+有线传输方式,用来采集计量关 口信息并上传地调。 (3)调度数据通信网络接入设备 1)通道组织 llOkV市南变一点就近接入电力调度数据网,市南变通过2X2M带宽的通道 直接接入佳木斯地调的接入网。 2)设备配置 本期市南变配置接入调度数据网所需设各2套;4台接入交换机、2台路由 器、1面机柜。调度数据网接入的主要业务为远动系统、电量计费系统、保护信 息子站系统、相量测量装置、安全自动装置等。 (4)二次系统安全防护 1)二次系统安全防护原则 变电站二次系统安全防护设备的配置原则是安全分区、网络专用、横向隔 离、纵向认证‘。同时,二次系统的安全防护应遵循原国家电力监管委员会第 5号令、《变电站二次系统安全防护方案》、《电力二次系统安全防护规定》和 《电力二次系统安全防护总体方案》等有关要求。 变电站内各应用系统安全区划分如下: 一是控制区:继保装置、安全稳定拉制自动装置、相量相位测量装置、全站 自动监控系统。 二是非控制区:电能量计量系统子站设备、继电保护及故障信息管理子站系 统、故障录波装置。 控制区内各应用系统应加装纵向加密认证装置后接入电力调度数据网,而非 控制区则应加装防火墙或IP认证加密装置,即所谓的纵向安全防护。 16 第2章系统方案 如需实现控制区和非控制区肉各系统应用之间网络互联,则控制区和非控制 区均应安装防火墙,实施逻辑阻断和隔离措施,即所谓的横向安全防护。 2)设备配置 市南变本期配置2套安全防护设备,每套包括2台IP纵向加密装置,1台防 火墙(用于安全区I和安全区II隔离),设备布置在调度数据网屏内。调度数 据网络及安全防护配置如图2.6。 麵餐A齡蒙 麵塞 M参輯11慧gqa ^22SII252i6^52255225I^^ —歲#紧!i —^ ~ 1^~1麵曼醒f輔塞I資餐'I 图2.6调度数据网络及安全防护配置图 2.2.3系统通信 (1)现状及存在问题 佳木斯地区电网是黑龙江省中部电网的重要组成部分,省、地两级调度在该 地区建设了包括光纤环网电路通信在内的调度通信体系。 佳局地调-佳南变-群林变-西格木变,佳局地调-沿江变-佳北变-佳西变-纪 旗变--西格木变光纤通信电路均具有光缆通道,光缆采用AD化及OPGW,芯数为 12芯、24巧。城网fe行力中兴622M(1+1)设备。 (2)需求分析 依据佳木斯电网通信的现状,结合市南变系统实际的接线状况,为了提高电 力系统调度的智能化和自动化程度,满足电力系统中继电保护的各项要求,特提 17 第2章系统方案 出市南变电力系统通信电路的建设规划。按照相关管理制度的要求,市南变规划 铺设并搭建一条高速的光缆通道。 光缆芯数选择: 通信 4芯(1+1) 预留 4芯 备用 4芯 光缆芯数共计12芯。 (3)系统通信方案 本期工程将llOkV市南变信息通过西格木变转入城网通道中,信息经此光纤 电路传输至佳调,满足电力调度、自动化、电量计费及行政管理等信息量传输 的要求。设备配置如表2.6。 表2.6设备配置表 序号 型式规范 M备注 1 市南变电站侧 1 光传输设备 SDH-622M(1+1) 套 1I2块光板 2 PCM复接设备 30CH 套 1 3 综合配线架 光、数字、音 套 1 4 安装电缆 ＊ 1 5 进户光维 防鼠害12芯 米 300 6 通信电源监控模块 ^ 1I 地调侧 I 1 PCM复接设备 30邸 套 1 2 2M支路板 块1I 3 配线架増容 数字、音频配线架增容 套 1I 4 安装电维 套 1: — 西格木变侧 ! 1 光接口板 SDH-622M(1+1) 块 2 2 进户光幾 防鼠害12巧 米 500 3 配线架増容 光配线架增容 套 1} I 18 第2章系统方案 序号I名称 型式规巧:I单位I数量I备注 4 安装电缆 套 1 5 光端机扩展子架 套 1 通信通道组织: 地调一市南变调度电话 利用佳地区局部光纤网络构成地调-佳南变-市南变光缆通道。 地区光額通道 新建光繼电路 通道:0 i 〇 地调 西格木变 市南变 调度自动化通道组织: 地调一市南变调度数据通道 地区光缩通道 新建光雞电路 巧道:〇〇 地调 西格木变 市南变 光缆现状图、光缆建设方案图、光传输设备配置图、通信电源供电示意图见 图2.7、图2.8、團2.9及图2.10。 14o z 画 癸 廣 絮 米 团 励 i s 案 盖 世 { ^ §曲々2lss§￥黄巧SIMS口4节 着 / # / 淑 \ 媒 料 N 保 Is 累 式 Y 嫩 。 渔 巧 患 式 货 电 來 巧 鸦 : 巧 @ 紙 ⑥ 寻 s s a v 芸 巧 岂 — s s a v 差 坦 W T / A Q d d W 是 > 会 一 一 西 革 昭 世 一 J / V - . S 采 病 M S Q V 普 5 9 C — S S Q V W 曲 巧 I 辦峡兹,媒片 N 婚z z 画 酬 窗 如 巧 療 化 米 0 3 画 證 长 刚 梟 S’ 晤 地' 訟 S U C J I 。渔 忠 「 奈 式 货 忠 來 巧 喝 : 巧 蓋 H a w □ 0 i 画 孤 宗 5 訟 1 衝 i 诘 钟 瑜 , —— I SD 1 i I s i D d 口 i ^ s s s 运 惹 0 1 福 世 是蒼￥4^绝,保料N供 1- ''一. -.J S B . ' tl- t s 圃 鹏 杉 曲 擊 賤 曲 摧 興 o r z 画 函 顺 长 咖 寞 囊 寞 域 咖 I怒 I 寒 繫 I — ^ 歡 龍 U Q 奋 运 \ 社 - 〕 口 1 峰 给 楚 堂 粗 工 含 石 / > 0 拍 娱 ^ 巧 毋 呆 這 K L 1 松 媒 和 絮 媒 片 N 烘 第2章系统方案 2.3本章小结 本章通过对佳木斯西南地区十二五目标网架的研究,结合地区负荷预测, 应用了潮流分析、N-1校验、技术经济比等方法论述了佳木斯市南llOkV输 变电工程的接入系统方案、系统一次方案,并开展了相应的电气计算,给出了电 气设备选型建议。通过对佳木斯西南部电网系统二次部分现状分析,结合变电站 及通道组织的实际运行特点,给出继电保护、系统调度、系统通信等二次设备配 置建议。 24 第3章变电站站址选择设计 第3章变电站站址选择设计 3.1站址环境及条件的选择 市南llOkV变电站站址一,位于胜利西路南侧,规划八一街西侧100米处。 现为一般农田。测区中也、地理位置为东经130°19'16.45,北韩46°46' 51.65。站址地势平坦,平均高程在81m-82m之间。 市南11OkV变电站站址二,位于胜利西路北侧,八一街西侧,距所址一约 100米。测区中也地理位置为东经130°19'21.39,北结46。46'01.19。 站址地势平坦,平均高程在81m-82m之间,现为一般农田。 市南变站址一、二均为城市规划区,周围无军事设施、机场,地下无文物及 矿产。站址已经取得市规划局、国±资源局等相关协议。备选站址方案如图3.1 所示。 丑A円 图3.1市南变备选站址 3.1.1站址条件 (1)站址位置 市南llOkV变电站站址一,位于胜利西路南侧,八一街西侧100米。现为一 般农田。测区中也地理位置为东经130°19'16.45,北绅46。46'51.65。 站址地势平坦,平均高程在81m-82m之间。 (2)站址地理状况 两个拟选站址均位于佳木斯市佳西规划区内,交通便利。站址地势较为平坦, 现为一般农田。 站址一、二地势平坦。 ' i (3)站址±地使用情况 25 ＊占- -■ ' 一 第3幸变电站站址选择设计 站址一、二现为一般农田。目前尚未进行其他规划建设。 站址实际情况如图3.2所示。 pr - 图3.2站址附近自巧地藐近期照片 (4)进站道路 进站道路接引至胜利西路,宽度4m,长15m,公路宽度50m,路面情况良好。 满足大件运输条件。 (5)站址附近城市管网情况 站址附近具备给水、排水城市管网等公共服务设施。 (6)矿产资源 站址区域没有矿产资源。 (7)文物古迹 站址地上、地下未发现历史文物、文化遗址、地下遗址、地下文物、古墓等。 (8)军事设施等其他影响建站因数 站址一,站址二附近没有军事设施、光缆、通信电台、飞机场、风景旅游区 或保护区。 26 第3章变电站站址选择设计 3.1.2站址环境 (1)工程污染源分析及防治措施 本工程对环境的影响可分为施工期间及运行期间的影响两个方面。 施工期间的影响主要有破坏地表植被、水±流失,主要污染因子为:±地占 用、水王保持和生态环境影响等…。 运行期间的影响主要有电磁福射和电晕噪声对运行人员及周围人群的影响、 生产和生活污水对环境的污染。主要污染因子为:电场、电磁和无线电干扰、生 产和生活污水、运行噪声等。站址污秽等级为C级。 其防治措施建议如下: 一是最大限度减小±方填挖方量,站内设渗水井,减少雨水外排量,站内设 置化粪池,生活污水不外排。 二是防工频电磁福射的措施。选择符合国家规定的电气设备,对人员活动的 建筑物采取必要的屏蔽措施。 兰是防噪声的措施。llOkV变电站运行噪声较低,进一步优化设备选型,保 证功能分区合理的情况下优化总平面布置,达到能够符合国家规定的噪声标准C (2)环境影响初步评价 根据llOkV变电站运行的调查结果进行类比分析,变电站投运后无废气排 放,主要的废水污染物C0DCR值和SS值的含量非常低,不会对环境产生影响。 工频电场、工频磁场和无线电干扰对周围环境影响不大。对于噪声污染,可 在设计中采取有效地措施,避免对站址周围的居民生活产生影响。 从环保的角度看,拟选的两个站址均是可行的,同时变电站在设计中采取了 各种响应措施,自身污染规模很小,因此,该变电站的建设符合国家、地方和电 力行业的环保要求。 3.2通信干扰及施工条件的选择 (1)通信干扰 通过调查与实际测量,站址附近无通信干扰情况。 (2)施工条件 1)施工总平面布置规划 根据总平面布置,变电站按照最终规模一次性征地,围墙内设施一次建成, 第3幸变电站站址选择没计 因此工程施工时生产、生活临时用地需在围墙外临时征地解决,同时可W利用围 墙内的零星地带堆放建筑及安装材料。 施工道路可利用站区永久道路,先施工垫层及路基,暂不上路面。 2)施工电源线路选用原则 第一,采用六氣化硫断路器或真空断路器做为lOkV线路分段、联络开关。 W期达到少维护甚至是免维护的目的。 第二,电杆采用大梢径的钢筋混凝±电杆,尤其是转角杆和终端杆。电杆上 导线并架不超过两回时,电杆高度宜选用15m,耐张杆宜选用15m等轻杆。 第H,lOkV单回架空绝缘导线采用H角型排列方式或水平式排列方式,并按 照规定保证导线间距不小于0.4米。 第四,lOkV架空绝缘线路相邻两个电杆之间的距离应尽量控制在45m左右。 3)建设方案 施工电源可临时取自附近lOkV西环乙线。线路直长约化化m,采用JKLYJ-35 架空导线,新建B-15水泥杆10基,新建联络开关台1处,安装断路器1台,装 设315kVA配电变1台。 4)施工水源 施工用水可W考虑永临结合方案,将永久水源提前施工,作为施工水源。 5)主要施工方案 第一,主建筑物采用机械开挖基槽、人工清底,钢模板支模,建筑材料用卷 扬机垂直提升,水平用手推车搬运。 第二,配电装置采用机械开挖基槽、人工清底,钢模板支模,构、支架现场 组装。 第H,地下沟道采用机械开挖基槽、人工清底。 3.3站址方案技术经济比较及站化确定 为了从方案一和方案二中择优选取最佳站址,通过对站址的地理位置、进出 线条件、负荷分配、地形地貌、工程量、施工条件等进行归纳整理,开展了站址 方案技术条件的比较,如表3.1所示。 28 第3幸变电站站址选择设计 表3.1站址方案技术条件比较表 站址 站址一 站址二 ' 地理位置 胜利西路北,八一路西侧胜利西路南,八一路西侧备注 llOkV出线长度 11.0千米 11.5千米 lOkV出线条件 良好 ~ 良好 距离负荷中必情况 ~ ~ 靠近负荷中也 靠近负荷中必 ' 地形 ~ 平坦 ~ 平坦 地貌 — 一般农田 ~ 一般农田 ' 障碍物及拆迁 一条WkV线路 二条WkV线路及通信线路 王地性质 ~ 一般农田 一般农田 — 进站道路长度 ~ ~ 巧米 巧米 — ±石方工程量 1815m'’ 2400m'' 地质条件 适宜建设一般场地 适宜建设一般场地 ~ ' 生产生活水源 附近管网 附近管网 线路走廊 ~ llOkV进线走廊比较狭窄 ’ llOkV进线走廊比较狭窄 ' 防洪淀 无洪潭 雨水较大时会内溃 污秽等级 ~ III ~ III ^ 施X环境条件I良好I良好I 结合表3.1,根据电力系统设计的网络结构和lOkV负荷分布,两个站址基本 满足佳西区供电要求,站址一拆迁少,投资少,靠近负荷中必,线路进出便利。 站址二进出线相对困难,拆迁多,投资较高。此外,站址一有效避开了居民区, 为将来开展工程建设提供了优越条件。 综上所述,站址一不仅满足地区近期和远期的经济建设需求,而且有利于电 网的发展,站化经济性较好,进出线更方便,无内深影响,因此,推荐站址一作 为本工程首选站址方案。 3.4本章小结 本章从站址环境和《件、通信干扰及施工条件W及站址方案技术经济对比等 方面影响因素全面衡量,确定了市南nokv变电站站址一经优选排他,更便于工 程实施,各方条件具备,经济性较为突出,是较好的工程实施站址。 29 第4章输屯线路路径选择设计 第4章输电线路路径选择设计 4.1概况 4.1.1线路工程概述 输电线路工程共分兰部分 (1)新建部分 新建线路4.7km,导线LGJ-240/30型、双地线均为GJ-80。 (2)改造双回线部分 改造木西甲乙线2.5km导线LGJ-240/30型、地线一根采用OPGW-12芯复合 地线光雞,另一根采用GJ-50镶锋钢绞线。 改造木北甲乙线双回1.0虹1导线LGJ-240/30型、地线一根采用0PGW-12 芯复合地线光缆,另一根采用GJ-80锻巧钢绞线。 (3)改造单回线路部分 木红线改化6km导线LGJ-150/巧钢芯锅绞线、地线一根采用0PGW-12芯复 合地线光缆,另一根采用GJ-50锻巧钢绞线。 木北甲线改造1.2km导线LGJ-240/30型、双地线均为GJ-80。 木北乙改造1.2km导LGJ-240/30型、线地线一根采用0PGW-12芯复合地线 光缆,另一根采用GJ-80银巧钢绞线。 将木北甲己线一根地线更换为0PGW-口芯架空地线复合光缆,直长8km。 为兼顾近、远期规划,线路设计同时已考虑其他线路通道的预留。 4.1.2变电站进出线情况 由220kV西格木变llOkV侧北数第1、2空间隔新建11化V间隔,新建的间 隔给原木红线和木西甲线。改造后出线间隔情况如下: (1)220kV西格木变1lOkV侧北数第1间隔出线为木红线。 (2)220kV西格木变11化V侧北数第2、4间隔出线为木西甲、乙线。 (3)220kV西格木变llOkV侧北数第5、7间隔出线为木北甲、乙线。 (4)220kV西格木变llOkV侧北数第9、10间隔出线为市南甲、乙线。 其余间隔均为原位置。 改造后出线间隔如图4.1所示下: 30 第4章输电线路路径选择设计 I末紅法I末刖&I＊＊I术舌1~廷I末先甲法I＊RI本龙己线|电压互外常年雨水充沛,全市各地多年平均年降水量最多时接 近800mm,最少时约为353麵,平常时间大部分降水均保持在480mm510mm之间。 3)佳木斯市属中温带大陆性季风气候。冬天较夏天时间多一些,仅130天 左右的无霜期,全市大部分地区年日照小时数在2200小时2441.4小时之间, 佳木斯地区及周边年平均相对湿度接近67%,不同季节之间的气候变动幅度较 大。 佳木斯气象站多年气象特征值见表4.1。 33 第4章输电线路路径选择设计 表4.1气象站多年气象特征值表 佳木斯气象站 海拔(m) 82.0 平均气压(hPa) 1003.5 平均气温rC) 3.6 极端最高气温(°C) 1 出现日期 1982.7.8 极端最低气温(°C) -41.1 出现日期 1970.1.3 最低气温月(1月)平 ~ 均气温rc) 平均雷暴日数(d) 40 平均降雪日(d) 加 平均雨日(d) 0.35 平均降雨量(mm) 516.5 风圧系数 4.3.1设计风速 (1)大风成因 沿线各地大风多发生在春、夏季节。春季是冬夏过渡季节,北方冷空气频繁 南下,易形成春季大风;夏季气温高、湿度大、地面受热不均,空气在垂直方向 上容易产生不稳定状态,从而生成局地性小气旋,造成地方性的雷雨、大风、冰 霞天气:夏季受西南低祸影响,高空大风动量下传,也会形成区域性雷雨大风。 (2)气象站设汁风速 本线路各方案经过地区为佳木斯市区气象站位于城市附近,受地形及人类活 动影响较大,风速偏小;而线路所经地区为平地,受地形、地貌的影响风速增大 不明显,破坏性也较弱。因此,气象站风速对线路风速的代表性要好一些。气象 站概况见下表。 34 第4章输电线路路径选择设计 表4.2气象站基本情况表 站名 北绛 东经 海拔(m) 台站位置 佳木斯国家气46°47' 130°18' 82佳木斯市郊区永红 象观测站 100委 在选择最大风速之前,首先将收集到的风仪高度、不同观测时距的历年最大 风速资料进行高度换算。再根据保证率的要求(按30年重现期考虑),经过概 率计算求出的该保证率下的最大风速。 1)风仪高度的订正 气象台(站)最大风速的原始风仪高度不同,同一台站不同年代的仪高亦不 一致,放应将各气象站的历年最大风风速订正为距地10m高处的风速。风仪高度 订正采用指数公式: f10VV、oVh (4-1) 式中:Ka表示距地10m高处的风速,单位是m/s;Zw表示观测仪器距地面 高度,单位是m;Fh表示仪器观测风速值,m/s;a表示与地面粗鶴度有关的系 数,B类地区(空旷平坦地区)a0.16。 2)时距换算 气象站风速资料为定时观测2min平均或瞬时极大值时,应进行观测次数和 风速时距的换算,统一订正至我国GB50009所要求的自记lOmin平均风速,次 时换算公式为: Komin二a吟m,n+b (4-2) 式中:F|Um,。表示lOmin平均最大风速,单位是m/s;r,m,。表示定时2min平 均或瞬时最大风速,单位是m/s;3、b表示系数,可通过搜集当地分析成果或 根据资料计算确定。 35 第4章输电线路路径选择设计 3)概率曲线及频率计算 对收集到的历年最大风速经过高度和时距换算后,需要用有关概率统计的方 法求出最大风分布的频率。风速概率数理统计的方法多种多样,如正态分布的经 验频率法、皮尔逊m型分布、极值I型分布、极值II型分布的耿贝尔(Gumbel) 法。本工程极值I型概率分布((fumbel分布)对样本进斤概率推算,其公式如 下; Km戸(佑.+1) (4-3) 式中:Fm表示需求频率风速,单位是m/sF表示比历年大风平均值,单位是 m/s。 C’.声亟爭 (4-4) Vn-\ K,L (4-5) V 式中:C,表示离差系数;F表示每年最大风速,单位为m/s。 本-—{0.57722+ln[-ln(l-P)]} (4—6) 巧 式中:(2>表示离均系数;户表示重现期; 根据沿线气象站多年最大风速资料,经时距和高度订正后,采用p-m型分 布和耿贝尔分布分别进行频率计算,得到离地lOm高30a—遇lOrain平均最大风 速。 (3)基本风压计算设计风速 根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)全国基本风压资料,查得线路 经过地区罔地10m局50a、3化一'遇的基本网压值为:日.3^N/iir、0.35kN/nV^推 算得线路地区离地10m高30a—遇lOmin平均最大风速分别为27.3m/s、 25.99m/s。 根据当地气象站设计风速计算成果和对沿线实地的风力调查,再加上沿线己 36 第4章输电线路路径选择设计 建线路的风速状况和地质条件等因素,最后分析并确定本工程全线离地10m高 30a一遇lOmin平均最大风速为27ra/s,即全线划分为一个风区。 4.3.2冰区划分 一般冰区划分原则为:把同一气候区海拔相当、地理环境类似、线路走向大 体一致的地段概化归纳为一个冰区。既要考虑微地形微气候对覆冰的影响,又要 尽量避免冰区划分过于零碎,通过实地查勘被确认属于轻冰区,建议设汁可不采 取抗冰措施处理。。 冰区划分依据包括如下几个方面: (1)沿线气象站相关资料和分析结果; (2)沿线附近已建线路设计冰厚及运行情况; (3)覆化成因与覆冰区域特性分析结果; (4)沿线覆冰调查数据与分析计算结果; (5)沿线地形、地貌、海拔化及微地形等因素; (6)电力系统冰区图; (7)相关的规程规范。 根据上述依据,结含路径优化调整,对沿线冰区划分进行了合理归并和调整。 结合现场调查,并参照黑龙江省历年覆冰灾害调查情况,将本区域调整为10mm 冰区。 4.3.3导线覆冰 覆冰是发生在大气底部一薄层里的特殊天气现象,它在近地层5km内,垂直 方向上的层结较为特殊,整个气层呈现高层(约3000m5000m)冷,为冰晶层, 气温一般低于-1(TC;中层(约1500m3000m)暖,为融化层,气温一般高于0°C; 低层(约1500m2000mtil下)冷,为冻结层,气温低于0°C。高层的冰晶、雪 花降落至暖层被融化为液态水,并与暖层的水滴一起降至冷层,由于加速度原理, 部分来不及凝结,变成过冷却水滴和毛毛雨滴,过冷却水滴、毛毛雨滴和雾滴易 凝附在地物上形成雨、雾化。暖层的厚薄和维持时间是导致覆冰大小的重要原因, 暖层厚维持时间长,同时不断有降水产生,极易出现严重覆冰过程。特别是在海 拔较高山区,处于低冷层上部的云雾之中,长时间维持在气温较低的状态,一般 为or-rc左右,有时达-lO’CW下,随温度变化空气中的水滴直接在导线或 37 第4章输电线路路径选择设计 其他低温物体上凝华出来,在低湿时期内保持持续增长,7dW上就会出现覆冰 灾害。 覆冰的大小与冷暖空气的强盛、地形地貌、海拔高度有关,雨、霜、雾、雪 天气在低温条件下持续作用。;线路所处位置比周围山地相对海拔高;线路处在 风口、坡地等处等等情况均加大了导线覆冰的可能性。佳木斯市覆冰天气的主要 诱因有: 1)寒潮 出现覆冰天气过程,气温必须要达到结冰条件(〇°C-5°C),而导致气温 降低的主要原因是季节性的寒潮入侵。冷空气入侵强度虽然不大,但正好为形成 覆冰天气过程起到推波助爛的作用。 当冷暖气流相持时间超过7d,并伴随雨夹雪、冻雨等降水产生,在寒潮锋 后就会出现严重的覆冰天气。 2)地势 黒龙江省佳木斯市处于我国最北部,佳木斯市平均海拔82m,地面起伏不大, 主要W平原为主,由于没有暖湿气流的阻挡,也不会受到地势上的阻挡,过境很 快,随着冷空气释放,寒潮消退,覆冰过程结束,一般维持时间较短,影响范围 较小,所该地势的特点就决定了佳木斯市为较轻覆冰的恃点。 4.3.4导线舞动 所谓输电线路导线舞动,是指输电线路导线在风力或其他外力作用下形成的 规律或者不规律振动现象2。一般这种振动的频率比较低,但是有时振幅却很大。 一般来说,导线的舞动频率约为0.1化3Hz,其振幅则约为导线直径的5倍300倍。导线上的覆冰由于受到重力的作用往往呈现偏也现象,同时送种现象使 得冰和导线凝结在一起形成了不规则、截面增大了的导线,覆冰后的导线较 之没有覆冰的导线,其气动特性呈现不稳定性,由此产生覆冰导线在大风中舞动 剧烈。 导线舞动的危害不言而喻,导线大幅舞动导致支撑它的巧塔荷载大幅增加, 严重者会导致杆塔横担变形、扭曲、折断甚至是倒杆倒塔等现象,尤其W水平受 力的耐张杆塔受损居多;与此同时,导线舞动过度也会缩短导线之间的相对距离, 容易因导线之间互相碰撞而形成闪络,从而对导线产生破坏作用,引发跳闽事故: 38 第4章输电线路路径选择设计 不仅如此,导线舞动还会加重线路上各项部件的老化磨损,极易发生导线脱出事 故。故而导线舞动极大地危害着输电线路的安全,并给人民群众的生命和财产安 全带来严重威胁。 鉴于导线舞动对输电线路的安全运行构成重大的威胁,在导线易舞动地区进 行线路设计时,必须充分考虑覆冰导线舞动对塔线体系机械特性和电气持性的影 响,采取行之有效的防舞措施。 本工程线路基本为南北走向,导线覆冰冰区均在10mmW下,覆冰同时气温 为-5’C,沿线气象站最大风速在31.8m/s左右,冬季主导风向W偏西北风为主, 从气象方面来看,不具备导线易舞动区的特征;而线路所经区域为市区,从地形 方面来看,地形因素较小,不具备导线易舞动区多发的特征;结合我国输电线路 舞动分布图,可看出线路所经地区不是导线舞动较易发生的地区。为防止导、 地线由于微风振动产生的疲劳断股,为此该线路导线、避雷线均采用安装防振链 防振。 4.3.5线路设计气象成果 本线路所经地区主要位于佳木斯市区,线路地貌为平原,平均海拔82m。 根据气象站设计风速计算成果和沿线现场测风,参考沿线临近输电线路的设 计风速及常年运行状况,结合运行管理单位实际运行管理经验,综合线路沿线海 拔高度、地形地貌等情况,分析确定本王程全线可划分为一个风区,离地10m 高30a—遇lOmin平均最大风速为27m/s。 本线路冰区分级为10mm无20mm中冰区。由于影响覆冰的因素极为复杂,覆 冰受海拔高度和小气候影响极为显著,覆冰发生的局地性很强,即相距太远,不 同高程不同地点覆冰厚度差异很大,下阶段结合地形情况和冰灾情况对于特殊地 段进行微气象调查。视路径具体情况作相应调整。 线路路径设计气象条件成果如表4.3所示。 表4.3设计气象条件成果表 序号 代表情况 温度(°C) 风速(m/s) 冰厚(mm) 1最低气温 -40 0 0 2平均气温 -10 0 0 39 第4章输电线路路径选择设计 序号 代表情况 温度(’C) 风速(m/s) 冰厚(mm) 3最大风 -5 27 0 4覆冰 -5 10 10、15 5最高气温 40 0 0 6安装 -15 10 0 7大气过电压 巧 10 0 8操作过电压 -10 15 0 9冰的比重(g/cm' ' <) 0.9 10年平均雷暴日数(天) 40 4.4本章小结 本章结合佳木斯市220kV西格木变电站至市南llOkV变电站输电线路出线间 隔及线路概况,初步提出了线路路径方案。并立足线路所处地形地貌与气候、沿 线风力对输电线路的影响、特定冰区划分所导致的导线覆冰、防止导线舞动所采 取的措施等方面,对相关气象条件进行了影响力分析,给出了线路设计的气象条 件。为开展输电线路的初步设计提供了技术依据。 40 第5章实施效果 第5章实施效果评价 .: 5.1电能质量 一般来说,llOkV输变电工程的电能质量应该符合下几点要求:一是电 压的波形为正弦波,频率是50Hz;二是用电负荷能够确保负荷电流,同时与H 相交流电压么间保持平衡性;H是确保为用户不中断供电-E。 佳木斯市市南llOkV输变电工程在实施之后,新建llOkV变电站命名为万 兴llOkV变电站,其电能质量通过佳木斯电网能量管理系统可查询。 佳木斯电网能量管理系统查询界面如图5.1所示。 ’ W.X:.＊ CWMifc;1树. 蛛＊＊. ;'一一 边期嫉 - 姑化-t＊加觀_觀■雜.紛矿‘粉汲＊.玉&供‘.#-- 丐街＊備费端啊’ - .■據巧JI M|||.-由b^joE^SHh^^p 這册＊ ' nriwmwi:K]tmra;fijfi!i#irpiiriiiifinwwBWiWBMwaMii-'^^^^^^ jj^rS^Ka部、fly 国进^c哀.r'、呼1寒屬属 iii^^ugi3gi^^^3imiEiSWBmiHmBBmBmiiiiiiiBBmimHBBiHSiimi 图5.1佳木斯电网能量管理系统查询界面 5.1.1电压偏差 电压偏差指的是在电力系统正常运行状态下,测量点的实际电压减去系统 设定的额定电压之后得到的结果再除1^额定电压计算出来的百分比数值。由此 可见,电压偏差是建立在电力系统正常运行的基础上的,其可^>1归属到电压变动 41 第5章实施效果 的领域当中,一般来说,电压的偏差通常不会超过10%。 其计算公式为: Aufc^xlOO% (5_1) Ue 式中:t/表示测量点电压,单位是V;拆为系统设定的额定电压,单位是V。 通过佳木斯电网能量管理系统查询,得到万兴11OkV变电站lOkV母线电压 曲线如图5.2所示。 ,《■二 ＊ 歡＊p巧巧^巧松.'孩積:秋拍护兮、》 片由乎巧一W W寡^ ^■ 1色《',弦:屯,-1＊日a:邮約gI.＊巧 irjjjgsciMi ….-'-i—心…—^an:空 图5.2万兴110kV变电站母线电压曲线 按照1化V母线额定电压10.5kV计算,得知万兴llOkV变电站电压偏差为 +0.19%至-1.72%。低于2%,评级为优。 5.1.2频率偏差 频率偏差指的是供电系统正常运行状态下,系统频率的实际测定值与预期 的额定值之差(Hz)。它反映的是系统频率变化的程度,直接关系到发供电系统 及用户电能质量的好坏。运行报告查询结果表明,投入运行后的佳木斯市市南 llOkV输变电工程的频率偏差均小于0.04化,低频查询结果如表5.1所示。评级 42 第5章实施效果 为优。 表5.1市南llOkV输变电工程(万兴变)低频查询结果 单位:化 基本级 特巧级 1 1 1 1 1 1 1 合 变电站名称49.249.048.848.648.448.249.249.249.2□比例 计 0.3s0.3s0.3s0.3s0.3s0.3s20s25s30s 佳南一次变民70.00.00.00.00.00.00.00.0 17.5 孟家岗二次变0.03.40.00.00.00.00.00.00.03.477.9 达莲河一次变0.04.00.00.00.00.00.00.00.04.07.6 万兴二次变0.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0 5.1.3谐波 谐波是一个周期电气量的正弦波分量,它的频率是基波频率的整数倍。考 量谐波的一个关键指标是谐波崎变率订册),这一个关键指标定义为因谐波引起 的崎变波形偏离正弦波形的严重程度,它对于研究和分析谐波至关重要。。因 佳木斯市南IlOkV输变电工程实施过程中已经考虑到谐波影响,配置了消谐装 置,谐波被限制在合理范围,总谐波崎变率化46%,评级为良上。 5.1.4电压波动与闪变 电压波动是指公共连接点电压在短时间里急剧变动,并且明显偏离标称电 压值的一种电磁现象。 闪变(Flicker)是指电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼视感反 映,其并非电磁现象。监测反映,佳木斯市市南llOkV输变电工程中没有出现 明显的电压波动W及闪变的现象。 5.2供电可靠性 通常情况下,用户供电可靠性的标准主要就是有没有产生对用户停电。一 般来说,供电可靠性的评价指标主要如下: -是供电可靠率,我国对供电可靠率的要求为99.6%。经统计,佳木斯市 市南llOkV输变电工程的供电可靠率高于这一标准,接近99.9%。 二是用户平均停电时间,我国对该指标的要求是低于5.5小时,而佳木斯 市市南nokv输变电工程中用户平均停电时间仅为3小时,满足相关标准。 H是用户平均停电次数。佳木斯市市南llOkV输变电工程用户平均停电次 数为3次,其中,2次为计划停电,1次为故障停电,满足相关要求。 43 第5辛实施效果 5.3电网损耗 电网损耗主要体现在输电线路损耗、变压器损耗及其他设备损耗几大方 面,具体如下: 5.3.1输电线路损耗 输电线路的损耗主要由导线损耗和电晕损耗构成2%导线电阻和电流的大 小是决定输电线路导线损耗的关键因素。而电晕损耗则由诸多因素综合决定, 例如导线及带电金具表面情况、所输送电力的电场强度、环境污秽程度、空气 湿度等。 查询计量装置并统计推算,按照年运行8760小时,佳木斯市市南11OkV输 变电工程中输电线路损耗约为5864902.64kWh,低于该地区平均水平。 5.3.2变皮器损耗 变压器损耗一般分为空载损耗(铁损)、负载损耗(铜损)W及杂散损耗。 空载损耗和负载损耗都可W经试验仪器测得。而变压器杂散损耗相对较小,加 上测算困难,所在进行理论计算的过程中,通常会忽略不计。 市南输变电王程在实施过程中采用新型节能主变,变压器空载损耗被控制 在较好的水平。经变压器交接试验数据和实际运行参数计算,按照年运行8760 小时,佳木斯市市南llOkV输变电工程中主变损耗约为8028895.88kWh,远低于 同类变压器平均损耗。 5.3.3其他设备损耗 在电网运行的过程中,一些电抗器、电容器W及开关等其他设备都会产生 一定的损转,但损耗电量一般较小。具体来说,电流通过电抗器时,通常会形 成导线损耗、锅流损耗和磁滞损耗等。电容器也会因为介质受热而产生较小的 有功损耗。至于开关等设备,虽然理论上处在断开或导通等状态时,不会出现 损耗,但实际上,开关在断/‘通状态下进行切换时,一定时间段依旧会产生损 耗。 经统计,佳木斯市市南llOkV输变电工程中的其他设备损耗量很低,对电 网实际损耗影响较小。 5.4供电能力 供电能力主要体现在网架的供电能力W及运行方式安排两大方面。其 44 第5章实施效果 中,电网要想满足用户的供电需要,就必须W网架的供电能力为基础,而电网 的规划及改造也需要W网架的供电能力为前提,因此,为了确保向用户进行可 靠的供电,那么,就必须要保证电网网架的坚固。 佳木斯市市南llOkV输变电工程实施后,佳木斯市市南电网的供电能力得 到了明显的提升,不仅实现了佳木斯西部区域配电网的互联互带,缓解了佳西 变电站、西南变电站供电压力,为附近其它站所事故状态下的负荷转移提供了 可能,也为万达广场、万兴棚改居住项目、天福城居住小区等负荷提供了接入 条件。市南llOkV变电站投入后累计转移佳西变电站、西南变电站6MW负荷,同 时满足了佳木斯万达广场24MWl^j、及附近商业、棚改住宅、中小学等负荷近8丽。 极大地缓解了佳木斯西南部用电紧张的局面、有力地支持了地方经济发展。 45 第6章结论与展望 第6章结论与展望 6.1全文总结 文章围绕佳木斯市市南IWkV输变电工程的提出,对系统一二次方案、变 电站选址及设备选型、输电线路路经及设备选型开展了研究,通过潮流分析、 负荷预测、方案优选等方法对上级、本级W及下级电网的结构搭建提出了建议, 得出了建设市南llOkV输变电工程的必要性,并通过实际应用检验了其实施效 果。取得的主要研究成果包括如下: (1)提出了电力系统一次和二次设计方案,添加并采用潮流分析、N-1 校验、负荷分配、调压计算等方法进行了一二次设备选型,对系统接线方式、 无功配置、调度数据网、系统通信开展了相应的应用分析。 (2)通过对站址条件和环境、通信干扰及施工条件W及站址方案技术经济 对比等影响因素的分析,开展了变电站站址的选择设计。 (3)通过对地形地貌与气候、设计风速、冰区、导线覆冰、舞动等因素的 分析,开展了输电线路路径选择的设计研究。 (4)W供电能力和电能质量提升、供电可靠性的提高、电网损耗的降低为 基础,开展了实施效果评价,验证了系统的有效性和可靠性。 佳木斯市市南IWkV输变电工程的提出与实施适应了该地区负荷迅速增长 的需求,提高了佳木斯地区整体网架的供电可靠性,满足了当地生产生活用电客 户对电压合格率的要求。为佳木斯市区十二五期间加快城市建设提供了先决 条件。 6.2王作展望 由于本人知识掌握情况及理论基础情况有限,加么本报告完成的时间限制。 本篇报告还有很多不完善的地方,诸如工程实施效果中对实际环境的影响、变电 站长期运行可靠性、设备选型的先进程度、输电线路传输能力考验、地区实际负 荷增长等情况还没有较为详细的考量和准确结论。 结合W上不完善的情况,本人做了相应的设想。 一是及时跟踪变电站负荷接入情况,W检验实际工程效果。 二是对工程实施的关键指标进行跟踪,为后相关工程的开展提供参考依 46 第6幸结论与展望 据。 王是结合工程运行过程中出现的一些实际问题加修正和完善,为W后工程 续建和其它类似工程提供决策依据。 四是开展设备运行工况在线监测系统的研究,实时反映变电站运行状态,及 时获知有效数据,适应无人值守、状态检修等运维检修新策略。 47