中国电力投资集团公司风电场典型设计-升压站(V4).pdf

中 国 电 力 投 资 集 团 公 司 风 力 发 电 工 程 典 型 设 计 第 二 分 册 升 压 变 电 站 典 型 设 计 (初稿 ) 二零一四年五月 编审组织机构和人员 一、中国电力投资集团公司 主 任： 夏忠 副主任： 胡建东、 徐树彪 成 员： 李启钊、王怀志、 夏林 二、中国水电顾问集团北京勘测设计研究院 有限公司 主管领导： 于绍奉 项目负责人： 齐志诚 主要编制人员： 赵婧琦 于海莲 董雷 雷晓鹏 胡叶荻 刘琛祺 王晓莹 张玉鑫 梁花荣 刘峰 王友会 张景亮 参加工作人员： 黄东升 目录 1 总论 1 1.1 概述 1 1.2 编制总说明 2 2 典型设计方案 A（ 110kV 敞开式） . 5 2.1 方案概述 5 2.2 电气一次设计 5 2.3 电气二次设计 15 2.4 通信设计 24 2.5 土建设计 26 2.6 消防设计 34 3 典型设计方案 B（ 110kV GIS） 41 3.1 方案概述 41 3.2 电气一次设计 41 3.3 电气二次设计 44 3.4 通信设计 50 3.5 土建设计 50 3.6 消防设计 52 4 典型设计方案 C（ 220kV 敞开式） . 55 4.1 方案概述 55 4.2 电 气一次设计 55 4.3 电气二次设计 65 4.4 通信设计 75 4.5 土建设计 76 4.6 消防设计 79 5 典型设计方案 D（ 220kV GIS） 80 5.1 方案概述 80 5.2 电气一次设计 80 5.3 电气二次设计 83 5.4 通信设计 89 5.5 土建设计 89 5.6 消防设计 91 6 附件 93 6.1 典型设计方案 A 工程量清单 . 93 6.2 典型设计方案 B 工程量清单 . 105 6.3 典型设计方案 C 工程量清单 . 120 6.4 典型设计方案 D 工程量清单 . 135 7 附图 150 1 1 总 论 1.1 概述 1.1.1 编制目的 为贯彻落实中电投集团公司的基建工作管理要求，规范中电投集团所属各产 业公司、区域公司的风力发电工程设计工作，进一步明确和统一设计标准，特编 制《中国电力投资集团公司风力发电工程典型设计》（以下简称典型设计）。 本典型设计依据成熟先进原则、通用性原则、模块化原则，以已建风力发电 工程为依据， 在总结已建工程设计经验的基础上，通过比较、提炼、总结相关设 计参数，进行设计优化，提出了风 力发电工程设计的一般性指导原则和典型性方 案。 为建设工程质量可靠、运行安全稳定、技术经济指标先进、造价控制合理、 市场竞争力强劲、具有中电投特色的风力发电工程起到典型示范作用。 本典型设计 分为风电场分册及升压站分册两部分，本分册为升压站分册，内 容 涵盖了升压站生产、辅助生产系统、办公建筑等工程。 1.1.2 设计原则 满足“安全可靠、经济适用、技术先进、节能环保”的要求，具有通用性、 统一性、兼顾性和瞻前性。 （ 1） 通过技术、经济等因素综合比较 ， 选用综合指标最优方案 ； （ 2） 采用技术先进、成熟可靠的新技术、新工艺、新材料、新设备 ； （ 3） 充分体现环境保护和节能降耗的理念 ； （ 4） 充分体现中电投集团“奉献绿色能源，服务社会公众”的企业精神和 “策划 程序 修正 卓越”的企业理念。 1.1.3 设计依据 （ 1） 国家现行相关法律、法规； （ 2） 国家和电力行业有关标准、规程、规范； （ 3） 国内外已建兆瓦级并网风力发电工程实例 ； （ 4） 《中国电力投资集团公司风电场工程可研设计管理导则》 （初稿） ； （ 5） 中国电力投资集团公司典型设计合同及相关要求。 2 1.1.4 适用范围 （ 1） 本典型设计适用于中电投集团公司所属各全资、控股公司新建和扩建 的 风力发电工程升压站的施工图设计。 （ 2） 本典型设计适用于接入 110kV 及以上电压等级电网的地面并网型风 力发电工程，其他风力发电工程可参照执行。 1.1.5 使用原则 在建设条件相同或相近的情况下，原则上采用本典型设计方案。 1.2 编制 总 说明 1.2.1 技术条件 1.2.1.1 工程地质条件 升压站站区 地形较简单，地势起伏 较 小 。 地貌类型单一，地层结构较简单， 分布较连续，无明显不良 工程 地质现象，场区稳定性良好，适宜建筑物的兴建。 抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，设计地震分组为第 一组，设计特征周期为 0.35s。 场地土标准冻结深度不超过 1.5m，地基承载力特征值不小于 160kPa。 1.2.1.2 水文条件 地下水位埋藏较深，可不考虑地下水对建筑材料的腐蚀性；不考虑地下水对 建筑物基础的影响。地基土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋及钢结构有 微腐蚀性。 升压站 站址标高 高于百年一遇洪水位，不受百年一遇洪水的影响。 1.2.1.3 环境条件 海拔高度： ≤1000m 最高气温： 40℃ 最低气温： -40℃ 月平均最高相对湿： 90% 日照强度： 0.1 W/cm2 3 覆冰厚度： 10mm 污秽等级： Ⅲ 1.2.1.4 结构设计条件 基本风压： 0.5kN/m2；基本雪压： 0.4kN/m2。 1.2.2 升 压站选址 升压站的站址选择，应根据风场风机布置、集电线路设计、场内道路布置， 结合接入系统设计的要求全面综合考虑。 站址选择，应充分考虑节约用地，合理使用土地，且不宜设在大气严重污秽 地区和严重盐雾地区。 站址应充分考虑风场内已有线路、出线条件，避免或减少架空线路相互交叉 跨越。且应交通运输方便，尽可能靠近公路，减少冬季积雪对交通的影响。 站址应具有适宜的地质、地形条件。避让重点保护的自然区和人文遗址，也 不应设在有重要开采价值的矿藏上。 站址附近应有生产生活用水的可靠水源。应考虑升压站与临近设施、周围环 境的相互影 响与协调；选址时应充分利用就近城镇的各方面设施，为职工生活提 供方便。 220kV 以上电压等级的变电站，站区场地设计标高应高出频率 1%的高水位 或历史最高内涝水位；其他电压等级的的变电站站区场地设计标高应高于频率 2%的洪水位或历史最高内涝水位。当场地设计标高不能满足上述要求时，需采 取有效的措施，并论述措施的可靠性。 南方山地风场应进行实地调研，站址选择应避开凝冻严重的高程范围。 升压站规划选址阶段，应 先落实项目周边 是否有集团 风电场 集控中心， 是否 可以采取集控运行方式。当采用集控运行方式时， 新建 升压 站 可 实现 少 人值守 ， 以节约工程造价。 本 典型设计方案 B 和 D 即是按 考虑集控的方式设计的 少人值 守站。 1.2.3 典型设计方案选择 本典型设计根据集团风力发电工程的常用规模容量 （ 50MW、 200MW） 和电 压等级 （ 110kV、 220kV） ，考虑集控和非集控两种运行方式，分别编制了 4 种升 4 压站典型设计方案。 其 中采用集控运行方式的设计方案， 为了提高运行可靠性，减少站内运行人 员， 高压开关设备采用 GIS； 采用非集控运行方式的设计方案，高压开关设备采 用 户外 敞开式布置。 风电场规划总容量 50MW 的项目，升压站电压等级按 110kV 考虑，规划总 容量 200MW 的 项目，升压站电压等级按 220kV 考虑。 使用者可根据实际项目情况选择相近典型设计方案进行参照。 表 1.2-1 典型设计方案一览表 编号 规划总容量 (MW) 电压等级 (kV) 高压开关设备形 式 运行管理 方式 方案 A 50 110 敞开式 非集控 方案 B 50 110 GIS 集控 方案 C 200 220 敞开式 非集控 方案 D 200 220 GIS 集控 5 2 典型设计方案 A（ 110kV 敞开式） 2.1 方案概述 2.1.1 概述 本典型设计升压站 电压等级为 110kV， 总规模为 50MW，设一台 50MVA 主 变压器 ，升压站一次建成。 升压站总平面整体分为变电工区和管理生活区两部 分。 变电工区包括高低压配电房、一台主变、 110kV 户外开关设备及 SVG 无功 补偿设备等。电气主接线 110kV 侧 采用 线变组 接线型式 ， 110kV 配电装置布置 为 户 外 敞开式 ，共 1个断路器间隔 ； 35kV侧采用单母线接线形式， 35kV配电装 置采用户内成套移开式开关柜 。 管理生活区主要包括综合楼、综合管理库房及其它附属建筑 物 。 2.1.2 主要经济技术指标 本方案升压站的主要经济技术指标 如下表 2.1-1 表 2.1-1 方案 A 主要经济技术指标表 序号 项目 工程量 单位 备 注 1 围墙内占地面积 9375 m2 125X75 2 建筑面积 1965.5 m2 另 设消防水池一座 2.1 综合楼 1346 m2 2.2 配电房 349 m2 含 SVG 室 2.3 综合库房 270.5 m2 3 道路面积 1600 m2 4 绿化面积 950 m2 5 围墙长度 400 m 设电动伸缩门 2.2 电气一次 设计 2.2.1 电气主接线 2.2.1.1 110kV 侧接线方式 本方案 风电场工程装机容量为 50MW，建一座 110kV 升压变电站，设 1 台主 变压器，每台 主变 为 容量 50MVA、 电压 110kV/ 35kV 的有载调压变压器。 6 由于本变电站为终端变电站， 110kV 线路仅一回 。 根据《 35kV～ 110kV 变电 所设计技术规程》的规定：当变电所最终性质确定为终端变电所时，如能满足要 求时，宜简化接线型式，采用线路变压器组或桥型接线、单母线接线。故本 110kV 变电站采用 线变组 接线型式。 2.2.1.2 35kV 侧接线方式 升压站 35kV 侧采用单母线的接线形式 。 母线对应一台主变压器， 35kV 配电 装置采用户内成套移开式开关柜， 35kV 母线配置 3 面进线开关柜、 1 面小电阻 开 关 柜 、 1 面无功补偿装置开关柜 、 1 面站用变开关柜 、 1 面出线柜 、 1 面 PT 柜 、 1 面 备用 柜 ，一共 9 面 。 根据国家电网调【 2011】 974 号文中要求“风电场应综合考虑各种发电出力 水平和接入系统各种运行工况下的稳态、暂态、动态过程，配置足够的动态无功 补偿容量，且动态调节的响应时间不大于 30ms。风电场应确保场内无功补偿装 置的动态部分自动调节，确保电容器、电抗器支路在紧急情况下能被快速正确投 切” ， 因此本工程 35kV 侧装设一组快速无功补偿装置， 响应时间为不大于 30ms， 按照并联电容器装置设计规范 GB50227-2008， 补偿容量按主变容量的 10%～ 30% 之间 选择 ， 补偿装置型式、容量及调节 范围 根据接入系统报告及其审查意见 确定。 35kV 中性点接地方式 根据国家电网公司文件 974 号文《关于印发风电并网 运行反事故措施要点的通知》中要求风电场汇集线系统单相故障应快速切除，汇 集系统应采用经电阻或消弧线圈接地的方式。由于电阻与消弧线圈 接地方式 均满 足要求，但电阻 接地方式 较为经济且可满足电网运行的安全性和供电可靠性的要 求，因此本工程 35kV 中性点接地装置采用接地变压器与电阻的方式。 35kV 中性 点的接地方式为通过电阻接地。 2.2.2 主要电气设备选择 2.2.2.1 短路电流计算 短路电流水平应根据 接入系统报告审查意见 及风电场实际短路 电流计算结 果综合确定 。 110kV 系统短路电流水平按不低于 40kA 设计 ， 35kV 系统短路电 流水平按不低于 31.5kA 设计。 7 2.2.2.2 高压侧电气设计选择 1）主变压器 本 工程 设置容量为 50MVA 的主变压器 1 台，拟选用三相、两线圈、低损耗 （ 11 型）、低噪音、有载调压、 自然油循环自冷 电力变压器。技术参数如下： 型号： SZ11-50000/110 额定容量： 50MVA 额定电压分接范围： 121±8×1.25%/36.75kV 接线组别： Ynd11 阻抗电压： Ud=10.5% 噪音： 不大于 65dB 冷却方式： ONAN 主变压器接地方式： 110kV 中性点接地方式采用经中性点接地保护装置（隔 离开关、避雷器和放电间隙）接地。 2）主变中性点接地保护装置 型号： MT-ZJB-110(含隔离开关、避雷器、间隙 ) 变压器额定电压： 110kV 变压器中性点耐受电压： 250kV（峰值） 95kV（有效值） 隔离开关： GW13-72.5WG 氧化锌避雷器： YH 1.5WZ-72/186 放电间隙： 83kV 电流互感器： 100/5A 5P10 30VA 3）断路器 本工程共选用 1 组 110kV 断路器 ， 推荐选用户外交流高压单柱式、单断口 SF6 断路器 。 该断路器开断性能高，能可靠地开断出线端短路、失步、近区故障； 灭弧室结构简单、可靠，维修方便；寿命长，操作力小；占地面积小，噪音水平 低，检修周期短，维护工作量少，现场安装时间短，操作安全可靠，维护方便。 选用的 SF6 断路器技术参数为： 8 额 定电压 110 kV 最高工作电压 126 kV 额定电流 2000A 额定频率 50 HZ 额定短路开断电流 40 kA 额定短路闭合电流 100 kA 额定短时耐受电流 40 kA 4s 额 定峰值耐受电流 100 kA 弹簧操动机构电机电压 DC220V 分合闸线圈电压 DC220V 4）隔离开关 推荐选用双柱、水平伸缩式隔离开关 ， 具有占地面积小的特点 。 本方案 设置 1 组单接地， 2 组双接地， 主刀闸为电动操作机构，接地刀闸为 人力操作机 构。 技术参数如下： 型号 GW5-126 额定电压 110kV 最高工作电压 126 kV 额定电流 2000A 额定峰值耐受电流 100kA 额定短时耐受电流（有效值） 40kA 4s 电动操作机构电机电源 AC380V 5）电流互感器 共设置 1 组 110kV SF6 电流互感器。 型号 LVQB-126 额定电压 110kV 额定短时耐受电流 40kA 4s 额定峰值耐受电流 100kA 6）电压互感器 本期设置 1 组 110kV 电容式电压互感器，供测量、计量及继电保护用。 9 选用 TYD-220/ 3 型电容式电压互感器 。 2.2.2.3 低压侧电气设备选择 1） 35kV 中置移开式开关柜 35kV 配电装置选用三相交流户内成套装置 KYN-40.5 移开式 开关 柜 ，采用 加强绝缘型结构，一次元件主要包括断路器、操动机构、电流互感器、避雷器等。 A.风机 进线柜（共 ３ 面，配置真空断路器）： KYN-40.5 真空断路器 1 台 额定电压 35kV 额定电流 1250A 额定短路开断电流 31.5kA 额定 峰值耐受 电流 80kA 额定短时耐受电流 31.5kA （ 4s） 电流互感器 4 只变比： 500/1A 避雷器 3 只 YH5WZ-51/134 B.出线柜（共 １ 面，配置真空断路器）： KYN□-40.5 真空断路器 1 台 额定电压 35kV 额定电流 2500A 额定短路开断电流 31.5kA 额定 峰值耐受 电流 80kA 额定短时耐受电流 31.5kA （ 4s） 电流互感器 5 只变比： 3000/1A C.小电阻接地柜 （共 １ 面，配置真空断路器）： KYN□-40.5 真空断路器 1 台 额定电压 35kV 额定电流 1250A 额定短路开断电流 31.5kA 额定 峰值耐受 电流 80kA 10 额定短时耐受电流 31.5kA （ 4s） 电流互感器 4 只变比： 500/1A 避雷器 3 只 YH5WZ-51/134 D.无功补偿装置柜（共 １ 面，配置 SF6 断路器）： KYN□-40.5 真空断路器 1 台 额定电压 35kV 额定电流 1250A 额定短路开断电流 31.5kA 额定 峰值耐受 电流 80kA 额定短时耐受电流 31.5kA （ 4s） 电流互感器 4 只变比： 500/1A， 500/1A， 500/1A,30/1A E. PT 兼 避雷器柜（共 1 面） KYN□-40.5 一次消谐装置 1 套 额定电压 35kV 熔断器 XRNP6-40.5 避雷器型号 YH5WZ-51/134 F.站用变进线 柜（共 1 面，配置真空断路器）： KYN□-40.5 SF6 断路器 １ 台 额定电压 35kV 额定电流 1250A 额定短路开断电流 31.5kA 额定 峰值耐受 电流 80kA 额定短时耐受电流 31.5kA （ 4s） 电流互感器 4 只变比： 500/1A 避雷器 3 只 YH5WZ-51/134 G.备用 柜（共 1 面， 配置 SF6 断路器 ）： KYN□-40.5 SF6 断路器 １ 台 额定电压 35kV 额定电流 1250A 11 额定短路开断电流 31.5kA 额定 峰值耐受 电流 80kA 额定短时耐受电流 31.5kA （ 4s） 电流互感器 4 只变比： 500/1A 避雷器 3 只 YH5WZ-51/134 2） 小电阻接地变 为了确保继电保护整定值满足可靠性、速动性、选择性及灵敏性的要求，电 阻值的额定电流为 500A。 1） 接地变压器 额定电压： 35kV 类型： 干式，环氧树脂浇注 联接组别： ZN 额定容量： 1000kVA 2） 电阻 额定电压： 35kV 电阻额定电流： 300A 电阻阻值： 40.41Ω 通流时间： 10s 3） 站用变压器 ① 35kV 站用变压器采用干式变压器，具体参数如下： 型式： 干式变压器 容量： 315kVA 电压： 35±2×2.5%/0.4kV 联接组别： Dyn11 ② 10kV 外来电源变压器采用油浸变压器 ，具体参数如下： 型式： 干式变压器 容量： 315kVA 电压： 10±2×2.5%/0.4kV 联接组别： Dyn11 12 4）快速无功补偿装置 35kV 侧装设 1 组快速无功补偿装置 ， 型 式 为 SVG， 暂定 补偿容量 为 15MVar。 具体项目 根据 项目 接入系统审查意见 、 电能质量评价报告结论 确定 。 5）导体选择 110kV 高压侧及中性点 设备间的连接及出线均采用钢芯铝绞线，型号为 LGJ-240/40； 35kV 出线柜与主变压器低压侧的连接选用 绝缘管型母线。 6）绝缘子选择 按系统额定电压和泄漏比距（ 25mm/kV）选择绝缘 子串片数，本工程 110kV 绝缘子推荐选用 XWP-100 型防污盘形悬式瓷绝缘子，单片绝缘子的爬电距离为 450mm， 110kV 绝缘子串片数选取 12 片。 2.2.3 过电压保护及绝缘配合 （ 1） 直击雷保护 本升压站采用 3 只 30 米高的避雷针作为配电装置防直击雷过电压保护，在 建筑物屋顶女儿墙上敷设避雷带。 （ 2） 配电装置的侵入雷电波保护 根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 DL/T 620-1997 中的规定， 在 110kV 侧和 35kV 侧线路均沿全线架设避雷线，在变电站 110kV 侧出线侧和 35kV 侧母线上装均设置一组无间隙金属氧化锌避雷器 ，对沿线路的雷电侵入波 的过电压及其他过电压进行保护。 对主变压器的过电压保护，在主变压器的高、低压侧均装设金属氧化物避雷 器；中性点装设金属氧化物避雷器、隔离开关并且并联棒形间隙配合接地。 （ 3） 氧化锌避雷器选择 表 2.2-1 氧化锌避雷器参数表 序号 型号 额定电压（ kV） 持续运行电压（ kV） 标称放电电流（ kA） 1 YH1.5WZ-146/320 146 116 1.5 2 YH5WZ-51/134 51 40.8 5 13 2.2.4 接地 根据《交流电气装置的接地》 DL/T621-1997 规定，对所有要求接地或接零 部 分的电气设备均应至少两点可靠的接地或接零 ； 独立避雷针与道路或出入口、带 电体等空气中距离及地中距离满足规范要求。 本变电站为 大 接地短路电流系统，对保护接地、工作接地和过电压保护接地 使用一个总的接地装置，本工程暂按不大于 0.5Ω 设计。 本升压站的接地网为以水平接地网为主，并采用部分垂直接地极组成复合环 形封闭式接地网。在构架避雷针、独立避雷针和避雷器处设集中接地装置，且与 主接地网连接。水平接地线拟采用热镀锌 60×6mm 的扁钢，敷设深度离地面 0.8m 处，垂直接地极采用 Φ50mm， 2500mm 长的热镀锌钢管。 2.2.5 站 用电及照明 2.2.5.1 站用电系统 本变电站 设置两台站用变压器， 一台干式变压器为 户内安装，引接于主变低 压侧 35kV 母线，另一台 油浸变压器为户外安装， 引接于站外 10kV 可靠电源 ， 其中 10kV 变压器采用施工用变与站用变相结合的方式。 站用电屏由 7 面 MNS 型交流低压柜组成 。 站用电系统采用三相四线制接线， 380/220V 中性点接地系统。站用电为单 母线接线，正常运行时， 10kV 外来电源进线柜中的断路器为打开状态， 35kV 站 用变回路给所有站用电屏供电；当 35kV 站用变一侧电源故障或者检修时，由另 一侧电源给全部站用电屏供电，此功能由 自动投切装置进行控制。对于较重要的 站用电负荷考虑分别由双回路供电。 站用电负荷表见表 2.2-2。 表 2.2-2 站用电负荷表 序号 名称 额定容 量（ kW） 安装 （ kW） 运行 （ kW） 主变压器冷却装置 15×1 15×1 15（ 1） 直流充电装置 15×2 15×2 30 通信电源 10×2 10×2 20 UPS 10×1 10×1 10 生活水泵 6×2 6×2 6 深井水泵 15 15 15 室内消防水泵 10×2 10×2 10 14 室外消防水泵 20×2 20×2 20 小计 P1 152 152 126 110kV 配电装置加热 8 8 8 35kV 配电装置加热 5 5 5 电采暖设备 150 150 120（ 2） 综合楼空调 100 100 80（ 3） SVG 控制室工业空调 30×2 60 60（ 3） 小计 P2 323 323 121 综合楼照明 20 20 20 综合库房及高压配电房照明 5 5 5 户外照明 15 15 15 小计 P3 40 40 40 由于地处环境温度比较低的地区，主变冷却装置在冬季很少使用； 电采暖负荷仅 在冬季使用 ，并且由于运行人员较少，按照 80%负荷考虑； 空调机为单冷型，该负荷仅在夏季使用。 由上表可知，冬季负荷为站用变运行的最大负荷，因此 站用变压器 计算负荷 ： S=0.85×P1+ P2+ P3 =0.85×126+133+40 =280.1kW 根据负荷统计， 计算负荷为 280.1kW，因此 两台站用变容量均选用 315kVA。 型号分别为 SCB11-315/35kV 和 S11-315/10kV。 2.2.5.2 照明 照明电源系统根据运行需要和事故处理时照明的重要性确定。其电源分交流 电源和直流电源两种。 照明分为正常照明 、事故照明和应急诱导指示照明。正常照明电源取自交流 站用电源；事故照明电源取自不间断电源，正常时由交流电源供电，交流电源消 失时自动切换至不间断电源供电；应急诱导指示照明由交流电源供电，交流电源 消失时自动切换至自带的电池供电，连续供电时间为 60 分钟。 综合楼内照明以双管荧光灯为主；中控室照明采用格栅荧光灯，并且在中控 室内设长明灯；高低压配电室采用吊杆双管荧光灯和壁灯照明；屋外配电装置采 用低位投光灯作为操作检修照明；沿道路设置庭院灯作为巡视照明。在综合楼内 各生产用房、进出口通道均设事故照明，事故照明采用荧光灯和应 急诱导指示灯。 15 2.2.6 电气设备布置及配电装置 2.2.6.1 高压配电装置 110kV 配电装置布置户 外 ，共 1 个断路器间隔，主变压器布置 110kV 配电 装置 的 南 侧，通过钢芯铝绞线与 110kV 配电装置 连接，其中主变构架高度 10.0 米。出线通过钢芯铝绞线架空出线。 2.2.6.2 35kV 配电装置 35kV 配电装置，采用户内中置柜单列布置，电缆进线；主变压器 35kV 侧出 线侧通过 绝缘管型 母线桥引入 35kV 配电装置开关柜。 2.2.6.3 电缆设施 站用高低压电力电缆和控制电缆采用电缆沟、活动地板下、穿管和直埋的敷 设方式；电缆沟采用镀锌角钢自制电缆桥架敷设电缆。 高低压电 力电缆和控制电缆拟采用 ZRC 级阻燃电缆，消防等重要电缆采用耐 火型电缆。 中控室、通讯机房室设活动地板， 35kV 高压开关柜室、站用电室及屋外配 电装置设电缆沟，其余均采用电缆穿管或直埋敷设。 电缆构筑物中电缆引至电气柜、盘或控制屏、台的开孔部位，电缆贯穿墙、 楼板孔洞处，均应实施阻火封堵。电缆沟分支处、进配电室、继电保护室入口处 均应实施阻火封堵。电缆穿管管口均应实施阻火封堵。 2.3 电气二次 设计 2.3.1 设计原则 （ 1）按 “ 无人值班 ” （少人值守）的原则设计，按运行人员定期不定期巡视 的值班方式运行。 （ 2）配置两套完全独立的计算 机监控系统 —— 风力发电机组计算机监控系 统和升压站计算机监控系统。风力发电机组计算机监控系统能与升压站计算机监 控系统实现数据通信。升压站计算机监控系统配置远动通信设备，实现接入系统 要求的调度自动化的远动功能。 （ 3）系统预留远程接口，可在项目公司总部对本风电场实现遥测和遥信。 （ 4）风力发电机组和升压站的控制系统分为两级监控。第一级为现地控制 16 单元级，可在各设备的现地控制屏上进行现地监控；第二级为远程监控级，可在 控制中心通过计算机监控系统的操作员工作站对各设备进行遥控、遥测和遥信。 （ 5）计算机监控系统必须满足 中国国家标准《计算机信息系统安全等级划 分准则》及电监会 5 号令《电力二次系统安全防护规定》和电监安全【 2006】 34 号 “关于印发《电力二次系统安全防护总体方案》等安全防护方案的通知 ”的 要求。并按国家电力监管委员会 “关于印发《电力行业信息系统等级保护定级工 作指导意见》的通知 ”确定电站信息安全保护等级。 2.3.2 调度管理 2.3.2.1 调度关系 按照电力系统的要求，本风电场由 省 调和 地 调两级调度管理，并接收来自调 度端的控制命令。最终调度关系以本工程接入系统报告及审查意见为准。 2.3.2.2 远动化范围 本期工程远动信息内容如下： 1) 遥测： 全场机 端出力，即全场风力发电机组机端的有功功率总加、无功功率总加； 全场上网出力，即经并网点送出的有功功率总加、无功功率总加； 送出线路：有功功率、无功功率、三相电流； 主变高、低压侧：有功功率、无功功率、三相电流； 汇集线路：有功功率、无功功率、三相电流； 无功补偿回路：无功功率、三相电流； 各电压等级各段母线电压、系统频率； 主变油温及绕组温度； 风力发电机组机端三相电压及电流； 场内测风信息 。 2) 遥信： 事故总、预告总信号； 断路器位置信号； 隔离开关位置信号； 主保护及自动装置动作信号； 17 风力发电机组运行状 态、低电压穿越功能投 /退状态、开关动作信号 。 3) 遥控： 送出线路及主变高压侧断路器分、合闸； 送出线路及主变高压侧电动操作的隔离开关分、合闸； 信号复归 。 4) 遥调： 主变有载调压分接头； 有功 /无功调节； 电压控制 。 最终以 实际 工程接入系统报告及审查意见为准 。 2.3.3 升压变电站控制、保护、测量和信号 2.3.3.1 升压站计算机监控系统 升压站 计算机监控系统采用分层分布式 100M 以太网络结构，对升压站所有 设备实时监视和控制，数据统一采集处理，资源共享。全站设一套对时系统（北 斗和 GPS 双授时），实现站控层、间隔层及保护装置的时钟同步。 并设置通讯管 理机和远动专用设备（冗余配置）， 升压站计算机监控系统 通过通讯管理机与 风 力发电机组计算机监控系统 实现数据通信；远动主站具有与电力调度数据网的接 口，软硬件配置支持网络通信技术和通信规约的要求。 （ 1）主控级配置 主控级设置 1 台操作员工作站、 1 台操作员兼工程师工作站、网络设备、远 动通信设备、打印机、时钟同步装置等设备以及相应的配套软件等，以完成升压 站各设备的数据采集、运行监视、设备控制和调度端数据传输等。 （ 2）间隔层配置 间隔层设备包括主变测控单元、线路测控单元、公用测控单元、继电保护及 安全自动装置 等设备，负责完成升压站各间隔层设备的数据实时采集、运行监视 和控制操作，并与站控层实时通信。 所有间隔层测控单元均设置必要的人机接口单元，在脱离站控层时可独立承 担本间隔的全部监控任务。 （ 3）测量监控范围 按照当地电力系统的要求和 DL/T5137《电测量及电能计量装置设计技术规 18 程》的规定，测量升压站各电压等级回路的三相电压、三相电流、有功功率、无 功功率、功率因素、频率等，并对升压站各断路器和隔离开关状态信号、主变压 器有载调压分接头、无功补偿装置状态信号、保护动作及告警信号、主变温度、 计量系统、所用电系统、直流 系统和逆变电源系统等进行数据采集和处理，以完 成升压站安全运行监视、状态监视、过程监视、越限报警和事故追忆等。并完成 各电压等级的断路器、电动操作隔离开关和接地开关分合闸控制、主变压器有载 调压分接头调整、无功补偿装置的自动投切、 保护定值下发、事故信号复归、交 直流系统控制 等操作。 2.3.3.2 计量系统 （ 1）关口计量 本工程上网电量计量关口点设在风电场升压站的 主变高压侧及 110kV 送出 线路出口处。关口计量电流互感器采用 0.2S 级，电压互感器采用 0.2 级，关口计 量表按照当地电力系统的要求配置主、副表、配置电能采集装置 1 套。计量 传输 通道拟采用专用的光纤通道和专线拨号传输通道。最终方案以本工程接入系统报 告及审查意见为准。 （ 2）考核计量 为满足升压站内考核计量的需要，在集电线路、无功补偿回路 、接地变 及所 用变回路按 1+0 原则配置 0.5s 级双向多功能电能计量表，电能计量表带 RS485 通信接口，可将数据上传至升压站计算机监控系统。 （ 3） CDM 计量 如本工程有 CDM 计量需求，表计及抄表设备等应满足 CDM 计量要求。 2.3.3.3 升压站微机防误操作系统 本工程采用单元电气闭锁回路加微机防误操作系统的方案，配置防误操作主 机、电脑钥匙、锁具等。操作控制功能可 按远方操作、站控层、间隔层、设备级 的分层操作原则考虑，在设备的电动操作控制回路中串联以闭锁回路控制的接点 或锁具，在设备的手动操控部件上加装受闭锁回路控制的锁具，同时尽可能按技 术条件的要求防止走空程操作，无论设备处在哪一层操作控制，设备的运行状态 和选择切换开关的状态都应具备防误闭锁功能。 防误操作主机应具有口令权限保护和操作监护功能，以允许监护人员在防误 操作主机上对操作员操作实施监护。防误操作主机应具有与升压站计算机监控系 统通讯功能，以实现对升压站电气设备位置信号的实时采集，实现防误操作主机 19 与现场设备状态的一 致性，当这些功能故障时应发出告警信息。现场操作通过电 脑钥匙实现，操作完毕后应将电脑钥匙中当前状态信息返回给防误操作主机进行 状态更新，以确保防误操作主机与现场设备状态相对应。 当进行保护校验、断路器检修等工作时，应能利用 “检修挂牌 ”禁止计算机监 控系统对此断路器进行遥控操作；当一次设备运行而自动化装置需要进行维护、 校验或修改程序时，应能利用 “闭锁挂牌 ”闭锁计算机监控系统对所有设备进行遥 控操作。 2.3.3.4 系统自动保护和安全自动装置 （ 1）同步系统 本工程所有风力发电机组出口断路器均作为同步点。风力发电机组出口断路 器的同步 已集成在风力发电机组的控制系统中完成，本升压站不单独配置同步装 置。 （ 2） 对时系统 本工程配备全站统一的卫星时钟设备和网络授时设备，对场内各种系统和设 备的时钟进行统一校正。系统具备接收 GPS 和北斗时间源、具有内部守时，输出 多制式，可以满足场内系统和设备的多种对时要求。 （ 3）调度数据网接口装置 为满足风电场及升压站内信息通过调度数据网向调度端传送的要求，本工程 配置了一套电力调度数据网络接口装置，包括路由器和交换机，以便远动和电能 量等信息通过数据网络通道及时、可靠地传送到各级调度所。具体 装置型号应与 上级调度部 门要求一致。 （ 4）网络安全防护装置 根据国家电网公司【 2006】 1167 号文及电监安全【 2006】 34 号文 “关于印 发《电力二次系统安全防护总体方案》等安全防护方案的通知 ”的要求，在控制 区、非控制区与广域网的纵向连接设置经国家指定部门检测认证的电力专用纵向 加密认证装置，实现双向身份认证、数据加密和访问控制。具体装置型号应与上 级调度部门要求一致。 （ 5）电能质量监测装置 本工程配置电能质量在线监测装置 1 套，监测点设在主变高压侧及 110kV 送出线路出口处、 35kV 无功补偿回路、相同风机的 1 回 35kV 集电线路， 最终监 20 测点以本工程接入系统报告及审查意见为准。完成对风电场可能引起的电压偏 差、频率偏差、三相不平衡度、谐波、电压波动、闪变等进行在线监测。并能够 以网络通讯方式接入省电力调度数据网，将监测信息送至上级调度部门电能质量 监测中心。 （ 6）功角测量装置 为便于风电运行和脱网分析，本工程拟配置 1 套功角测量装置。接入量为主 变高压侧及 110kV 送出线路出口处、 35kV 无功补偿回路、相同风机的 1 回 35kV 集电线路 ， 最终方案以本工程接入系统报告及审查意见为准。 （ 7）安全自动装置 为防止电力系统失去稳定性和避免电力系统发生大 面积停电事故，本工程拟 配置 1 套安全自动装置。最终方案以本工程接入系统报告及审查意见为准。 （ 8） 110kV 线路保护 升压站 110kV 送出线路配置纵联电流差动保护（拟采用专用光纤通道），阶 段式相间和接地距离保护，零序电流保护。线路保护含三相一次重合闸，并配置 三相操作箱。保护配置方案最终以本工程接入系统报告及审查意见为准。 （ 9） 110kV 母线保护 110kV 母线配置微机母线保护 1 套。母线保护装置根据 110kV 母线的运行方 式配置，保护动作跳开 110kV 母线上的相应断路器。 （ 10）故障录波装置 本工程配置 1 套 故 障录波装置，启动判据应至少包括电压越限和电压突变 量，记录升压站内设备在故障前 200ms 至故障后 6s 的电气量数据，用于电力故 障动态记录与分析，波形记录应满足相关技术标准。故障录波装置接入的电气量 满足国家电网调 [2011] 974 号文《风电并网运行反事故措施要点》的要求 。 具体 接入量为主变高压侧及 110kV 送出线路出口处、 35kV 无功补偿回路、 35kV 集电 线路 、无功补偿支路、所用变支路以及接地变支路 的模拟量、开关量及保护动作 信号。容量配置为 64 路模拟量、 128 路开关量。 （ 11）故障信息子站 本工程配置 1 套故障信 息子站。升压站内各保护装置及故