1、 0e.0 HC-B2731K-A01 湖南长沙宁乡市金玉 110 千伏输变电工程湖南长沙宁乡市金玉 110 千伏输变电工程 （163MVA 2JL/G1A-300/40 24芯OPGW）（163MVA 2JL/G1A-300/40 24芯OPGW）综合部分 综合部分 可行性研究报告 可行性研究报告 湖南华晨工程设计咨询有限公司 2019 年 4 月 长沙 可研设计阶段可研设计阶段 工程设计证书 工程设计证书 工程咨询证书 工程咨询证书 批 准：审 核：校 核：编 写：甲 级 证 书甲 级 证 书 编号：A143000356 编号：A143000356 乙 级 证 书 乙 级 证 书 编号：工2、咨乙 12220080012 编号：工咨乙 12220080012 目 录 目 录 1、工程概述.71、工程概述.7 1.1 设计依据.7 1.2 工程概况.7 1.3 设计水平年.8 1.4 经济性与财务合规性.8 1.5 主要设计原则.9 1.6 设计范围.9 2、电力系统一次.102、电力系统一次.10 2.1 电力系统现状.10 2.2 负荷预测.11 2.3 工程建设必要性及建设时序.20 2.4 主变容量选择.21 2.5 接入系统方案.22 2.6 电气计算.26 2.7 主变型式选择及无功配置.27 2.8 线路输送容量及导线型号.27 2.9 系统对有关电气参数的要求.28 3、2.10 电气主接线.29 2.11 电力系统一次部分结论与建议.29 3、电力系统二次.303、电力系统二次.30 3.1 系统继电保护及安全自动装置.30 3.2 系统调度自动化.34 3.3 系统通信.38 4、变电站所址选择.414、变电站所址选择.41 4.1 选址条件.42 4.2 选址工作简介.42 4.3 水文气象.46 4.4 工程地质.47 4.5 土石方.49 4.6 进站道路和交通运输.50 4.7 施工电源.50 4.8 防洪.50 4.9 站址环境.50 4.10 通信干扰.50 4.11 施工条件.50 5、变电站工程设想.515、变电站工程设想.51 5.1 工4、程概况.51 5.2 电气一次.52 5.3 电气二次.72 5.4 土建.94 6、配套间隔改造工程.1046、配套间隔改造工程.104 6.1 玉潭 220kV 变电站侧.104 6.2 栗山牌 110kV 变电站侧.107 7、送电线路路径选择及工程设想.1107、送电线路路径选择及工程设想.110 7.1 概况.110 7.2 变电站进出线间隔.110 7.3 线路路径方案.112 7.4 设计气象条件.115 7.5 导地线选型.119 7.6 绝缘配置.124 7.7 防雷接地.126 7.8 导线、地线防舞、防振.127 7.9 电缆选型.130 7.10 杆塔基础.134 7.5、11 水土保持及环境保护设计原则.138 7.12 拆除工作量.139 7.13“三牌”及多回路标识牌说明.139 7.14 OPGW 光纤通信线路设计.139 7.15 主要材料估算.144 8、节能措施.1458、节能措施.145 8.1 设计依据及用能标准规范.145 8.2 系统节能分析.146 8.3 变电节能分析.146 8.4 线路节能分析.147 9、新技术、新材料、新设备的应用.1489、新技术、新材料、新设备的应用.148 9.1 变电部分.148 9.2 线路部分.150 10、投资估算.15010、投资估算.150 10.1 编制原则及依据.150 10.2 工程投资.6、151 10.3 与通用造价对比分析.151 11、经济性与财务合规性.15311、经济性与财务合规性.153 11.1 从管理效益、经济效益和社会效益等方面分析.154 11.2 财务合规性.156 12、结论.15612、结论.156 12.1 建设必要性.156 12.2 工程规模及接入系统方式.157 12.3 工程建设时序.157 附 图 目 录 附 图 目 录 附图 01 2019 年金玉变近区相关电网地理接线图 附图 02 接入系统方案比较示意图及远景地理接线图 附图 03 2020 年金玉变近区相关电网地理接线图 附图 04 2025 年金玉变近区相关电网地理接线图 附图 057、-08 2020 年潮流附图 附图 09 变电站电气一次主接线图（方案一）附图 10 变电站电气总平面布置图（方案一）附图 11 变电站电气一次主接线图（方案二）附图 12 变电站电气总平面布置图（方案二）附图 13 推荐方案电缆夹层平面布置图 附图 14 推荐方案一层电气平面布置图 附图 15 推荐方案二层电气平面布置图 附图 16 变电站接地平面布置图 附图 17 系统继电保护及安全自动装置配置图 附图 18 变电站自动化系统配置图 附图 19 系统自动化装置配置图 附图 20 主变部分保护配置图 附图 21 10kV 部分保护配置图 附图 22 交直流一体化电源系统图 附图 23 二次设8、备室屏位布置图 附图 24 土建总平面布置图（方案一）附图 25 土建总平面布置图（方案二）附图 26 土方计算表（方案一）附图 26 总平面布置图（方案一）附图 28 综合配电楼电缆夹层平面图 附图 29 配电综合楼一层平面图 附图 30 配电综合楼二层平面图 附图 31 配电综合楼立面图 附图 32 综合配电楼立、剖面图 附图 33 警传室及消防泵房平、剖面图 附图 34 全站排水平面图 附图 35 给水平面图及材料表 附图 36 线路路径走向图 附图 37 杆塔一览图（一）附图 38 杆塔一览图（二）附图 39 基础一览图（一）附图 40 基础一览图（二）附图 41 基础一览图（三）附图9、 42 双联单挂点耐 张串(110SDN-21)附图 43 直跳跳线串(110DT-21)附图 44 单联 I 型悬垂串(110DZ-21)附图 45 双联双挂点双线夹 I 型悬垂串(110DZ-22)附图 46 地线金具一览图 附图 47 OPGW 金具一览图 附图 48 接地装置一览图(防盗型)附图 49 钢管杆接地网一览图 附图 50 电缆沟敷设断面图 附图 51 电缆金属护层保护器连接方式示意图 附图 52 双回路电缆终端钢管杆电缆上杆示意图 线路 53 金达路设计横断面 线路 54 电缆路径走向图 线路 55 10kV 电缆沟敷设断面图 线路 56 金玉变进出线规划图 附图 57 光10、缆路由图（现状）附图 58 光缆路由图（方案）附图 59 光纤通信网络图(现状）附图 60 光纤通信网络图（方案）附图 61 通道组织图 附 件 目 录 附 件 目 录 附件 01 行政审查意见表 附件 02 关于宁乡市金玉 110kV 变电站站址位置确定函 附件 03 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 变电站站外电源意向协议 附件 04 宁乡金玉 110kV 输变电工程选址选线论证会会议纪要 附件 05 线路路径红线图 附件 06 长沙市宁乡金玉 110kV 输变电工程给排水协议 附件 07 长沙市宁乡金玉 110kV 输变电工程弃土协议 附件 08 关于推进长沙市宁乡金玉 110kV 输变电11、工程建设的函 附件 09 国网长沙经济技术研究所关于湖南长沙宁乡市金玉 110 千伏输变电工程的可行性研究报告内审会议意见（长经研201927 号）附件 10 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程建设用地项目压覆矿产调查 附件 11 环境因素敏感点调查 附件 12 长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程变电可研材料清册 附件 13 长沙宁乡市金玉变通信材料表 附件 14 金玉变接 110kV 玉栗线周边线路舞动情况说明 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 7 1、工程概述 1.1 设计依据（1）国家电网企业标准 Q/GDW 270-2009220kV 及 110（12、66）kV 输变电工程可行性研究内容深度规定。（2）电力系统设计技术规程DL/T 5429-2009。（3）湖南省电力公司电压质量和无功电力管理规定 湘电发展 2010-103 号。（4）国网长沙供电分公司编制的长沙供电公司 2015 年2020 年配电网滚动规划报告。（5）国网长沙供电分公司编制的20172018 年长沙电网规划评估。（6）国网长沙供电分公司编制的2018 年长沙地区电力市场分析预测秋季报告。（7）国网宁乡市供电公司编制的长沙市宁乡县域配网规划报告（2018-2025年）（8）其它输变电工程设计相关规程规范。（9）关于湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程的可研设计中标通13、知文件。（10）国网长沙经济技术研究所关于湖南长沙宁乡市金玉 110 千伏输变电工程的可行性研究报告内审会议意见（长经研201927 号）1.2 工程概况 1.2.1 工程规模 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程是长沙市电网的一个重要部分，已列入长沙市电网规划项目中，该工程建成后不但可以解决宁乡市金玉工业集中区负荷快速增长的需求，同时可缓解周边 110kV 茆田变的供电压力，提高供电可靠性，此外还可以极大的减少供电半径，降低线路损耗。本输变电项目拟建于长沙宁乡市回龙铺镇金玉工业集中区，2018年12月、2019年 1 月、2019 年 2 月我院会同长沙市供电公司、宁乡市供电分公司、宁14、乡市金玉湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 8 工业发展投资有限公司、宁乡市规划及相关部门对长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程站址进行了变电站选址工作，一致同意金玉变站址及出线走廊规划。本次湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程可行性研究包含的工程项目有金玉 110kV 变电站新建工程、输电线路工程及相关的光纤通信工程，其工程项目的概况详见表 1.2-1。表 1.2-1 工程项目概况表 单位：MVA、个、km 序号 工程名称 建设 性质 型号 建设规模 投产 时间 远期 本期 一 变电站工程 1 金玉110kV变电站新建工程 新建 463 163 2020.1215、 二 输电线路工程 1 玉潭栗山牌入金玉变110kV 线路工程 新建 2JL/G1A-300 和ZC-YJLW03-64/110-11000 21.98（架空 1.92，电缆0.06）2020.12 三 光纤通信工程 1 站端通信工程 新建 2020.12 2 配套光缆通信工程 新建 OPGW 10.2+8.2 2020.12 1.3 设计水平年 设计水平年为工程投产水平年；远景水平年为投产后的 510 年，并且与国民经济规划年份一致。湖南长沙宁乡市金玉110kV输变电工程的设计水平年选择2020年，远景水平年选择 2030 年。1.4 经济性与财务合规性 按照国家电网公司项目可研经济性与财务16、合规性评价指导意见（国家电网财2015536 号）要求，对项目的经济性与财务合规性进行分析。通过分析，本项目在前期立项阶段符合国家法律、法规、政策以及公司内部管理制度等各项强制性财务管理规定要求，且具备项目在投入产出方面的经济可行性与成本开支的合理性。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 9 1.5 主要设计原则（1）参照国家电网公司 Q/GDW 270-2009220kV 及 110（66）kV 输变电工程可行性研究内容深度规定中的要求，执行各专业有关的设计规程和规定。(2）在电网现状和长沙市 2019-2020 年 110kV 电网规划项目优选排序报告的基础上，提出变17、电站接入系统方案。(3）国家电网公司文件国家电网基建201158 号文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。(4）网络方案应做到技术合理、经济可行、近远期结合、运行安全可靠。(5）在长沙市总体发展规划和省、地区电力系统规划总体要求的基础上，进行技术经济比较后，推荐最佳站址。(6）变电站选址和线路选线应按照相关规定，进行多方案优化比较，同时应取得地方政府和相关部门的原则协议，避免和防止下阶段工作中出现颠覆性因素。(7）根据国家电网公司输变电工程典型设计方案合理布置变电站，节约土地资源、便于生产管理；少占地、少维护、环境友好。(8）工程投资应做到尽量准确，经济评价应尽可能18、全面、合理。1.6 设计范围(1）按照长沙市 2018-2020 年 110kV 电网规划项目优选排序报告，结合长沙市电网运行状况和负荷发展状况，论证新建金玉 110kV 输变电工程的必要性。(2）根据新建 110kV 金玉输变电工程的必要性，提出项目建设实施的可行性以及工程建设时序。(3）根据区域电网目标网架规划，提出 110kV 金玉变电站接入系统方案。(4）110kV 金玉变电站站址的选择及确定。(5）提出变电站工程设想和送电线路工程设想。(6）提出该项目的工程投资估算。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 10 2、电力系统一次 2.1 电力系统现状 2.1.1 19、长沙市电力系统现状 长沙市位于湖南省东部偏北，处于湘江下游和长浏盆地西部。东与江西省萍乡市接壤，北与岳阳市交界，西与益阳市相接，南与株洲市、湘潭市相联。长沙市现辖六个区（天心、雨花、开福、芙蓉、岳麓、望城区），一个县级市（浏阳市），二个县（长沙、宁乡），国土总面积 11815.9km2，总人口 722.4 万人。(1)长沙市电力系统现状 长沙电网截至 2018 年底，长沙市发电装机总容量为 2775.9MW，其中水电总装机 1359.3MW(占比 47.5%)，火电总装机 1248MW(占比 48.7%)，新能源总装机约168.6MW(占比 3.8%)。长沙市主要电源为长沙电厂(2600MW)20、和黑麋峰抽水蓄能电站(4300MW)。(2)网络现状 截至 2018 年底，长沙电网拥有 500kV 变电站 4 座，即沙坪(2750MVA)、星城(31000MVA)、艾家冲(2750+1000MVA)、鼎功(21000MVA)，变电容量合计9000MVA。其中沙坪、星城、鼎功变主要供带湘江以东区域的负荷，艾家冲变主要供带湘江以西区域的负荷。目前长沙电网的 4 座 500kV 变电站与云田、鹤岭、复兴变共同形成长株潭益不完全双环网，构筑了较为坚强的湘东受端网络，以接受湘西、湘西北送入的电力。在长沙电网内部，已初步形成以这 4 座 500kV 变为依托的分片供电的格局。截至 2018 年底，长21、沙电网拥有 220kV 公用变电站 25 座，主变 58 台，总容量10800MVA，220kV 用户变电站 3 座，主变 12 台，变电容量 416.5MVA；拥有 220kV线路 74 条，总长度 1308.94km。拥有 110kV 公用变 105 座，主变 178 台总容量8680.5MVA，110kV 用户变 29 座，主变 59 台总容量 1967.3MVA。(3)供用电现状 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 11 2018 年，长沙电网统调供电量为 339.2 亿 kWh，统调最大负荷为 7208MW。2.1.2 宁乡市电力系统现状 截至 2018 年底22、，宁乡市电网拥有电源装机总计 91.72MW，其中水电 24.72MW，火电 21MW(天宁热电厂)，风电 46MW（神仙岭）。截至 2018 年底，宁乡市拥有 220kV 变电站 4 座，主变 6 台，容量 1140MVA，即 楚 沩(2180MVA)、玉 潭(2120MVA)、向 阳(1120MVA)、通 益(1180MVA+1240MVA)；拥有 110kV 公用变电站 13 座，主变 22 台，容量 841MVA，即 宁 乡(250MVA)、夏 铎 铺(250MVA)、全 民(150MVA)、历 经 铺(150+131.5MVA)、茆 田(150MVA)、灰 汤(150+131.5MV23、A)、黄 材(231.5MVA)、木佳(231.5MVA)、双凫铺(231.5MVA)、花明楼(231.5MVA)、堆资(131.5MVA)、仁寿(131.5MVA)、栗山牌(231.5MVA)；35kV 公用变电站14 座，主变 25 台，容量 187.3MVA。2018 年，宁乡电网最大负荷为 662MW，同比 2017 年负荷（608MW）增长 8.9%。2018 年宁乡电网统调供电量为 28.6 亿 kWh，同比 2017 年统调供电量（26.6 亿 kWh）增长 7.5%。2.2 负荷预测 2.2.1 长沙、宁乡负荷预测 根据长沙电网负荷增长最新变化情况，并结合2019 年长沙地区电24、力市场分析预测春季报告 相关结论，对长沙、宁乡统调负荷进行预测，预测结果见表 2.2-1。表2.2-1 负荷预测(统调)单位：MW、亿kWh 年 份 项 目 实际 预测 年均增长率 2015 2018 2019 2020 2021 2022 2025 2019 十三五 十四五 长沙市 负荷 6169 7154 7800 8870 9826 10885 14800 9.03%9.50%10.78%供电量 265.1 344.6 385 437.5 480 527 696 11.73%13.34%9.73%宁乡市 负荷 524 674.9 770.0 851.3 952.5 1066 1494 125、4.08%12.90%11.91%湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 12 供电量 23.6 31.3 35.2 38.5 42.1 46 60.0 12.46%13.08%9.28%2.2.2 拟建 110kV 金玉变供区负荷现状(1）变电站供电范围电网现状 拟建金玉变电站位于宁乡城东的回龙铺镇，地处回龙铺镇、白马镇、菁华铺乡三个乡镇交汇处，距离宁乡城区中心约 6km，与规划的回龙铺变共同供带金玉工业开发区负荷，属于宁乡市以国家级经济技术开发区统领全县的工业平台“一带三区，一廊一基地”重点发展区域，同时需兼顾分担茆田变、栗山牌变供区内的负荷。目前金玉工业区及周边供电的26、主要变电站及负荷情况如下：表 2.2-2 供电范围周边变电站基本情况 单位：MW、%序号 变电站 名称 电压 等级 主变 容量(MVA）16年 负荷(MW)16年 负载率（%）17年 负荷(MW)17年 负载率（%）18年 负荷(MW)18年 负载率（%）距金玉工业园直线距离(km)1 玉潭 220 2120 198 86.84 204 89.47 204 89.47 7 2 茆田 110 150 15 31.58 26.70 56.21 42.97 94.07 5 3 栗山牌 110 231.5 30.23 50.51 32.60 54.47 30.59 51.11 8 注：玉潭变负载含 127、10kV 和 10kV 直供负荷。目前金玉工业园区负荷主要由 110kV 茆田变的 318 金旺线和 328 金兴线供带，其基本情况如下：表 2.2-3 供电范围内现有 10kV 线路基本情况 序号 10kV 线路 名称 导线型号/长度（主干线）配变装接容量 17 年负荷（最大电流 A）18 年负荷（最大电流 A）供电范围内配变装接容量 1 茆田变 328金兴线 JKLYJ-240/8.36km 7205 286 350 7205 2 茆田变 328金旺线 JKLYJ-240/11.61km 19375 297 366 19375 2.2.3 110kV 金玉变负荷预测(1）变电站供电区域内负28、荷发展 金玉工业园 2018 年规模以上工业总产值实现 41.96 亿元,同比增长 25%；工业增加值 9.9 亿元，同比增长 32%。固定投资：截止 2018 年底共完成 21.2 亿元，同湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 13 比增长 15%。用电量、用电负荷也均同步保持高速发展，2019 年 1 月最大负荷已达13.6MW。金玉工业园区地理位置示意图金玉工业园区地理位置示意图 截止 2018 年底，园区总共签订投资合同 67 个，其中竣工投产项目 32 个，加速建设促 2019 年内竣工项目 10 个，在建项目 18 个（其中亿元项目 5 个：韩国瑞延、敬业达、29、神宇科技、江南新材、金炬实业）。其中，大禹防水、永辉消防、铭凯科技已竣工试投产；尚威科技、致尚家居等 5 个项目正在进行厂房主体建设。新签约项目楚峰建材、德森洋楼、阿太克、汇韬已完成土方平整，即将进入桩基施工；瑞延汽车已经进入基础设施建设；江南新材料、三力自动化、新泉电力等 7 个新签约项目前期手续已全部办理到位。产业项目建设百日大会战活动中，园区有 4 个项目纳入市委政府调度考核，全部为快速开工类项目。因瑞延汽车等 18 个项目正在建设中，目前暂未收到正式用电负荷报装申请，湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 14 由宁乡县金玉乡镇工业集中区开发建设指挥部与投资单位初步30、咨询沟通的部分用户意向报装情况如“表 2.2-4”，预计至 2020 年大用户报装容量为 20MVA，“十四五”末为 50MVA，另有多家企业有意向入住产业园。此外，按园区在初步调研已投运厂家后续发展计划和在建厂家情况并结合招商引资计划，预计金玉工业区一期（2030 年）需要负荷约 145MW。表 2.24 金玉供电区在建或待建大客户表 MVA 序号 公司 项目/产品 面积 投资 预计容量 投产时间 1 瑞延汽车 汽车零配件 80 亩 3 亿 4 2019-2022 2 湖南敬业达 新型建筑材料 1.5 亿 3 2019-2022 3 长沙市神宇建材有限公司 30 万立方米保温材料生产线项目 31、30 亩 1 亿 3 2019-2022 4 长沙金玉江南新材料有限公司 江南建筑保温新材料项目 32.17 亩 1.2 亿 2 2020-2023 5 金炬实业股份有限公司 钣金成型及环保成套 79.4 亩 1 亿 4 2019-2022 6 长沙尚威智能科技有限公司 塑料件及模具加工生产 31.8 亩 4 千万 3 2019-2022 7 致尚家居 家居建材 16.8 亩 1 2019-2022 8 长沙楚峰建材有限公司 工业仓储物流基地 29.3 亩 1 亿 1 2019-2022 9 湖南德森洋楼有限公司 木制别墅及配套产品生产 12.8 亩 5 千万 1 2019-2022 10 湖32、南阿太克生产基地建设项目 建筑新材料 35 亩 1 亿 3 2019-2022 11 汇韬汽车 汽车零配件 29.8 亩 2 2019-2022 12 三力自动化 自动化设备和汽车配件生产基地 12.8 亩 2 2020-2023 13 湖南新泉电气有限公司 电力设备，高低压成套 16.9 亩 2 千万 1 2020-2023 合计 2021 年投运合计 20MVA合计 2021 年投运合计 20MVA 2024 年投运合计：2024 年投运合计：30MVA30MVA 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 15 金玉工业园区起步区项目用地布局图金玉工业园区起步区项目用地布33、局图(2）金玉变本期负荷预测 根据金玉变电站供电范围和初步报装情况，110kV 金玉变投运后将主供金玉工业园区全部负荷和临近金玉园区控制用地区域的回龙铺镇和菁华铺乡部分负荷。根据区域内负荷增长的历史数据以及大用户统计，对 110kV 金玉变供电负荷预测结果如下：表 2.25 拟建金玉 110kV 变电站供电负荷预测 单位：MW 序号 项目 2018 年 2019 年 2020 年 2021 年 2022 年 2023 年 2024年 2025年 2030年 1 原有负荷 12.4 13.6 15.0 16.5 18.2 20.0 22.0 24.2 38.9 2 新增大客户负荷 0 4 8 134、3 18 23 28 33 58 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 16 序号 项目 2018 年 2019 年 2020 年 2021 年 2022 年 2023 年 2024年 2025年 2030年 3 合计 12.4 17.6 23.0 29.5 36.2 43.0 50.0 57.2 97.0 备注：1）新增大客户负荷即金玉供区在建、待建大客户。2）由玉开发公司得知，目前工业园区已投产的 32 个项目均未达终期规模，绝大部分均为投产初期，用电负荷相对较低，后续预计将在 25 年内达到规划产能，因此金玉 110kV 变2019-2025 年原有负荷增长率考虑取35、 10。(3）金玉变远期负荷预测 金玉工业园区，分为多期开发，一期规划面积 6.37km2，占整总体规划的 32%，其中金玉工业园一期控制性规划已编制且报审完，已经完成土地调规，正在建设。根据宁乡县金玉乡镇工业集中区开发建设指挥部得知，目前园区总共签订投资合同67 个，其中竣工投产项目 32 个，加速建设促年内竣工项目 10 个，在建项目 18 个。已签订的在建项目或拟建项目预计在 2023 年前将全部竣工投产，其他招商引资工作仍在积极推进中。目前总体规划用地面积约 20km2，将逐步开发建设。按照园区发展策略，后续招商引资将坚持“一主一特”的产业特色，坚持智能制造的主要产业和汽车零配件的特色36、产业定位，拟打造在中部地区有较强竞争力的产业特色园区。其在智能制造型企业大量引入后，园区区域负荷密度将会有较大提高，届时预计工业园负荷密度将在 12MW/km2 以上，总负荷将超过 240MW。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 17 2030 年金玉工业园 10kV 配网接线平面示意图2030 年金玉工业园 10kV 配网接线平面示意图 2.2.4 电网规划(1）宁乡市电网规划 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 18“十三五”、“十四五”期间，宁乡市规划新建福宁等 4 座 220kV 变电站，扩建向阳等 3 座 220kV 变电站；新增金玉等37、 7 座 110kV 变电站，扩建茆田等 4 座 110kV变电站，改造栗山牌等 3 座 110kV 变电站。(2）金玉变近区电网发展情况 2020 年新建金玉（163MVA）110kV 输变电工程。2020 年增容改造 110kV 栗山牌变主变为 250MVA（现状 231.5MVA）。2025 年扩建 110kV 茆田变第二台主变（增容 150MVA）、扩建金玉变第二台主变（增容 163MVA）。2025 年新建回龙铺（1240MVA）220kV 输变电工程。同步将“金（玉）栗（山牌）线”入 220kV 回龙铺变，将金玉和栗山牌改由回龙铺供带。2.2.5 电源建设安排及电力电量平衡(1）电38、源建设安排 根据最新电网建设安排，长沙宁乡市2025年前没有新增35kV及以下电源接入。(2）电力电量平衡 1)平衡原则 按大方式作供需平衡；2)电力、电量平衡 根据长沙地区电网规划，结合本次变电站规模实际，对宁乡市 110kV 层面变电容量平衡调整如下表：年份 项目 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 一、宁乡统调最大负荷 770 851 952 1066 1193 1335 1494 二、110kV 电源出力 6 6 6 6 6 6 6 天宁热电厂 6 6 6 6 6 6 6 三、220kV 变电站 10kV 直供负荷 166 188 213 250 3239、0 390 450 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 19 年份 项目 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 玉潭变 10kV 直供负荷 53 60 65 65 65 65 65 向阳变 10kV 直供负荷 38 43 48 55 60 65 80 楚沩变 10kV 直供负荷 25 30 40 50 60 70 80 通益变 10kV 直供负荷 50 55 60 65 80 80 80 金洲变 10kV 直供负荷 15 25 35 40 福宁变 10kV 直供负荷 15 25 35 花明楼变 10kV 直供负荷 15 25 35 回龙铺40、变 10kV 直供负荷 25 35 四、110kV 主变下网负荷 598 657 733 810 867 939 1038 五、110kV 变电容量 1154 1343 1406 1443 1443 1632 1758 六、新增 110kV 变电容量 213 402 465 502 502 691 817 扩建宁乡变 63 63 63 63 63 63 63 扩建堆资变 50 50 50 50 50 50 50 新建高坝窑变 50 50 50 50 50 50 50 新建麻山变 50 50 50 50 50 50 50 新建经城变 63 63 63 63 126 126 新建沩丰坝变 63 641、3 63 63 63 63 新建高家塘变 63 63 63 63 63 63 新建金玉变 63 63 63 63 126 扩建栗山牌变 37 37 37 37 新建安康变 63 63 新建壇树湾变 63 63 新建唐市变 63 七、容载比 1.93 2.04 1.92 1.78 1.66 1.74 1.69 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 20 2.3 工程建设必要性及建设时序 2.3.1 工程建设必要性(1）满足金玉产业园负荷发展需求，促进地方经济发展 金玉变电站位于宁乡城西的回龙铺镇北部的金玉工业园区，地处回龙铺镇、白马镇、菁华铺乡三个乡镇交汇处，距离宁乡城区中42、心约 6km，属于宁乡市以国家级经济技术开发区统领全县的工业平台“一带三区，一廊一基地”重点发展区域。目前园区总共签订有投资合同 67 个，其中竣工投产项目 32 个，加速建设促年内竣工项目 10 个，在建项目 18 个。已签订的在建项目或拟建项目预计在 2023 年前将全部竣工投产，其他招商引资工作仍在积极推进中。园区招商引资的成功，带来了区域负荷的高速增长，目前已有负荷 13.6MW，已有签订项目建设完成后将新增安装容量 30MVA 以上，预计至 2020 年和 2025 年园区保底负荷将分别达到 23MW 和 50MW以上。且据宁乡市政府得知，金玉园区现有总体规划用地面积约 20km2，43、计划在 2030年前逐步开发建设。按照园区发展策略，后续招商引资将坚持“一主一特”的产业特色，坚持智能制造的主要产业和汽车零配件的特色产业定位，拟打造在中部地区有较强竞争力的产业特色园区。其在智能制造型企业大量引入后，园区区域负荷密度将会有较大提高，届时预计工业园负荷密度将在 12MW/km2 以上，总负荷将超过240MW。因此，急需建设 110kV 金玉变来满足园区负荷需求。(2）增加供电能力和供电可靠性，解决 110kV 茆田变重载问题 金玉工业园区临近的变电站目前只有 110kV 茆田变、110kV 栗山牌变、220kV玉潭变等三个变电站，直线距离分别相隔 5km、8km、7km，主变负44、载率分别为 94.07%、51.11%、89.47%。目前园区主要由距离相对较近的 110kV 茆田变引出的 10kV 金兴线和 10kV 金旺线两回线路供带，线路长度分别为 8.36km 和 11.61km，区域最大负荷为 13.6MW，占茆田变最大负载的 31.65%，且因线路供电距离较远，负荷较大，线路损耗大，此外由于茆田变目前已经重载，无法继续新增负荷。新建金玉变后可有效转移茆田变 13.6MW 以上负荷，为茆田变扩建争取了时间，10kV 线路半径减少湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 21 6km 以上，提高了供电可靠性的同时减少线路损耗的。栗山牌变虽然 2045、18 年负载率只有 51.11%，但相隔距离较远，线路架设长度在 10km 以上，无法有效供带负荷，且栗山牌供区内的煤炭坝近期负荷增长较快，预计测到 2022 年将重载运行，已列入 2025 年整体改造计划。玉潭变为 220kV 系统变电站，其 10kV 出线条件有限，且主变目前负载率已高达 89.47%，无法供带金玉工业区负荷。由此，新建 110kV 金玉变可有效解决 110kV 茆田变重载问题，提高了供电能力和供电可靠性。综上所述，110kV 金玉变的建设能满足金玉工业园负荷发展的需求，解决 110kV茆田变重载问题，优化 10kV 电网结构，提高供电可靠性和供电质量。建设 110kV金玉46、变是有必要的。2.3.2 工程建设时序 根据金玉工业园建设情况及 110kV 金玉变前期工作进度，建议金玉 110kV 变电站于 2020 年 1 月开始建设，2020 年 12 月之前建成投产。2.4 主变容量选择 本期容量选择：根据金玉变供电区域内负荷发展情况，预测 2020 年金玉变负荷达 23MW，2022 年达 36.2MW。若采用 63MVA 主变，投产当年负载率为 36.5%，投产 2 年后负载率为 57.5%，主变负载率及利用率均合理，因此建议金玉 110kV 变本期选择 1 台 63MVA 的变压器。远期容量选择：根据远期负荷预测，工业区负荷密度为 12MW/km2 时，金玉47、工业区总体规划实施后荷为 240MW，参照湖南省目前的通用设计推广方案规模，可考虑 4 台 63MVA 主变。考虑到工业园负荷发展不确定性，若工业区负荷密度达到 15 MW/km时，金玉园区终期负荷为 300 MW，此时 4 台 63MVA 主变无法满足要求，宜另行布置变电站，按长沙供电公司系统规划，金玉工业园区中西部地段 2025 年将新建 1 座 220kV 回龙变，主供金玉片区附近的宁乡县城西郊地区负荷，其也可以采用 10kV 直供部分符合，这时亦能满足负荷增长的潜在需求。因此，建议金玉变终期选取 4 台 63MVA的主变经济合理。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报48、告 22 因此，金玉变本期选择 1 台 63MVA 主变，远期 4 台 63MVA 主变。2.5 接入系统方案 2.5.1 接入点分析 根据金玉变的地理位置及周边的系统网络情况，可供接入的变电站及线路有220kV 玉潭变、110kV 玉潭-栗山牌线路、110kV 向阳-煤炭坝（用户）-栗山牌-玉潭联络线，远期规划建设的 220kV 回龙铺变电站等。(1）220kV 玉潭变，现有主变两台，容量 2120MVA，位于金玉变东南方向，距金玉变直线距离约 7km。若接入此站，受宁乡城区规划影响线路长度将超过 10km，线路较长。且经与宁乡规划沟通得知，玉潭变西部和北部区域规划有部分调整，出线走廊目前难49、以确定，线路选线较为困难；东部和南部目前城市建设规模已形成，未预留架空出线走廊，若要走线，需走 2 公里以上电缆才能改用架空走线，经济性较差，实施比较困难，和其它接入系统方案相比，无其他优势。因此不考虑作为接入点。(2）110kV 玉潭-栗山牌线路位于金玉变南部（1997 年投运），该线路距 110kV金玉变较近，直线距离约 1.95km，导线采用 LGJ-185/30，目前线路供带有栗山牌，栗山牌变现有 110kV 线路 3 回，另两回分别为 T 接接入的“110kV 向阳-煤炭坝（用户）-栗山牌-玉潭线”和至煤炭坝用户变的备用电源线。栗山牌 110kV 目前正常运行时由“110kV 向阳-50、煤炭坝（用户）-栗山牌-玉潭线”供电，玉栗线做为热备用。因此该线路可以考虑作为接入点。(3）110kV 向阳-煤炭坝（用户）-栗山牌-玉潭联络线位于金玉变南部（2007年投运），该线路距 110kV 金玉变相对玉栗线较远，直线距离约 2.9km，导线采用LGJ-240，目前线路已 T 接有栗山牌变电站和煤炭坝用户变，不宜继续 T 接接入，若要临时接入，仅能采用接方式。(4）220kV 回龙铺变，规划变电站，计划“十四五”期间建设，规划站址距离金玉变直线距离约 3.5km。根据相对位置关系及区域远景电网规划，可作为远期接入点。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 23 综合51、以上分析，本期合适的接入点仅有 110kV 玉栗线和 110kV 向煤栗玉线。2.5.2 110kV 接入系统方案 根据接入点分析，初步拟定以下两个方案：方案一：本期：玉潭栗山牌入金玉变电站110kV线路工程，长度2（1.92+0.06)km。方案二：本期：向阳-煤炭坝（用户）-栗山牌-玉潭线 110kV 线路入金玉变线路工程，长度 2(2.9+0.06)km。远期：根据区域远期电网规划，待回龙铺 220kV 变建设后，金玉变、栗山牌变110kV 线路均改入回龙铺变。接入系统方案比较示意图详见附图 02。2.5.3 110kV 接入系统方案方案比较（1）可靠性 方案一中一条线路串接金玉变电站后52、接入栗山牌，栗山牌可仍然保持原有备自投运行方式不变，也可改变运行方式采用在金玉变设置备自投，供电可靠性相对较高。方案二中一条线路T接栗山牌系统站和煤炭坝用户站后再串接金玉110kV变电站，栗山牌、金玉均可实现备自投，供电可靠性较高。因方案一只能一个变电站实现备自投，方案二供电可靠性好于方案一。（2）网络损耗 两个接入方案系统运行方式一致，只在供电线路长度上有 12km 距离的差异，网络损耗基本一致。（3）经济性 方案一一次性投资比方案二少 189 万元。综合年费用两个方案差别不大。经济比较表 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 24 方 案 方案一 方案二 方 案 方案53、一 方案二 项 目 规模 投资 规模 投资 一、一次投资 558 747（方案一）金玉 接玉栗线 1.92/A+0.06/B 558 （方案二）金玉接向煤栗玉线 2.9/A+0.06/B 747 二、一次投资相对值 0 189 二、一次投资相对值 0 189 1）本表仅做经济比较，不作工程实际造价。估价指标表 项 目 性 质 型 号 项 目 性 质 型 号 估 价 指 标 估 价 指 标 指 标 单 位 指 标 单 位 110kV 线路 新 建 A：300mm2双分列导线线双回 180 万元/km 110kV 线路 新 建 B：1000mm2电缆双回 1500 万元/km 电能损失费用 0.554、 元/kWh 经济使用年限 本期至 2025 年 7 a 3450 h 投资回收率 0.08 （4）工程实施难度 方案一基本沿园区规划道路和高速公路架设，无较大交叉跨越，线路距离较短，实施难度较少。方案二基本沿园区规划道路和高速公路架设，需跨越 110kV 玉栗线和穿越规划区外居民相对较为密集的区域，实施难度较大。（5）远景适应性 两个方案路径方向大致相同，最终均入 220kV 回龙铺变电站，系统接线一致。但方案二远期入后仍存在线路交叉，运行维护较方案一差。（6）推荐方案 综合经济技术比较表 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 25 项 目 方案一 方案二 项 目 方案55、一 方案二 网络结构 合理 合理 供电可靠性 较高 高 实施难度 容易 较难 远景适应性 好 较好 一次投资相对值(万元)0 189 综上分析，两方案在网络结构方面差别不大，考虑方案一线路长度短于方案二，实施难度小，一次投资少,综合经济性好，远景适应性较好。因此推荐采用方案一：玉潭栗山牌入金玉变电站 110kV 线路线路工程，长度 2(1.92+0.06)km。本次接入系统推荐方案同长沙供电公司系统规划方案。2.5.4 10kV 出线规模 考虑金玉 110kV 变电站位于金玉工业园中，靠近负荷中心，主要供带金玉工业园大客户负荷及临近的回龙铺镇和菁华铺乡部分负荷。本期出线说明如下：(1）供带近期56、产业园大客户负荷，需出线 7 回；(2）110kV 金玉变转供原金玉工业区负荷（金兴线、金旺线），并形成与茆田变互联，提高供电可靠性，需出线 4 回；(3）考虑 2 回线路分别与 110kV 栗山牌变 316 洪仑山线和茆田变 326 菁华铺线形成联络，并同时解决菁华铺乡中南部低电压问题。因此，金玉变本期出线 13 回。此外考虑到工业园区招商引资的不确定性和工业用户供电多样性等因素，宜适当考虑 23 回间隔备用，本次 1#主变低压侧按新建 16 回出线间隔考虑，远期按每台主变 16 回考虑。另因本期只上了 1 台主变，需新上外接站用变 1 台，本期新上 10kV IV 段母线接地站用变柜、母线57、设备柜、线路柜各 1 台，其中线路柜本期用作外接站用电源进线柜。因此本期 10kV 出线规模按 17 回考虑。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 26 2.6 电气计算 2.6.1 潮流计算(1）计算条件及分析原则 考虑网络变化情况，110kV 方案比较计算水平年考虑为 2020 年。计算的负荷水平、电源及网络，参照了湖南省电力公司“十三五”电网规划研究、20172018 年长沙电网规划评估、长沙市电力设施布局规划以及长沙市电网供电能力提升三年行动计划中的内容，并结合目前的最新情况加以适当的调整。按夏大、夏小、冬大、冬小四种典型潮流方式进行计算。计算负荷功率因数取 0.58、95。(2）计算结果分析 由潮流计算结果可知，潮流分布均合理，电压水平均能符合规程要求。2.6.2 短路电流计算(1）计算条件 全省 220kV 及以上网络参与计算，110kV 网络局部闭环考虑；大方式短路计算水平年按远景水平年考虑（2030 年左右）；短路阻抗不含变电站本身阻抗；短路阻抗为标么值,其基准值为：Sj=100MVA Uj=Ucp。(2）110kV 变电站系统短路阻抗 110kV 母线：正序：0.03565 零序：0.06865 短路电流计算结果:金玉变 110kV 母线:三相短路电流 12.3kA，单相短路电流 12.98；金玉变 10kV 母线:17.7kA(两台主变分列运行)59、，31.32kA(两台主变并列运行)，结合当前标准物料设备制造水平，为了保证 10kV 侧能够并列运行，10kV 开关设备开断电流按不小于 31.5kA 进行选择。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 27 2.7 主变型式选择及无功配置 2.7.1 主变型式选择及抽头选择 考虑到金玉 110kV 变低压带有 10kV 负荷，根据规程规定“直接向 10kV 配电网供电的降压变压器，其主变压器抽头采用有载调压型”，因此建议其主变选用有载调压降压变压器，其主变抽头采用典型的国标系列产品即 11081.25%/10.5kV。2.7.2 无功补偿论证 根据电力系统无功补偿装置技术60、原则：容性无功补偿容量应按下列情况选取，并满足 35kV110kV 主变压器最大负荷时，其高压侧因数不低于 0.95。当35110kV 变电站内配置了滤波电容器时，按主变容量的 20%30%配置。当 35110kV变电站为电源接入点时，按主变压器容量的 15%20%配置。其他情况下，按主变容量的 15%30%配置。根据电力工程电气设计手册：对于直接供电的末端变电所，安装的最大容性无功量应等于装置所在母线上的负荷按提高功率因数所需补偿的最大容性无功量与主变压器所需补偿的最大容性无功量之和，经计算 63MVA 主变所需最大容性无功为 9277kvar。根据电力系统无功补偿装置技术原则提出以补偿变压61、器无功损耗为主，适当兼顾负荷预测的无功补偿。同时参考通用设计，单台主变每台均配置 2 组电容器，容量为 4000kvar+6000kvar。本站不装设感性无功补偿。2.8 线路输送容量及导线型号 由上文可知，原有玉栗线导线规格为 LGJ-185/30，最大安全电流为 595A，考虑功率因数 0.95 情况下，线路最大输送潮流为 107.69MW。栗山牌变电站现有主变容量 231.5MW，金玉变电站本次新扩建 1 台 63MW 主变，终期按 4 台主变配置。金玉变本期接接入玉栗线后，线路供带主变总容量为 126MVA（不含煤炭坝用户变），当栗山牌向阳变侧发生“N-1”方式下，主变负载率 80%的62、情况下，线路正常输送潮流为 101MW，满足近期负荷发展要求，原有线路可暂时不改造；当两站需新增主变容量或线路主变同时负载率高于 85%时，再进一步加强网架，改造原有线路。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 28 按照系统规划，金玉变电站远期主变配置 4 台 63MVA 主变，2 回 110kV 出线，“N-1”方式下，主变负载率 80%的情况下，单回路正常最大输送潮流约为 192MW。而在考虑功率因数 0.95，温度修正系数 0.81，截面积为 2300mm的架空导线极限输送容量约 208MW，满足要求。由于 2300mm架空导线是 110kV 线路可选择的最大导线截63、面，因此，建议本期 110kV 新建线路均采用 2300mm架空导线或同等输送容量的电缆。2.9 系统对有关电气参数的要求 2.9.1 主变参数 主变压器：远期 463MVA，本期 163MVA 主变型式：三相两绕组有载调压降压变压器 电压比及抽头：11081.25%/10.5kV 容量比：100/100 短路阻抗：Uk1-2%=17.0 接线组别：YN，d11 2.9.2 短路电流水平 根据短路电流计算，考虑系统发展情况，110kV 金玉变 110kV 母线短路电流水平取 40kV，10kV 母线短路电流水平取不小于 31.5kA。2.9.3 无功补偿容量 建议金玉变无功补偿为以下配置：远期64、按每台主变（4+6）Mvar 容性无功补偿配置，本期配置（4+6）Mvar。无需配置感性无功补偿。2.9.4 主变 10kV 侧中性点接地方式 主变压器 110kV 中性点采用避雷器加间隙保护，经隔离开关接地。本站 10kV 出线均采用电缆出线，经计算，10kV 侧电容电流大于 10A，故建议10kV 侧中性点采用消弧线圈接地。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 29 2.10 电气主接线 110kV 电气主接线：由于金玉变 110kV 终期出线 4 回、主变 4 台，考虑典型设计情况，建议金玉 110kV 主接线终期采用单母线分段接线；由于本次变电站为全户内变电站，165、10kV 配电装置采用 GIS 接线，为方便后期扩建，建议本期同终期采用单母线分段接线。10kV 电气主接线：远期采用单母线断路器四分段接线，本期采用单母线接线。2.11 电力系统一次部分结论与建议 2.11.1 概述 为改善地区电网结构、满足地区用电需要、提高供电可靠性、促进地方经济发展，建设金玉 110kV 变电站是十分必要的，建议金玉 110kV 变电站于 2020 年 12月建成投产。2.11.2 变电站工程 本工程规模为远期 4 台 63MVA 主变压器，本期 1 台。110kV 出线本期 2 回，远期 4 回。10kV 远期按每台主变压器 16 回出线考虑，本期 17 回出线（含外66、接站用变进线过渡用柜 1 台）。远期每台主变（4+6）Mvar 容性无功补偿，本期（4+6）Mvar 容性无功补偿。电气主接线 110kV 本期、远期均采用单母线断路器分段接线。10kV 远期采用单母线断路器四分段接线，本期采用单母线接线。2.11.3 线路工程 金玉变 110kV 线路本期 2 回：玉潭栗山牌 入金玉变电站 110kV 线路工程，采用 2300mm截面导线，长度：（21.92）km；站端电缆引入采用 1000mm截面110kV 铜芯电力电缆，长度（20.06)km。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 30 3、电力系统二次 3.1 系统继电保护及安全自67、动装置 3.1.1 工程概况 金玉 110kV 变电站为新建变电站，主变压器远期建设规模为 463MVA，本期为 163MVA，电压等级 110/10kV。110kV 线路远期与本期均为 2 回，接玉潭-栗山牌 110kV 线路；110kV 主接线本期与远期均为单母线接线。10kV 出线远期 64 回，本期 17 回；10kV 主接线本期为单母线接线，远期采用单母线分段接线。10kV 无功补偿远期装设 4（4+6）Mvar 电容器组，本期装设 1（4+6）Mvar电容器组。110kV 采用户内 GIS 设备，10kV 配电装置采用户内开关柜。全站设置 1 个二次设备室；二次设备室含交流系统模块68、通信设备模块、直流系统模块、公用设备模块、站控层设备模块、主变压器间隔模块及 110kV 公用设备模块等；110kV 间隔设备模块及 110kV 过程层设备按间隔配置，分散布置于就地预制式智能控制柜；10kV 装置分散就地布置于开关柜。3.1.2 现状及存在的问题 玉潭变为 1989 年建成的 220kV 变电站，位于湖南宁乡市，站内现有主变电压等级为 220/110/10kV，现有主变容量 2120MVA。220kV 玉潭变 110kV 母线电气主接线采用双母分段接线，母差保护为 2012 年南瑞科技公司的 RCS-915，故障录波为 2012 年成都府河的 FH3000S，110kV 玉69、栗线玉潭侧线路保护采用 2012 年南瑞继保公司 RCS941，配置相间距离、接地距离、零序保护。栗山牌 110kV 变电站 110kV 母线电气主接线采用单母分段带旁路接线，110kV玉栗线栗山牌侧未配置线路保护，110kV 侧配置 2007 年河南许继的备自投装置WVT-822。栗山牌 110kV 变电站未配置故障录波和母线保护。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 31 3.1.3 系统继电保护配置原则和方案 3.1.3.1 主要配置原则（1）110kV 线路保护 每回 110kV 线路电源侧变电站宜配置 1 套线路保护装置，负荷变侧可不配置。保护应包括完整的三段式70、相间距离、三段式接地距离和四段式零序方向保护。对于发电厂联络线、重要用户供电线路、环网运行线路、长度低于 10km 线路、电缆线路以及电缆与架空混合线路，220kV 变电站的 110kV 线路、单 T 接线路应配置纵联电流差动保护。三相一次重合闸随线路装置配置。线路保护直接采样、直接跳闸。线路保护采用保护测控集成装置。（2）110kV 母线保护 单母线分段接线可配置 1 套母线保护。当系统需要快速切除母线故障时，可按远景规模单套配置母线差动保护装置，其单元数按远景建设规模配置，要求不少于 9 个单元（2 台主变、4 回出线、1组分段）。110kV 母线保护宜采用直接采样、直接跳闸，也可采用网络71、跳闸的方式。（3）110kV 分段（内桥）保护 按断路器配置单套分段（内桥）保护装置，具备瞬时和延时跳闸功能的充电及过流保护。110kV 分段（内桥）保护装置宜采用直接采样、直接跳闸。分段（内桥）保护采用保护测控集成装置。（4）故障录波 对于重要的 110kV 变电站及 110kV 出线对侧为电厂或用户变电站的变电站，全站宜配置公用的故障录波装置。当设置过程层网络时，故障录波宜通过网络方式采集 SV 报文和 GOOSE 报文。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 32（5）网络分析仪 当设置过程层网络时，全站统一配置 1 套网络记录分析装置。（6）安全自动装置 站内备自投72、功能宜配置 1 套独立的备自投装置，也可由站域保护控制装置实现。低频低压减负荷功能，可由站域保护控制装置实现，也可由站控层主机实现。35/10kV 低频低压减负荷功能也可由馈线保护测控装置实现。3.1.3.2 系统继电保护配置方案 根据目前系统继电保护及安全自动装置的配置情况与相关规划，宁乡金玉变系统继电保护及自动装置配置方案如下：（1）110kV 线路保护 根据 110kV 接入系统的方案，本期新建金玉变 接玉潭-栗山牌 110kV 线路，分别形成金玉-玉潭 110kV 线路和金玉-栗山牌 110kV 线路，金玉-玉潭 110kV 线路长度约为 8km，金玉-栗山牌 110kV 线路长度约为73、 10km。本期考虑在金玉-玉潭和金玉-栗山牌 110kV 线路两侧变电站均配置电流差动保护装置，采用专用光纤通道，金玉变侧光纤电流差动保护本期考虑新上，要求采用最新型号的智能变电站用光纤电流差动保护装置，采用保护测控一体化装置，直接采样、直接跳闸；对侧玉潭变考虑更换前期保护装置为光纤电流差动保护，采用常规变电站用光纤电流差动保护装置(专用芯，两端光差），需与金玉变侧保护相配套；对侧栗山牌变考虑新增光纤电流差动保护，采用常规变电站用光纤电流差动保护装置(专用芯，两端光差），需与金玉变侧保护相配套。（2）110kV 母线保护 本站 110kV 母线按照远景规模单母线分段接线型式配置母线微机保护装74、置 1 套，其单元数按远景建设规模配置，要求不少于 9 个单元（4 台主变、4 回出线、1 组分段）。母线保护直接采样、直接跳闸。（3）110kV 分段保护 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 33 本期配置 110kV 充电保护 1 套，采用保护测控一体化装置。分段保护直接采样、直接跳闸。（4）故障录波及网络分析仪 全站统一配置 1 套故障录波及 1 套网络分析仪装置，故障录波装置应记录所有过程层 GOOSE、SV 网络报文、站控层 MMS 报文，具备暂态录波分析功能，网络分析仪具备网络报文分析功能，分析结果上传至站控层监控主机兼操作员站和工程师站。3.1.4 安全自75、动控制装置配置方案 变电站配置 1 套站低频低压减载装置，实现 10kV 出线低频低压减载功能。根据 110kV 接入系统方案，本站 110kV 部分为单母线分段接线方式，进线2 回，金玉-玉潭 110kV 线路做为本站主供电源，金玉-栗山牌 110kV 线路进行热备用，考虑配置 110kV 备用电源自投装置一套。3.1.5 保护及故障信息管理子站系统 本站不配置独立的保护及故障信息管理系统子站，其功能由变电站自动化系统实现。3.1.6 对相关专业的技术要求（1）对电流互感器的要求：110kV 采用常规电流互感器，保护用 TA 选用 P 级；测量和计量共用 TA，选用 0.2S 级；配置合并单76、元实现就地数字化转换，合并单元下放布置在智能控制柜内。10kV 采用常规电流互感器，保护用 TA 选用 P 级，测量用 TA 选用 0.5 级，计量用 TA 选 0.2S 级。电流互感器的二次额定电流设计为 5 安。（2）对电压互感器的要求：采用常规电压互感器，保护、测量共用电压互感二次绕组准确级为 0.5级，计量用电压互感二次绕组准确级为 0.2 级，配置合并单元实现就地数字化转换，合并单元下放布置在智能控制柜内。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 34 110/10kV 电压等级的每段母线电压互感器应提供 2 组 0.5 级二次 TV 绕组供双套变压器保护用、1 组77、 0.2 级供计量用。（3）对断路器的要求 110kV 断路器配 1 组跳闸线圈，1 组合闸线圈。断路器防跳跃回路功能，跳、合闸压力异常闭锁功能由断路器本体机构实现。（4）对保护等装置电源的要求 110kV 线路保护、主变保护等装置采用直流电源，装置电源与操作电源要各自独立。（5）对合并单元、智能终端一体化装置的技术要求 采用分布式多 CPU 处理模式解决高电压等级合并终端一体化的大运算量的问题；采用智能开入和智能开出插件适应现场不同情况的应用需求，智能开入插件可自动适应直流 220/110 伏开入电压，智能开出插件可以灵活配置输出；合一装置以太网光口可以灵活配置发送 IEC61850-9-278、 协议报文以及 GOOSE 报文，提高光口的复用性；端口数据可通过配置实现 SV 和 GOOSE 的共口传输，并保证数据传输可靠性，优化过程层通讯网络架构。（6）对信息交互的技术要求 继电保护设备与站控层设备通信，其标准应采用 DL/T860（IEC61850）。继电保护装置采样值采用点对点接入方式与合并单元通信，其标准应采用DL/T860.92（IEC61850-9-2）。继电保护设备与本间隔智能终端之间通信采用 GOOSE 点对点通信方式。对网络及其设备的技术要求 110kV 及主变过程层 GOOSE 及 SV 共网，测控、计量和故障录波通过过程层中心交换机进行采样。保护直采直跳，不依赖网79、络。3.2 系统调度自动化 3.2.1 现状 长沙地调调度自动化主站现为北京科东CC-2000A调度自动化系统，现运行情湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 35 况稳定，不存在问题。接入该系统的远动规约主要为SC1801、CDT和104等。3.2.2 远动系统（1）调度管理 按照电网统一调度，分级管理的原则，该变电站由长沙地调调度。（2)运行管理 110kV 金玉变电站的管理由长沙供电公司负责，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。（3)远动信息内容 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80、考虑。根据电力系统调度自动化设计技术规程(DL/T5003)、地区电网调度自动化设计技术规程(DL/T 5002)、智能变电站一体化监控系统功能规范 （Q/GDW678-2011）、智 能 变 电 站 一 体 化 监 控 系 统 建 设 技 术 规 范（Q/GDW679-2011）等的要求和各级调度自动化主站的数据需求，满足智能电网调度技术支持系统以及调控一体化运行模式的要求，数据采集内容包括电网运行数据、设备运行信息和变电站运行异常信息。（4）远动设备配置及选型 站内划分安全 I、II 区、III/IV 区，安全 I 区设备与安全 II 区设备之间设置防火墙。I 区数据通信网关机以直采直送方81、式向调度端传送站内实时信息；安全II 区数据通信网关机以直采直送方式向调度端传送站内保护、录波等非实时信息，为调度端提供告警直传、远程浏览和调阅服务等。远动通信设备（I、II 区数据通信网关机）配置需优先采用专用装置、无硬盘型，采用专用操作系统。本站 I 区数据通信网关机双套配置，II 区数据通信网关机与 III/IV 区数据通信网关机单套配置，本期及远景共 4 套装置。计算机监控系统配置的远动设备应满足远动信息采集和传送的要求，应支持调控中心对站内断路器、电动刀闸等设备的遥控操作、保护定值的在线召换和修改、软压板的投退、变压器档位调节和无功补偿装置投切，支持对全站辅助设备的远程湖南长沙宁乡市82、金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 36 操作与控制，并能为调控中心提供远程浏览和调阅服务及变电站全景数据可视化展示功能。远动信息采用调度数据网向多个主站传送，通信规约应与各级调度自动化系统的通信规约相一致，以便实现与调度主站端的通信。（5）远动通道要求 至长沙地调主备用通道均为 2 路调度数据网（2Mbit/s）。（6）相关调度端系统 本工程应考虑长沙地调调度自动化系统接收金玉110kV变电站远动信息主站端所需的数据库扩容和软件修改工作。3.2.3 电能计量系统 3.2.3.1 电能量采集系统现状 长沙地区局电能计量主站为湖南威胜公司 WFECS98+系统。该系统具有无线电、GPR83、S 等多种通信手段，与威胜、东方电子等多家公司的抄表终端兼容。长沙地调计量主站能满足 110kV 金玉变电站的接入要求，不存在问题。3.2.3.2 关口计量系统 本站不配置关口电能计量装置。3.2.3.3 非关口计量系统 按长沙地调对金玉 110kV 变电站电能计量的要求，本期工程设置计量考核点为：主变高低压侧、110kV 线路、10kV 线路、电容器、接地站用变等。a)电能表配置 本站主变高低压侧、110kV 线路均配置 0.5S 级、带 RS485 通信口的数字式智能电度表；10kV 部均配置 0.5S 级、带 RS485 通信口的智能电度表。其中主变高低压侧共配置 2 只电能表，组 1 84、面主变电度表柜；110kV 线路共配置 2 只电能表，就地安装在智能控制柜中；10kV 共配置 21 只电能表，就地安装在10kV 开关柜上。b)电能量远方终端的配置方案 本站配置 1 台电能量数据采集终端，安装于主变电度表柜。电能量数据采集集湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 37 终端以串口 RS485 的方式采集各电能表信息，并将采集到的信息传送至长沙电业局计量主站系统，主备用通道均采用数据通信网方式。电能量数据采集终端应支持通过 DL/T 860 通信标准接入自动化系统。3.2.3.4 相关主站端接口 本工程应考虑长沙地区电能量计量系统接收 110kV 金玉电站85、电能计量信息主站端的接收设备和相应的软件及数据库调整工作。3.2.4 调度数据通信网络接入设备 按照调度关系，110kV金玉电站由长沙地调、宁乡市调控分站调度，调度数据网接入设备按照长沙地调有关要求部署。根据长沙地区调度数据通信网络总体方案要求，本站作为长沙地调接入层的接入点，按照双平面配置要求配置两套调度数据网接入设备。接入长沙地区调度数据网采用两路2Mb/s通道先接宁乡市调控分站汇聚层，再接至长沙地调核心层。3.2.5 二次系统安全防护 本期工程应按照 电力二次系统安全防护总体方案(第九版)的要求配置二次系统安全防护设备。1）横向安全防护 安全区与区之间采用防火墙隔离措施，安全 III 区86、与安全、区之间采用正/反向隔离装置实现强隔离。本站各区信息分布如下：在安全区中，监控主机采集电网运行和设备工况等实时数据，经过分析和处理后进行统一展示，并将数据存入数据服务器（功能由监控主机集成）。区数据通信网关机通过直采直送的方式实现与调度(调控)中心的实时数据传输，并提供运行数据浏览服务。在安全区中，综合应用服务器与辅助设备进行通信，采集电源、计量、消防、安防、环境监测等信息，经过分析和处理后进行可视化展示，并将数据存入数据服务器。区数据通信网关机通过防火墙从数据服务器获取区数据和模型等信息，与调度(调控)中心进行信息交互，提供信息查询和远程浏览服务。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电87、工程 可行性研究报告 38 综合应用服务器通过正反向隔离装置向/区数据通信网关机发布信息，并由/区数据通信网关机传输给其他主站系统；2）纵向安全防护 应采用认证、加密等手段实现数据的纵向安全传输。安全、区接入长沙地区电力调度数据网SPDnet时，应在、区配置纵向加密认证装置，实现网络层双向身份认证、数据加密和访问控制，也可与业务系统的通信网关设备配合，实现部分传输层或应用层的安全功能。3）根据国家电网（2017）1084 号文（国家电网公司关于加快推进电力监控系统网络安全管理平台建设的通知）的要求，本期配置 II 型网络安全监测装置1台。3.3 系统通信 3.3.1 概述 110kV 金玉变为88、新建变电站，根据 110kV 接入系统的方案，金玉变 110kV 线路本期 2 回：玉潭栗山牌 110kV 线路入金玉变线路工程，新建线路长度约为2x1.98km。3.3.2 通信现状 长沙地区电力通信网采用光纤通信作为主要通信方式，地网层 SDH 网络主要采用阿尔卡特或爱立信光传输设备组网，PCM 设备主要采用马可尼或绵阳灵信产品，其网管中心均设在长沙地调。阿尔卡特光纤传输网：按长沙地区最新通信网络规划，2019 年将建设完成以10G、2.5Gb/s 链路为骨干环网及其他 622M/155Mb/s 为支线链路的电路。其中，西部将建成玉潭1通益全民楚沩向阳双凫铺仁寿玉潭1 的 2.5Gb/s 89、电路，此环网在楚沩变接入长沙地区 10Gb/s 链路主网。将要建成的由 622Mb/s 等链路构成的光网络，其中与本工程相关的电路为涌泉山栗山牌玉潭 1 的 622Mb/s 网络。与本工程相关的光缆线路建设情况：根据接入系统的方案，玉潭栗山牌湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 39 110kV 线路入金玉变线路工程，玉潭栗山牌线路已建 1 回 12 芯的 ADSS 光缆，经与长沙局信通公司沟通，光缆运行已超 20 年，损耗严重，备用纤芯不足，如图：玉潭变及栗山牌现有 SDH 设备为阿尔卡特设备，目前运行状况良好，有多余槽位可供扩容光接口板。3.3.3 通道配置 根据金玉90、变调度管理关系以及系统保护和远动专业对通道的要求，有关通道配置如下：（1）调度电话 至长沙地调 1 路（2）调度数据网 至长沙地调 42Mbit/s（3）远动 至长沙地调 经调度数据网（4）电能计量 至长沙供电公司计量中心 数据通信网（5）工业电视 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 40 至长沙地调 经综合数据网（6）综合数据网 至长沙地调 42Mbit/s（7）线路保护 本工程金玉变玉潭变及金玉变栗山牌变线路均配置光纤电流差动保护，采用专用 2 芯（备 2 芯）传输。3.3.4 系统通信方案 为解决本工程的通信需求，按照长沙市电力公司通信网规划的原则，本站通信方式考91、虑以光纤通信为主，才能满足本站至各调度端的各种通信通道的需求。根据本站在电力系统中的地位和作用以及接入系统的电压等级，按照电网运行实行统一调度、分级管理的原则，其调度和管理关系按长沙地调、宁乡县调度分站调度，长沙供电公司管理考虑。根据长沙地区通信网最新规划要求，栗山牌玉潭变原有12芯ADSS光缆保留，其光缆已使用 4 芯，备用芯中 4 芯处于高损状态，1 芯处于中断状态，仅余 2 芯可用，现有备用芯不满足本期工程需要。本工程玉潭栗山牌 110kV 线路 入金玉变，根据长沙 2035 年系统规划情况可知，暂无其他系统变电站接入此金玉变所处相关支线链路中，本期金玉变系统线路光缆建设仅需考虑本站通信92、（含保护通信）业务即可，并预留相关通道通信，本期考虑金玉变玉潭变及金玉变栗山牌变线路光缆按 24 芯 OPGW 光缆建设满足需求。光缆线路：考虑拆除玉栗线沿线现有的 GJ-35 地线 14.4km，新建金玉栗山牌线路沿线新建 24 芯 OPGW 光缆，长度约 10.2km；金玉玉潭线路沿线新建 24 芯OPGW 光缆，长度约 8.2km，形成变玉潭金玉栗山牌新的光缆路由。金玉、栗山牌、玉潭进站部分采用 24 芯普通非金属阻燃光缆，金玉、栗山牌变每根长度暂按0.3km 估算，玉潭变长度暂按 0.6km 估算。传输网络：本工程新建栗山牌变金玉变、金玉变玉潭变的光纤通信链路，传输带宽为 622M，使93、金玉变通过 220kV 玉潭变接入长沙地区光纤通信网络。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 41 玉潭变：扩容传输设备光接口板 2 块，原 ODF 架扩建 ODF-24 的光配单元 1 个。栗山牌变：扩容传输设备光接口板 2 块，原 ODF 架扩建 ODF-24 的光配单元 1个。金玉变：配置阿尔卡特 SDH 光传输设备 1 套，组柜 1 面；绵阳灵信 PCM 接入设备 1 套，组柜 1 面；ODF 配线架 1 套，组柜 1 面；综合配线架（含 DDF/PDF）1 套，组柜 1 面。长沙供电公司：接入设备扩容相应板件 1 套。3.3.5 电话交换系统 本站不配置电话交换94、机，调度电话接至长沙局的调度电话交换机。本站设置 1路市话，供金玉变与公网通信用，并兼做调度通信的备用。配置调度电话 1 部，行政电话 1 部，值守室电话 1 部。本站配置 1 套 IAD 综合业务接入设备。3.3.6 通信电源及动力环境监控 本站不设置单独的通信的机房，通信设备与二次设备统一安装在二次设备室内。本站通信设备由交直流一体化电源系统供电，即直流 220 伏经 DC-DC 变换为48 伏直流给通信设备供电。220 伏蓄电池容量应满足交流输入故障的情况下通信设备不间断供电时间4 小时。通信系统不设独的视频监控和环境监控。光纤通信设备利用本身的网管系统由通信调度端监控。3.3.7 综合95、数据网 为满足国网公司 SG186 工程的建设，考虑本站配置综合数据网络接入设备 1套，按就近原则接入数据通信网汇聚点，网络传输通道采用与地区网现有通道相同方式。4、变电站所址选择 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 42 4.1 选址条件（1）符合电网区域规划，靠近负荷中心；（2）节约用地、不占或少占耕地及经济效益高的土地，尽量减少土石方工程量，减少拆建和障碍物清理工作；（2）与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出；（3）站址应具备运输主变等大件设备的通行条件和可行的进站公路引接路径方案;（4）具有适宜的地质、地形和地貌条件（例如避开断层、滑坡、塌96、陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所），站址应避免选在重要文物或开采后变电站有影响的矿藏地点；（5）宜设在受污源影响最小处；（6）站址标高高出频率为 2洪水位及最高内涝水位；（7）变电站站内地坪宜高于或局部高于站外自然场地标高 0.30.5m;（8）变电站有可靠的给水源，且满足场地排水要求；（9）考虑变电站与周围环境、邻近设施的相互影响。4.2 选址工作简介 4.2.1 选址过程 按照长沙市电网“十二五”规划选址原则，结合 2018 年长沙电网地理接线规划图，并考虑供电负荷情况，2019 年 2 月我院会同长沙宁乡市供电公司、宁乡市地方政府及相关部门对长沙宁乡市金玉 110kV 97、输变电工程的变电站站址进行了现场踏勘，根据金玉工业集中区规划，由于金玉镇总体规划调整已于 2019 年前上报完成，系统规划站址目前尚未在园区一期建设用地控制区内，土地性质仍为基本农田，且园区内已建的道路及厂房布局未预留变电站进线走廊，无法使用。后经过多次现场踏查和协调沟通，综合开发区已建道路和拟建道路、已完成招商引资及在建项目情况，最终确定将变电站站址选定在系统规划站址东南侧约 400米的拟建白龙路与金达路交汇处西南角（许家冲站址），站址位于一期建设用地范湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 43 围内，目前用地性质为建设用地，且宁乡市金玉工业发展投资有限公司承诺在 2098、19年完成站址区域土地征迁和金达路修建工作，给变电站建设提供最大便利。2019 年2月28日在宁乡市政府城乡规划服务办召开的选址选线论证会中也一致同意本站址作为金玉变电站唯一站址。不再进行站址比选，开发区政府对于唯一站址的确认函见附件关于宁乡市金玉 110kV 变电站站址位置确定函。变电站站址位置示意图（相对规划图）湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 44 变电站站址位置示意图（GIS 鸟瞰位置）4.2.2 站址基本情况 变电站许家冲站址位于金玉开发区的东北部，东侧为进站引接道路金达路（待建），金达路往约南 400 米为宁乡主干道玉煤大道。站址地处山丘的东侧山坡处，山体99、为南北走向，站址自然标高在 108120 米之间；站址西高东低。南、北侧有居民房（站址红线外）。拟建站区域植被发育较好，水土保持良好。站址引接的道路为规划的园区金达路，南北走向，北高南低，坡度 i=3.3%。金达路与宁乡主干道玉煤大道相接，接口处标高为 91.50 米，根据道路纵向坡度，拟建场地位湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 45 金达路西侧与变电站进站道路引接处标高约 105 米。进站公路至变电站内环形道路约 22.0m，站内坡顶标高 106.80，拟定坡度约 8.0%。因此变电站场地一次平整设计标高本次拟定为 107.0 米。变电站站址照片 4.2.3 站址土100、地使用情况 站址位于金玉集中开发区的东北角，目前为林地。4.2.4 与城镇规划的关系 站址位于金玉集中开发区的东北角，现园区规划红线内土地已全部调整为建设用地，站址所在位置为规划的变电站建设用地。详见附件回龙埔镇土地总体利用规划 20062020（2016 修订版）4.2.5 矿产资源 站址区域没有可开采价值的矿产资源，对站址安全稳定无影响。4.2.6 历史文物 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 46 经初步踏查，站址地下无文物，无文化遗址、古墓等。4.2.7 邻近设施 经核查，站址对通信无干扰，附近无其他军事设施、通信电台、风景区、飞机场等。4.2.8 站址的拆迁赔101、偿情况 站址权属目前为回龙埔镇金旺村集体用地，金玉开发区目前正在进行征地工作，由开发区负责征地补偿工作，开发区政府对于征地、拆迁的工作安排见及关于宁乡市金玉 110kV 变电站站址位置确定函。4.2.9 出线条件 变电站 110kV 线路采用电缆往东出线过变电站围墙外上塔改架空跨过金达路往南走线，10kV 线路采用电缆往东出线至金达路后沿金达路南北出线，总体来说进出线条件较好。4.3 水文气象 4.3.1 水文条件 宁乡境内有沩水、乌江、楚江、靳江四条主要河流，其中沩水、靳江为湘江一级支流，楚江、乌江是沩水一级支流，黄材水库为全国三大土坝水利工程之一。沩水河，又名“沩水”，古名“玉潭江”，发源102、于湖南省宁乡市的沩山，自西向东流入长沙市区境内，于长沙市望城区的新康乡与高塘岭街道交界处流入湘江，全长144km，流域面积 2750km2，被誉为宁乡市的母亲河。4.3.2 气象条件 宁乡市属中亚热带向北亚热带过渡的大陆性季风湿润气候，四季分明，寒冷期短，炎热期长。全县年日平均气温 16.8，一月日平均 4.5，七月日平均 28.9。年平均无霜期 274 天，年平均日照 1737.6 小时，境内雨水充足，年均降水量 1358.3毫米，年平均相对湿度 81%。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 47 4.4 工程地质 4.4.1 站址区域地质及地震地质 站址区域位于新华夏103、系第二沉降带洞庭湖新华夏系拗陷区西南部，属于宁乡邵阳新华夏系相对隆起区。洞庭盆地以南地区，侏罗纪后，处于相对隆起状态，白垩系仅有小面积分布，燕山期以来，以断裂为重要表现。本带由于受华夏系及东西向构造干扰，行迹断续分布。距站址区最近的断裂主要为青华铺断裂：位于宁乡以西 12km，长约 15km，北东 30延伸。青华铺一带，断裂使第三系泥灰岩重复出现，发生错移达 2km，断面倾向北西，倾角 65，垂直断距 260 米。断裂东盘附近有大片玄武岩，具一定层位，本断裂可能是玄武岩的喷发通道。本条断裂带具多次活动特点，加里东期可能属于华夏系，破坏了泥盆石炭系向斜的东翼，并控制了白垩系的分布，它们附近都具有104、规模较大的新华夏系断裂带通过。根据区域地质资料，站址及附近地质构造及新构造运动发育程度均较弱，场地距断裂具有足够安全距离。本次勘察钻孔中未发现新构造运动的痕迹，区域地质构造处于相对稳定状态，适宜该工程建设。4.4.2 站址不良地质作用及矿产、文物古迹分布情况（1）不良地质作用 根据地质勘察结果及现场地质调查，拟建站址现状条件下未发现不良地质作用。（2）矿产及文物古迹分布情况 站址区域内未发现具有开采价值矿藏分布，也未见明显的含矿地层及采空区。据文物管理部门出具证明：拟选站址范围内地表未发现重大有价值的文物古迹。4.4.3 岩土工程条件 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告105、 48 通过本次勘察，综合区域资料及周边工程勘察资料，查明拟建场地勘探深度范围内揭露的岩土层主要为：第四系坡残积层（Q4dl+el）粉质黏土，下伏基岩为泥盆系 E 泥质粉砂岩。本次勘探深度范围内未揭露，按其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异，进行统一划层，自上而下分述如下：（1）坡残积粉质黏土（Q4dl+el，层号）黄褐色，红褐色，硬塑，干强度韧性中等，切面稍有光泽，无摇震反应，局部含约 15%砾石，浑圆状，母岩成分主要为石英等。该层分布全场分布，揭露层厚 1.25.8m，层顶标高 109.37118.47m。表层 0.3m 为植物层。（2）强风化泥质粉砂岩（层号）红褐色，粉砂质结构，层106、状构造，泥质胶结，岩石节理裂隙发育，岩芯破碎，质软，含少量砾石，岩芯破碎，呈碎块状、块状。该层全场分布，局部以透镜体形式夹于中风化中，揭露厚度 1.26.2m，层顶标高 103.1117.27m。（3）中风化泥质粉砂岩（层号）红褐色，粉砂质结构，层状构造，泥质胶结，岩石节理裂隙稍发育，岩芯较完整，呈柱状、短柱状，为软岩。改层全场分布，未揭穿，揭露厚度 6.616.0m，层顶标高 101.4112.3m.4.4.4 场地水文地质条件（1）地下水 根据地层岩性、岩层组合及地下水赋存条件，拟建场地内地下水类型主要为第四系上层滞水和基岩裂隙水。第四系上层滞水：主要赋存于表层粉质黏土中，主要由大气降水补107、给，水量贫乏，季节变化性很大，本次勘测期间未观测到上层滞水水位。基岩裂隙水：主要赋存于泥质粉砂岩中，以大气降水及上层滞水下渗方式补给和排泄。水量大小主要受构造、裂隙发育程度影响和控制。本次勘测期间，根据简易水文观测，未观测到稳定统一的地下水水位，地下水对施工影响较小。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 49（2）防洪排涝 拟建场地地势相对周边较高，据调查，站址区域近未发生过洪涝，因此洪涝对站址影响较小。4.4.4 结论及建议（1）拟建站址内均未见岩溶、塌陷、滑坡、活动断裂等不良地质现象，场地相对稳定，适宜本工程建设。（2）拟建场地抗震设防烈度 6 度，设计基本地震加速度108、值为 0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别为类，属于中硬场地土，设计特征周期 0.35s，为对建筑抗震一般地段，宜结合拟建筑和场地的具体情况综合考虑后采取相应的结构和构造措施。（3）根据拟建筑物的工程特性和场地工程地质条件，本拟建工程的基础型式建议采用天然基础形式，以中风化泥质砂岩岩作为基础持力层。（4）依据实验分析，场地内地土壤对钢结构和砼结构中的钢筋具微腐蚀性；建议依据工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046）相关规定做防腐处理。4.5 土石方 根据变电站站址标高与周边道路相协调的原则，并充分考虑站区的场地土石方综合平衡要求，初步拟定场地设计标高为 107.0 米。由于场地自然高差较大109、，且受接引道路标高的限制，本工程有较大的挖方，边坡工程量。序号 指标名称 单位 方案一 方案二 1 站址一次场平土石方工程量，挖方/填方 m3 42350/0 45100/0 2 植草边坡（红线外）土石方工程量，挖方/填方 m3 16800/0 19800/0 3 二次场平、基础土石方工程量，挖方/填方 m3 6000/0 6000/0 4 弃土工程量/购土工程量 m3 65150/0 70900/0 5 围墙长度 m 274 299 6 毛石混凝土挡土墙（红线外）m3 0 0 7 植草边坡（红线外）m2 2700 3000 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 50 注110、：1、开发区政府对于征地、拆迁的工作安排见及关于宁乡市金玉 110kV变电站站址位置确定函。一次场平（含弃土）、植草边坡土石方（含弃土），植草护坡由开发区负责，费用不再本工程内开列。4.6 进站道路和交通运输 4.6.1 进站道路 进站道路从金达路引接，长度约 15 米。4.6.2 大件设备运输 主变及大件设备可将长沙市火车站作为卸车点后经高速至宁乡收费站下，再经玉煤大道运至变电站现场。4.7 施工电源 施工电源考虑由变电站南侧约 500 米的玉煤大道北侧绿化带 10kV 金兴线P101 杆 T 接引入，新建 10kV 线路长度约 0.5km。4.8 防洪 站址地势较高，附近均无大江大河，无需111、考虑防洪。4.9 站址环境 站址周边无大的污染源，站址区域均属 D 级污秽区。4.10 通信干扰 变电站的建设、运行不会对周边通信设施产生大的不利影响。4.11 施工条件（1）施工电源：本工程施工电源由变电站南侧约 500 米的玉煤大道北侧绿化带 10kV 金兴线 P101 杆 T 接引入供电，远景作为变电站外接站用电源。（2）供水：采用接园区自来水方式解决生活和施工用水的要求。（3）通信：市话通讯可以从站址附近通讯线上引接，供施工期间使用。（4）主要吊装方案和机具配备 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 51 本变电所大件设备只有变压器，变压器采用滚拉就位法。但在本工112、程施工中倍加注意的是，必须严格按国家“电气装置安装工程电力变压器、电抗器、互感器施工及验收规范”进行施工安装，以确保施工安装质量、安全可靠，如期投产。为满足起吊安装要求，拟采用以下起吊机具。8t 汽车吊 2 台 16t 汽车吊 1 台；25t 或 30t 汽车吊(或覆带吊)1 台。5、变电站工程设想 5.1 工程概况 金玉 110kV 变电站按智能化变电站模块化建设设计。主变建设规模：远期规模 463MVA，本期规模 163MVA；110kV 出线回路数：远期按 4 回设计，本期 2 回；10kV 出线回路数：远期按 64 回设计，本期上 17 回，预留 47 回；本期建设 2组电容器，容量 113、6+4Mvar，并预留 6 组电容器安装位置。总平面布置：本次拟建变电站地处金玉工业集中区，用地较为紧张，受前期规划和已建道路和厂房影响站址选择较为困难，本站址是在与政府等相关部门多次现场踏查刷选后才确定的唯一站址，站址受工业园区用地性质控制线和地形等因素影响，户外布置方案难以实施，在选址会议中政府部门也多次提出要求采用户内布置方案。此外结合工业园区招商引资的不确定性，其远期建设后园区污秽等级情况不明了，存在局部高污秽等级条件的可能，因此，本次设计只考虑户内布置方案。综合现场实际情况和通用设计提出以下两个方案。方案一（推荐方案）：本方案为全户内布置方案，配置局部两层的生产综合楼一栋。其中 11114、0kV 配电装置采用户内 GIS 布置在一层南部，电缆进出线；10kV 配电装置布置在一层东部，电缆进出线；主变布置在综合楼一层西部，高压侧电缆进线，低压侧共箱母线出线；电容器室、二次设备室、蓄电池室等布置在综合楼东部湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 52 二层。进所公路由站区东南侧进入变电站。方案二：本方案为全户内布置方案，配置一层的生产综合楼一栋。其中 110kV配电装置采用户内 GIS 布置在西南部，电缆进出线；10kV 配电装置布置在东部中间，电缆进出线；主变布置在综合楼一层西部中间，高压侧电缆进线，低压侧共箱母线出线；电容器室布置在北侧；二次设备室、蓄电池室115、等布置在东南部。进所公路由站区东南侧进入变电站。5.2 电气一次 根据变电站设计规模及选址情况，参考国网湖南省电力有限公 35220kV 变电站模块化建设通用设计实施方案 35110kV 变电站分册（2019 年版），本工程设计选取方案一以通用设计 A2-5 方案为基本模块，方案二以通用设计 A2-4 方案为基本模块，再根据工程的实际情况进行调整优化。5.2.1 与通用设计的差异 表 5.21 金玉 110kV 变电站与通用设计差异一览表（方案一）序序号号 项目 本工程方案一 项目 本工程方案一 通用设计方案 通用设计方案（A2-5）（A2-5）差异分析 差异分析 1 围墙内占地面积 0.43116、50 公顷 0.3990 公顷 受进站道路方向和现状条件影响，调整了消防水池和附属用房位置，面积增加0.036 公顷 2 主变型式及数量 本期 163MVA，远期 463MVA。本期 263MVA，远期 463MVA。本期规模不同 3 10kV 出线规模 本期 17 回，远期 64回，电缆出线。本期24回，远期64回，电缆出线。本期规模不同 4 110kV 电气主接线 本期、远期均采用单母线分段接线 本期、远期均采用单母线分段接线 本期规模不同 5 10kV 电气主接线 10kV 本期采用单母线接线、远期采用单母线四分段接线 10kV 本期采用单母线分段接线、远期采用单母线四分段接线 本期规模117、不同 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 53 6 接地变及站用变 本期 10kV 接地变兼站变一台，外接站用变一台。远期两台接地变，均采用消弧线圈接地装置。本期两台接地变兼站用变，远期四台接地变，均采用消弧线圈接地装置。受建设规模限制，本期#2 站用变采用外接电源。7 功能房间 设置有蓄电池室、工具室、资料室和卫生间 设置有蓄电池室、工具室、资料室和卫生间 无差异 表 5.22 金玉 110kV 变电站与通用设计差异一览表(方案二）序序号号 项目 本工程方案二 项目 本工程方案二 通用设计方案 通用设计方案（A2-4）（A2-4）差异分析 差异分析 1 围墙内占地面积118、 0.4845 公顷 0.4845 公顷 无差异 2 主变型式及数量 本期 163MVA，远期 463MVA。本期 263MVA，远期 463MVA。本期规模不同 3 10kV 出线规模 本期 17 回，远期 64回，电缆出线。本期 24 回，远期 64回，电缆出线。本期规模不同 4 110kV 电气主接线 本期、远期均采用单母线分段接线 本期、远期均采用单母线分段接线 本期规模不同 5 10kV 电气主接线 10kV 本期采用单母线接线、远期采用单母线四分段接线 10kV 本期采用单母线分段接线、远期采用单母线四分段接线 本期规模不同 6 接地变及站用变 本期 10kV 接地变兼站变一台，外119、接站用变一台。远期两台接地变，均采用消弧线圈接地装置。本期两台接地变兼站用变，远期四台接地变，均采用消弧线圈接地装置。受建设规模限制，本期#2站用变采用外接电源。7 功能房间 设置有蓄电池室、工具室、资料室和卫生间 设置有蓄电池室、工具室、资料室和卫生间 无差异 5.2.2 110kV 电气接线 方案一：110kV 本期、终期均采用单母线分段接线。方案二：同方案一。5.2.3 10kV 接线 方案一：10kV 本期采用单母线接线，终期采用单母线断路器四分段接线。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 54 金玉变位于金玉工业集中产业园规划区内，主变低压侧采用 10kV 电缆120、出线，本期 17 回出线间隔（其中含外接站用变电源进线过渡用开关柜 1 台），远景 64 回。按宁乡公司配网规划，金玉变建成后近期将配套新建 10kV 出线 13 回，且经与配网规划人员沟通，金玉变近区受出线走廊影响，考虑全部电缆出线至过临近一至两个道路交叉口后再分别逐步改架空出线，14 回出线中暂按平均每回 2km 电缆+2km 架空线路考虑，变电站 10kV 每回出线电缆型号按 1 根 YJV22-10-3300 考虑。本次设计参考其意见按每回含电缆 2km+架空线 2km 考虑，出线按每段终期 16 回出线考虑。计算电容电流情况如下。10kVI 段母线上电缆线路电容电流：Ic=1.16I121、=1.1674.32=86.22A 架空线路部分因总长度较短，电容电流比较小，可忽略不计。根据 DLT 6201997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合第 3.1.2 条规定：3kV10kV 电缆线路构成的系统，当电容电流大于 30A 又需在故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。消弧线圈的容量：Q=KIcUe/3=1.3586.2210.5/3=671.98kVA，本站设备选型结合通用设备和通用设计情况，消弧线圈容量选择 1000kVA，另因本期配套的接地变需兼做站用电，其接地变容量选择1200kVA。方案二：同方案一。5.2.4 高压配电装置型式选择 1)110kV 配电装置 方案一：采122、用户内 GIS 单列布置，电缆出线。方案二：同方案一。2)10kV 配电装置 方案一：采用户内中置式开关柜双列布置，电缆出线。方案二：同方案一。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 55 5.2.5 全站电气总平面布置方案 方案一：本方案电气总平面布置力求紧凑合理，出线方便，减少占地面积，节省投资。参照国网湖南省电力有限公司35220kV变电站模块化建设(2019版)A2-5方案为基本模块设计，采用户内 GIS 布置方案，并根据工程规模与现场场地条件和进出线条件情况，对变电站总平面布置进行了调整优化。本方案变电站围墙内占地约为 6.52 亩（长 87 米宽 50 米），设123、置有局部两层的生产综合一栋,110kV 配电装置采用户内 GIS 布置在一层南部，电缆进出线；10kV配电装置布置在一层东部，电缆进出线；主变布置在综合楼一层西部，高压侧电缆进线，低压侧共箱母线出线；电容器室、二次设备室、蓄电池室等布置在综合楼东部二层。进所公路由站区东南侧进入变电站。在综合配电楼内设置资料室及工具间等，在消防泵房区设置有警传室和卫生间。方案二：本方案参照国网湖南省电力有限公司 35220kV 变电站模块化建设(2019版)A2-4 方案为基本模块设计，采用户内 GIS 布置方案，并根据工程规模与现场场地条件和进出线条件情况，对变电站总平面布置进行了调整优化。本方案变电站围墙内124、占地约为 7.27 亩（长 102 米宽 47.5 米），设置有一层的生产综合楼一栋。其中 110kV 配电装置采用户内 GIS 布置在西南部，电缆进出线；10kV 配电装置布置在东部中间，电缆进出线；主变布置在综合楼一层西部中间，高压侧电缆进线，低压侧共箱母线出线；电容器室布置在北侧；二次设备室、蓄电池室等布置在东南部。进所公路由站区东南侧进入变电站。在综合配电楼内设置资料室、卫生间及工具间等。5.2.6 方案比较 本次设计两个方案的差异主要在总平面布置和建筑结构方面，具体对比见下表：表 5.23 变电站电气平面布置及配电装置方案对比表变电站电气平面布置及配电装置方案对比表 湖南长沙宁乡市金125、玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 56 项目 方案一 方案二 差异 围墙内占地面积 6.52 亩 7.27 亩 方案一优于方案二 总平面布置 变电站围墙长87米，宽50米，土地征迁和场地平整可在不拆房屋情况下实现 变电站围墙长 102 米，宽47.5 米，土地征迁和场地平整必须在拆房屋情况下实现 方案一优于方案二 建筑面积 2526m2 2146.8m2 方案二优于方案一 综合楼结构 局部双层结构+地下电缆夹层 单层结构+地下电缆夹层 方案二优于方案一 本工程两个设计方案的技术经济比较表如下：技术经济比较表 技术经济比较表 工程或费用 方案一 方案二 安装部分概算 设备购置费 121126、1 1211 安装工程费 442 442 土建部分概算 建筑工程费 1851 1599 场地征用费 256 379 工程静态总投资 4289 4142 投资差 方案一比方案二高 147 万元 根据以上内容，两个方案比较如下：（1）占地面积 方案一围墙内占地面积 6.52 亩，方案二围墙内占地面积 7.27 亩，方案二占地比方案一多 0.7425 亩。（3）总平面布置 方案一变电站围墙长只有 87 米，其场地征迁可在不拆迁站址南北两侧房屋情况下完成，拆迁阻工风险少。方案二变电站围墙长有 102 米，其场地征迁必须拆迁站址南北两侧至少一栋房屋情况下才能完成，拆迁阻工风险大。（3）建筑结构 湖南长沙127、宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 57 方案一为局部双层结构，结构较为复杂，后期维修和维护相对不便。方案二为单层结构，结构相对较简单，维修维护较为方便。（4）投资对比 方案一工程总静态投资 4289 万元；方案二工程总静态投资 4142 万元。方案一比方案二多投资 147 万元。经过上述综合技术经济比较可知虽然方案二投资比方案一要节省，但因征地牵涉到房屋拆迁工作，阻工风险和征地补充变数大，方案一综合实施可行性较方案二优异，因此，本项目设计推荐方案一。5.2.7 主要电气设备选择 按前述系统计算金玉变 110kV 母线短路电流为 12.3kA，10kV 分段运行情况下短路电流为128、 17.71kA，两台主变并列运行时短路电流为 31.32kA。结合国网通用设备应用目录，本次 110kV 额定短路开断电流按 40kA、10kV 额定短路开断电流按31.5kA 考虑。本工程各级电压配电装置主要设备均选用推广类通用设备和国网公司集中规模招标标准物料。按照湖南省污区分布图，站址目前为 D 级污秽区，考虑所址周围环境及工业企业布局，本站户外设备爬电距离按31 毫米/kV 考虑，户内设备按瓷质外绝缘爬电距离25 毫米/kV 变电站海拔 1000 米以下，电气设备抗震校验烈度为 6 度，具体选择如下：1）主变压器 项目 参 数 型式 采用三相双绕组自冷有载调压油绝缘变压器 容量 63129、MVA 额定电压 11081.25%/10.5kV 接线组别 YN,d11 阻抗电压 Uk=17%冷却方式 自然油循环自冷 ONAN 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 58 套管 TA 高压侧中性点套管 150/5A，5P30/5P30 主变压器采用户内水平分体布置，高压侧采用电缆进线，低压侧采用架空矩形母线桥连接至穿墙套管后再由封闭母线桥进线至 10kV 开关柜。主变智能化实现方案如下：每台主变设置 1 面智能控制柜，内含 1 套智能组件，就地安装。柜内智能组件完成中性点电流、温度等非电量信息采集及数字化处理、本体非电量保护、实现有载开关调节控制，信息处理后上传至过130、程层网络，并接受下行命令。2）110kV 设备 110kV 采用户内 GIS 设备，进出线均采用电缆出线。根据短路电流计算结果该部分短路电流水平，110kV 设备额定开断电流为40kA，动稳定电流峰值为 100kA。110kV 主要设备选择结果见表。110kV 主要设备选择结果 设备名称 型式及主要参数 备注 设备名称 型式及主要参数 备注 110kV GIS 配电装置 主母线 载流量 3150A，单母线，三相共箱式 110kV 主变进线间隔 断路器 QF：Un=126kV，In=3150A，Ik=40kA，电缆进线 隔离开关 QS：Un=126kV，3150A，40kA/3s，2 组 接地开131、关 QSE：126kV，40kA/3s，3 组 电流互感器 CT：600-1200/5A，5P30/5P30/0.2S/0.2S，3 台，12 个绕组 带电显示装置 VD：A，B，C 相各 1 只 110kV 出线间隔 断路器 QF：Un=126kV，In=3150A，Ik=40kA，电缆进线 电流互感器CT：800-1600/5A，5P30/0.2S，3 台，6 个绕组 隔离开关QS：Un=126kV，3150A，40kA/3s，100kA，2 组 接地开关 QSE：40kA/3s，2 组 快速接地开关 FQSE：40kA/3s，1 组 电压互感器：110/3/0.1/3kV，1 台（仅 A132、 相）湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 59 带电显示装置 VD：A，B，C 相各 1 只 110kV 分段间隔 断路器QF：Un=126kV，In=3150A，Ik=40kA 分合闸线圈直流电压220V，1 台 电流互感器CT：800-1600/5A,5P30/0.2S，3 台，6 个绕组 隔离开关 QS：Un=126kV，3150A，40kA/3s，2 组 接地开关 QSE：40kA/3s，2 组 110kV 母线设备间隔 隔离开关 QS：Un=126kV，1250A，40kA/3s，1 组 快速接地开关 FQSE：40kA/3s，1 组 电压互感器：（110/3133、）/（0.1/3）/（0.1/3）/（0.1/3）/0.1kV，3 台 避雷器，102/266kV，附在线监测仪，3 台 3)10kV 设备 根据短路电流计算结果该部分短路电流水平，本部分所有电气设备均按不小于31.5kA 进行选择：10kV 主要设备选择结果 设备名称 型式及主要参数 本期数量 并联电容器 框架式，10kV，6Mvar 1 组 并联电容器 框架式，10kV，4Mvar 1 组 接地兼（站用）变/消弧 DKSC-1200/10.5-200/0.4，消弧线圈容量：1000kVA 1 套 外接站用变 户内干式箱型，SCB13-200kVA，102.5%/0.4kV 1 台 避雷器 134、氧化锌，17/45 3 台 开关柜 主进断路器 12kV 4000A 40kA 1 面 出 线 12kV 1250A 31.5kA 17 面 电 容 12kV 1250A 31.5kA 2 面 PT 避雷器 12kV 2 面 接地兼（站用）变柜 12kV 1250A 31.5kA 2 面 分段隔离 12kV 4000A 1 面 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 60 5.2.8 导体选择 5.2.8.1 导体选择原则 110kV 线路导线进线及主变进线均采用电缆方式，10kV 侧进线采用封闭母线桥。导体选择的原则为：（1）母线的载流量按最大穿越功率考虑，按发热条件校验135、。（2）各级电压设备间连线按回路通过最大电流考虑，按发热条件校验。（3）110kV 出线回路的导体截面按不小于送电线路的截面考虑。（4）主变压器进线载流量按额定容量计算，低压侧母线载流量按主变压器低压侧最大负荷计算，高压侧按经济电流密度选择。5.2.8.1 导体选择 电压（kV）回路名称 回路电流（A）选用导体 控制条件 导体根数型号 载流量（A）（修正值）110 母线 1058 由设备厂家明确 3150A 由载流量控制 主变进线 348 LGJ-300/25 YJLW03-64/110-1400 625/512 由载流量控制 10 主变进线 3638 封闭母线桥：4000A 4000 由载流136、量控制 母线 3638 3（TMY-12510）3831 由载流量控制 电容器回路 4000kvar 286 YJV22-8.7/15-3240 421 由载流量控制 6000kvar 429 YJV22-8.7/15-3300 455 接地变回路 70 YJV22-8.7/15-3120 290 由热稳定校验控制 5.2.9 接地网型式 5.2.9.1 接地（1）土壤电阻率分析 根据实测结果，整个变电所区内的电性分层为 3 层：第一层为粉质黏土层，深度范围为 03m，s 在 400700 m；第二层为强风化泥质粉砂岩层，深度范围为 36m，s 在 200380 m；第三层为中风化泥质粉砂岩层137、，深度范围为湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 61 10m以下，s在50100 m。而因本次站址场地平整为挖方区开挖深度在213m，挖方区深度超过 6 米的约占 72%，即在站址场平完成后地表处于勘测的第二层与第三层地质条件，且第三层地址区占 72%以上，接地网土壤电阻率在 50380 m 之间，由于场地尚未平整，暂无法得知场地平整后的实测值，本次设计暂按为 150 m土壤电阻率进行设计和计算。（2）接地极及接地线截面选择 接地装置由设备接地引线及地网接地体组成，本站按照地勘报告关于“场地环境水和土腐蚀性评价”得知，其土壤对钢结构具微腐蚀性。且本暂未全户内 GIS变电138、站，参照国网湖南电力建设部关于印发变电工程设计以及设备和施工补充技术规定，本站主接地网拟选用铜排，接地极选用铜镀钢接地棒，室内接地网选用热镀锌扁钢进行敷设。根据规范的要求，按照热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地线最小截面应符合以下公式：根据热稳定条件，未考虑腐蚀时，接地线的最小截面满足以下公式要求：djdjdtCIs 分别计算铜和钢的最小截面要求分别为 41mm和 124mm，考虑腐蚀性影响和系统发展的不确定性，本次计主地网考虑采用-304 的扁铜，室内地网用-506 的热镀锌扁钢进行敷设，接地极选用 2.5m 长 16 铜镀钢接地棒。（3）变电站入地短路电流的计算 交流电气装置的接地设计规范(G139、B50065-2011)中入地短路电流的计算公式为：1)(ImfgSInaxI 2fgInSI 式中：Ig接地短路电流，即通过接地网进行散流的电流（A）；axIm变电站内发生接地故障时的最大接地故障对称电流有效值（A）；In变电站内发生接地故障时流经其设备中性点的电流（A）；湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 62 1fS、2fS分别为站内、外发生接地故障时的分流系数。该变电站最大短路电流为axIm=12.3kA，考虑返回变压器中性点的短路电流为In为 15%axIm，则In=12.3kA15%=1845A。1fS为变电站内短路时，与变电站接地网相连的所有避雷线工频分流140、系数，其值取 0.5；2fS为变电站外短路时，与变电站接地网相连的所有避雷线工频分流系数（仅用于变电站有内变压器中性点接地的所外短路），其值取 0.1。则计算用的接地短路电流为：1)(ImfgSInaxI=（12300-1845）0.5=5227.5（A）2fgInSI=18450.1=184.5（A）上式取较大值作为接地短路电流。故本站接地入地短路电流为 5227.5（A）。（4）变电站接地允许值计算 IR/2000=2000/5227.5=0.383 其中 I 为入地短路电流。由于本站接地短路电流为 5227.5A4000A，为大接地短路电流系统，工频接地电阻允许值可按 R0.5考虑。（5141、）接地计算 1）接地电阻计算 根据站址地势情况及周围环境设计考虑采用全站敷设复式不等距接地网的接地措施。在敷设接地网时，应尽可能的利用建筑物和周围的水井等一些自然接地体，以降低接地电阻。按照交流电气装置的接地设计规范(GB50065-2011)，不等间距布置接地网时接地电阻按下式计算：=1.0877。式中：为土壤电阻率（m）；、分别为接地电阻的埋深、形状、网孔数目、导湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 63 体根数和导体直径对接地电阻的影响系数，可分别由下列各式计算：=0.994=0.9718=1.0434=1.0318=1.0016 式中：L1、L2接地网的长度和宽度142、（m），分别为 86m 和 49m；N1、N2长宽方向布置的导体根数，分别为 7 根和 11 根；m接地网的网孔数目。由下式计算：m=（N1-1）（N2-1）h接地体埋地深度，本次取 0.8m；d接地体等效直径，（扁铜：b(宽度)/2）由上可知，站内采用水平复合接地网接地电阻为 1.08770.5工频接地电阻允许值，不满足要求，需要考虑降阻。由前述可知，站址土壤电阻率分层布置，越深处电阻率越低，因此可考虑增设深井接地极进行降阻。按照地勘资料和土建土方平整设计，在场地开挖平整后，变电站按表层平均土壤电阻率 150 m，覆盖层厚度 5 米，深层土壤电阻率 50 m考虑，在站区西北角和东南角各设置 143、30 米深井接地极共 2 座，接地体直径 0.15米，根据交流电气装置的接地设计规范设计规范中附录 A 中的计算方法：)18(ln2dllRv 式中：Rv垂直接地极的接地电阻，；土壤电阻率，.m，本次按实测值取 50 m；l垂直接地极长度，m；d接地极的直径或等效直径，m。将接地深井相关参数带入公式，计算单个深井接地极接地电阻为 1.774。与湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 64 水平接地网并联后的复合接地网接地电阻值为 0.4886，小于 0.5工频接地电阻允许值，满足要求。2）接地网的接触、跨步电势 当在变电站发生接地短路时地电位为：ngIRU5227.50.4144、886=2554V 接触电势 接地网地表面最大接触电位差：gttUKUmaxmax 式中：maxtU最大接触电位差，V；maxtK最大接触电位差系数。tstnttLthtdtKKKKKKKmaxmax 式中各系数依次为对最大接触电位差的等效直径、埋深、形状、网孔数和根数影响细数。6522.0401.0dKtd1.4521 d=0.015 5095.0257.0hKth0.1661 h=0.8)/(002.0168.012LLKtL0.1669 L1=86，L2=49)(12LL 32max/021.240837.2mKt18.4978 m=(11-1)(7-1)=60)/(132.0217.0145、021.012/12nnKnntn0.0856 n1=11，n2=7)(12nn 8410.0054.0SKts1.2178 S=4214 式中：n1沿长方向布置的均压带根数；n2沿宽方向布置的均压带根数；m接地网孔数，其中)1)(1(21nnm；h水平均压带的埋设深度；L1、L2接地网的长度和宽度。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 65 最大接触电位差系数：tstnttLthtdtKKKKKKKmaxmax0.0776 最大跨步电位差：gttUKUmaxmax0.07762554=198.26V 允许最大接触电位差：最大接触电位差maxtU允许最大接触电位差tU，满146、足要求。跨步电势：接地网地表面最大跨步电位差：gssUKUmaxmax 式中：maxsU最大跨步电位差，V；maxsK最大跨步电位差系数。sssnssLshsdsKKKKKKKmaxmax 式中各细数依次为对最大跨步电位差的等效直径、埋深、形状、网孔数和根数影响细数，且 364.0574.0dKsd0.4162 d=0.015 2789.2864.383heKsh21.109 h=0.8)/(011.0741.012LLKsL0.7347 L1=86，L2=49，)(12LL mKs/072.1056.0max0.0739 m=(11-1)(7-1)=60 1212/234.0849.0nns147、nK1.0920 n1=11，n2=7 )(12nn SKss/08.107.00.0866 S=4214 式中：n1沿长方向布置的均压带根数；n2沿宽方向布置的均压带根数；m接地网孔数，其中)1)(1(21nnm；h水平均压带的埋设深度；湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 66 L1、L2接地网的长度和宽度。最大跨步电位差系数：sssnssLshsdsKKKKKKKmaxmax0.0451 最大跨步电位差：gssUKUmaxmax0.04512554=115.2(V)允许最大跨步电势：最大跨步电位差maxsU允许最大跨步电势，满足要求。因此，本次方案一接地设计考虑采用148、水平接地网加 2 座 30m 深井接地体组成的复合接地网作为本站主接地网。此外，因变电站各区域土壤电阻率不同，场平后站址表层土壤电阻率会有所变化，故计算值与实测值会存在偏差，在采用上述降阻措施的同时为增强散流效果，本站局部换填土壤电阻率较低的优质粘土，待主接地网施工完毕后，施工单位实测接地电阻，根据实测接地电阻值，如不满足要求，再由设计进一步考虑降阻方案，并根据实测值采取进一步处理措施，以保证变电站内人员安全。5.2.10 过电压保护及绝缘配合 电气设备的绝缘配合，参照国家标准 GB11032-2000交流无间隙金属氧化物避雷器、GB/T 50064-2014交流电气装置的过电压保护和绝缘配合149、设计规范确定的原则进行选择。经查询湖南电网地闪密度分布图，本站站址所处区域地闪密度约为 60 天/年，根据湖南省电力公司基建2010244 号文关于明确 35kV220kV 新建工程进出线间隔加装避雷器的通知 的要求，“变电站所在地区年平均雷暴日数大于等于50 日，110kV 和 220kV 进出线间隔应加装避雷器”、“线路进出线路走廊在距变电站 15km 范围内穿越雷电活动频繁（平均雷暴日数大于等于 40 日）的丘陵或山区的进出线间隔必须加装避雷器”。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 67 因本站为全户内站，110kV 进线为先架空走线至变电站临近后再改电缆接入，根150、据 GB/T 50064-2014，5.4.14 条款要求，本方案考虑在 110kV 架空线与电缆连接处设置氧化锌避雷器（避雷器接地端应与电缆的金属外皮连接），站内在 110kV 母线装设避雷器，110kV GIS 电缆出线侧不再装设避雷器。为防止雷电侵入波对主变压器和其它电器设备的危害，在主变中性点及主变低压侧上装设氧化锌避雷器。在 10kV 母线、出线侧均装设避雷器，以防止雷电波的感应电压在低压开路时，危及低压绕组绝缘。10kV 并联电容器装设氧化锌避雷器以防止操作过电压。5.2.10.1 110kV 绝缘配合（1）110kV 避雷器的选择 110kV 氧化锌避雷器按国标交流无间隙金属氧化151、锌避雷器进行选择，其主要技术参数列于下表：110kV 氧化锌避雷器选择表 避 雷 器 类 别 站内避雷器 额定电压(kV，RMS)102 最大持续运行电压(kV，RMS)79.6 操作冲击 2kA 残压(kV，Peak)226 雷电冲击 10kA 残压(kV，Peak)266 陡波冲击 10kA 残压(kV，Peak)297（2）110kV 电气设备的绝缘水平 110kV 绝缘配合以氧化锌避雷器雷电冲击 10kA 残压为基准，配合系数取不小于 1.4。110kV 电气设备的绝缘水平见下表：110kV 电气设备的绝缘水平表 设备名称 设备耐受电压值 雷电冲击保护水平配合系数 雷电冲击耐压（kV，152、峰值）1min 工频耐压（kV，有效值）全波 截波 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 68 内绝缘 外绝缘 内绝缘 外绝缘 主变压器 480 450 530 200 200 全波:450/266=1.69 截波:530/297=1.79 其他电器 450 450 530（TA）185 200 断路器断口间 450 450 185 200 全波:450/266=1.69 隔离开关断口间 450 450 185 200 全波:450/266=1.69 5.2.10.2 10kV 及主变中性点绝缘配合（1）10kV 避雷器的选择 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合第 4153、.2.6 条所述，当“变压器高低压侧接地方式不同时，低压侧宜装设操作过电压保护水平较低的避雷器”。主变压器 10kV 侧配置 YH5WZ17/45 型氧化锌避雷器，其主要技术参数列于下表：表 3.33 10kV 氧化锌避雷器选择表 避 雷 器 类 别 站内避雷器 避雷器额定电压(kV，RMS)17 持续运行电压(kV，RMS)13.6 雷电冲击 5kA 残压(kV，Peak)45 陡波冲击 5kA 残压(kV，Peak)51.8 操作冲击 250A 电流下残压(kV，Peak)38.3（2）10kV 电气设备及主变压器中性点的绝缘水平 10kV 电气设备及主变压器中性点的绝缘水平见下表：10k154、V 电气设备及主变压器中性点的绝缘水平表 设备名称 设备耐受电压值 雷电冲击耐压（kV，峰值）1min 工频耐压（kV，有效值）全波 截波 内绝缘 外绝缘 内绝缘 外绝缘 主变压器低压侧 75 75 85 35 35 主变压器中性点 250 250 250 95 95 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 69 断路器断口间 75 75 30 42 隔离开关断口间 75 42 其他电器 75 75 30 42 5.2.10.3 电气设备外绝缘要求 本站为全户内变电站，户内设备按瓷质外绝缘爬电距离25 毫米/kV，变电站海拔 1000 米以下，电气设备抗震校验烈度为 6 度155、考虑。5.2.10.4 绝缘子串型式选择 本工程为全户内站，110kV 部分采用户内 GIS 组合电气，10kV 部分采用户内开关柜成套装置，无绝缘子串。5.2.10.5 防直击雷保护 本工程为全户内型，110kV 及 10kV 出线全部为电缆。考虑在 110kV 和 10kV 母线上设有避雷器以防止雷电侵入波引起感应过电压。户内变电站屋顶采用全钢屋面，根据 建筑物防雷设计规范：“除第一类防雷建筑物外，金属屋面的建筑物宜利用其屋面作为接闪器。”因此，户内方案不再单独设置防直击雷保护措施。屋面每隔 10-20m 设引下线接地。屋顶上的设备金属外壳、电缆金属外皮和建筑物金属构件均接地。上述接地引下156、线应与主接地网连接，并在连接处加装集中接地装置。其地下连接点至变压器及其他设备接地线与主接地网的地下连接点之间，沿接地体的长度不得小于 15m。5.2.11 站用电及照明 5.2.11.1 站用电系统 变电站 10kV 侧远景设计两台户内布置 1200kVA 干式接地变兼站用变，其中站用变容量均为 200kVA，两台干式接地变兼站用变分别接入 10kV段和段母线。因本期只上一台主变，需自站外引入一回 10kV 外接站用电源，并设置一面站用变出线柜（终期作为消弧线圈接地变出线柜）。本期站用变配置为：1#站用变由 10kV段接地变消弧线圈成套装置兼站用变实现，站用变容量为 200kVA；2#站用变157、采用外接电源接入，配置 200kVA 户内干式湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 70 站用变 1 台，按内审意见，本次外接站用变开关柜（含线路柜 1 台、PT 柜 1 台、接地变柜 1 台）布置在 10kV IV 段预留场地，站用变布置在 4#消弧线圈接地变成套装置处。为提高供电可靠性，站用电采用交直流一体化电源系统，2 台站用变互为备用，全容量备用。交流站用电系统采用三相五线制接线，380/220V 中性点接地系统。站用电接线采用按站用变压器划分的单母线接线。正常供电时两段分列运行，采用自动转换装置实现两个进线电源的自动切换，当任一台站用变退出工作时，另一台站用变能158、自动切换至失电的工作母线段继续供电。5.2.11.2 照明 变电站设置正常工作照明、备用照明和疏散指示照明。正常工作照明采用380/220V 三相五线制，由交直流一体化电源系统交流电源供电，备用照明由交直流一体化电源系统 UPS 电源提供。站内各出入口设置带蓄电池的疏散指示照明，应急时间不少于 120min。照明电源系统：正常照明电源由站用低压配电屏供给，设置 5 个照明配电箱。1CM1 照明箱用于生产综合楼一层照明、站内应急照明，布置在一层南侧楼梯厅内。1CM2 照明箱用于生产综合楼一层风机、空调，布置在一层南侧楼梯厅内。1CM3 照明箱用于站内户外照明和地下电缆夹层照明，布置在一层南侧楼梯159、厅内。2CM1 照明箱用于生产综合楼二层照明、站内应急照明，布置在二次设备室内。2CM2 照明箱用于生产综合楼二层风机、空调，布置在二次设备室内。二次设备室、10kV 配电室均设置有应急备用照明，其电源来自 CM1 照明箱应急回路，CM1 照明箱应急照明回路配有自动投切装置，其电源分别接至交流屏及 UPS 馈线屏，通过对交流屏回路的检测，自动投切 UPS 电源回路。应急照明灯具采用室内就地控制，平时处于关闭状态。主要照明方式：主变室和 110kV 配电装置室采用墙上安装的户内投光灯，10kV配电室、电容器室、二次设备室照明采用节能型吊杆式荧光灯，一般工作房间和休湖南长沙宁乡市金玉 110kV 160、输变电工程 可行性研究报告 71 息室采用吸顶式荧光灯，蓄电池室和地下电缆夹层采用防爆灯，室外照明采用防水防尘防震防眩灯（不锈钢立杆安装），应急照明采用免维护节能灯，疏散照明采用交流充电的节能灯。5.2.12 电缆敷设及防火 电缆敷设：电力电缆和控制电缆采用电缆夹层、竖井、电缆沟、电缆护管、光缆槽盒等敷设方式，电力电缆和控制电缆、光缆敷设在不同侧支架和盒体内。电缆敷设无法避免交叉时，高低压电缆之间应分层分布，并用防火隔板进行隔离。电缆敷设时，1kV 及以下的电力电缆和控制电缆应分层布置，从上到下为，高压、低压、强电、弱电；当水平敷设通道中含有 35kV 及以上高压电缆，或为满足引入柜盘的电缆符161、合允许弯曲半径要求，按从下到上的顺序排列。电缆防火：为了防止电缆发生着火故障时的火灾蔓延，所有柜、屏、箱等设备与电缆通道连接处，对电缆采取封、堵、涂等处理措施，电缆通道与建筑物室的交接处设防火隔墙。电缆穿墙或穿孔时严格按照施工规范要求粉刷防火涂料，填塞防火堵料。光缆敷设时应敷设在专用的防火槽盒内，并布置在电缆通道下层支架上。5.2.13 施工电源引接 10kV 施工电源考虑由站址南侧玉煤大道 10kV 金兴线路 P101 杆 T 接引接，新架 10kV 线路长约 0.5km，采用 JKLYJ-240 导线架设，组立 YB-230/18 电杆 12 基（远期兼正式用电，采用同杆 2 回架设，本期162、架设 1 回导线）。引接电缆长度约为 200m，电缆采用 YJV22-10-3120 电缆。5.2.14 电网融冰 据本工程接入系统方案，金玉变 110kV“”进玉栗线。据长沙局现有融冰规划，220kV 玉潭变、110kV 栗山牌变均设置有 10kV 融冰间隔可提供 10kV 融冰电源，经 110kV 融冰刀闸接入 110kV 母线，对侧变电站线路侧设置三相短路点方式对110kV 玉栗线实施融冰，本期金玉变“”进玉栗线，接后金玉至玉潭和栗山牌线路长度分别约为 8km 和 10km。其中本次新建线路长约 21.98km，导线采用 2JL/G1A-300/40 型钢芯铝绞线，设计覆冰取 15 毫米163、。因本期新建线路为 JL/G1A-300/40 双导线，原有线路为 LGJ-185/30 型单导线，湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 72 串接融冰无法溶新建段线路，只能考虑原有老线路部分融冰。本次若考虑接线路分别单独融冰时，单回线路最长段距离为 10km，计算 10kV交流融冰电流为大于 LGJ-185 导线 15 毫米覆冰、3 米/秒、-3情况下最大融冰电流值 828A，方案不可行。因此建议维持原方式融冰，仅将金玉变“”接 110kV玉栗线线路段串接融冰，计算融冰电流为 734A，小于最大融冰 LGJ-185 导线 15 毫米覆冰、3 米/秒、-3情况下最大融冰电164、流值 828A，大于最小融冰电流值 355A，计算融冰时间 44 分钟，可以满足要求。此外，在现场踏查时，由宁乡公司得知，该线路自投运后实际未溶过冰，因此以上融冰方案只作为特殊天气情况下的融冰方案备用，实际融冰可能性较少，本次新建线路段目前无法实现融冰对系统影响较少。5.3 电气二次 5.3.1 变电站自动化系统 5.3.1.1 管理模式 本站一体化监控系统的设备配置和功能要求按无人值班模式设计，采用开放式分层分布式网络结构，通信规约统一采用 DL/T860。监控范围及功能满足 Q/GDW678、Q/GDW679 的要求。主要设计原则如下：采用开放式分层分布式网络结构，由站控层、间隔层、过程层165、以及网络设备构成。站控层设备按变电站远景规模配置，间隔层和过程层设备按工程实际规模配置。1)变电站一体化监控系统统一组网，通信规约采用 DL/T860 通信标准。2)变电站内信息具有共享性和唯一性，变电站一体化监控系统监控主机与远动数据传输设备、保护及故障信息管理系统、防误系统信息资源共享，不重复采集，节约投资。3)变电站内由变电站一体化监控系统完成对全站设备的监控，不再另外设置其它常规的控制屏以及模拟屏。4)变电站一体化监控系统具有与电力调度数据专网的接口，软、硬件配置应能支持联网的网络通信技术以及通信规约的要求。5)根据调自2012101 号文关于印发变电站调控数据交互规范(试行)湖南长沙166、宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 73 的通知文件要求，本站调控数据的优化处理流程、接入方式遵照“告警直传，远程浏览，数据优化，认证安全”的技术原则。6)变电站一体化监控系统网络安全应严格按照电力二次系统安全防护规定来执行。7)变电站一体化监控系统应实现全站的防误操作闭锁功能。站控层实现顺序控制、智能告警等高级功能。5.3.1.2 监测、监控范围 变电站自动化系统的监测、监控范围及功能满足 Q/GDW678智能变电站一体化监控系统功能规范、Q/GDW679智能变电站一体化监控系统建设技术规范的要求。变电站自动化系统实现对变电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制等功能，并具备 167、遥测、遥信、遥调、遥控全部的远动功能和时钟同步功能，具有与调度通信中心交换信息的能力。实现如下功能：（1）信号采集 监控系统的信号采集按照 DL/T5149-2001 220500kV 变电所计算机监控系统设计技术规程 和国家电网公司关于印发 国家电网公司变电站设备监控信息管理规定（试行）的通知(国家电网调2015133 号)执行。全站的断路器、隔离开关及电动操作的接地刀闸。主变压器有载调压开关及 10kV 无功补偿装置自动投切。交直流一体化电源系统重要馈线断路器状态。辅助控制系统的智能运行管理功能(视频、安卫、通风、环境、火灾报警、消防监测等)。通信设备运行状态。（2）远动功能 远动通信设备168、需要的远动信息直接来自监控系统间隔层的 I/O 测控装置，并且通过站控层网络作为传输通道，远动信息的直采直送要求远动通信设备与站内监控湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 74 设备无关，操作员站的任何操作和设备故障对远动通信设备都不应有任何影响。（3）防误操作闭锁 根据智能变电站设备信息数字化的特点，五防功能可由监控系统的逻辑闭锁软件实现全站的防误操作闭锁功能（配套锁具）或独立微机五防装置来实现。本设计采用监控系统的逻辑闭锁软件和开关柜“五防”功能共同来实现。（4）电压无功自动调节 通过计算机监控系统实现电压一无功自动控制(AVQC)功能。（5）顺序控制 通过计算机监控169、系软件预先设定的程序对受控设备进行顺序控制。（6）智能告警 通过计算机监控系统实现变电站信息分层和整合、智能分析和判断。5.3.1.3 自动化系统设备配置方案（1）系统构成 变电站一体化监控系统在功能逻辑上由站控层、间隔层、过程层以及网络设备构成。站控层包含监控主机（集成操作员站、工程师站、数据服务器功能）、综合应用服务器、数据通信网关机及网络打印机等设备构成，通过站控层设备向站内运行人员提供人机联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全站监控、管理中心，并与远方调度中心通信。间隔层设备包括测控装置、保护装置及其他智能接口设备等，完成全站的保护、测量、控制、状态监测等功能。在站控层170、及站控层网络失效的情况下，间隔层仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，完成与一次设备相关的功能，完成电气量的实时采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。网络设备包括网络交换机、光/电转换器、接口设备和网络连接线、电缆、光缆及网络安全设备等，以上网络设备构建全站分层分布式高速工业级以太网。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 75（2）站控层设备 站控层设备配置包括：配置 2 套监控主机兼操作员站（集成工程师站、数据服务器功能）、1 套综合应用服务器、2 台 I 区数据通信网关机、1 台 II 区数据通信网关机兼图形网关机、1 171、台 III/IV 区数据通信网关机、正反向隔离装置、防火墙和网络打印机等。配置 2 套监控主机兼操作员站，负责站内各类数据的采集、处理，实现站内设备的运行监视、操作与控制、信息综合分析及智能告警，集成防误闭锁操作工作站和保护信息子站等功能；提供站内运行监控的主要人机界面，实现对全站一、二次设备的实时监视和操作控制，具有事件记录及报警状态显示和查询、设备状态和参数查询、操作控制等功能；实现智能变电站一体化监控系统的配置、维护和管理。数据服务器功能由两台监控主机集成，用于变电站全景数据的集中存储，为站控层设备和应用提供数据访问服务。图形网关机功能由II区数据通信网关机集成，通过可视化建模和渲染技术172、，将数据和图形相结合，实现告警直传，远程浏览功能。配置 1 套综合应用服务器，接收站内一次设备在线监测数据、站内辅助应用、设备基础信息等，进行集中处理、分析和展示。配置 2 台 I 区数据通信网关机兼图形网关机，直接采集站内数据，通过专用通道向调度中心传送实时信息，同时接收调度中心的操作与控制命令，数据通信网关机采用专用独立设备，无硬盘、无风扇设计。配置 1 台 II 区数据通信网关机，实现 II 区数据向调度中心的数据传输，具备远方查询和浏览功能。配置 1 台 III/IV 区区数据通信网关机，实现与智能辅助控制、输变电设备状态监测等其他主站系统的信息传输。安全防护装置 II 区数据通信网关173、机通过防火墙从数据服务器（监控主机集成）获取 II 区数湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 76 据和模型等信息，与调度(调控)中心进行信息互换，提供信息查询和远程浏览服务；综合应用服务器通过正反向隔离装置向 III/IV 区数据通信网关机发布信息，并由III/IV 区数据通信网关机传输给其他主站系统。网络打印机 本站取消装置屏上的打印机，在自动化系统站控层设置网络打印机，通过变电站自动化系统的工程师站打印全站各装置的保护告警、事件、波形等。同时，站内各种报表、画面、接线信息也能通过操作员工作站打印。（3）间隔层设备 间隔层设备包含保护、安全自动装置、测控、计量以及其它174、智能接口设备等。测控装置配置 测控装置应按照 DL/T860 标准建模，具备完善的自描述功能，与站控层和过程层设备直接通信。测控装置应支持通过 GOOSE 报文实现间隔层防误联闭锁功能。本站 110kV 部分采用保护测控一体化装置，按间隔单套配置（设备开列于保护装置），本期配置 110kV 线路保护测控一体化装置 2 台和 110 分段保护测控一体化装置 1 台，就地安装于 GIS 智能控制柜中。主变采用保护、测控独立装置，测控装置按开关单元及本体独立配置，本期主变高低压侧及本体各配置 1 套测控装置，配置主变测控屏 1 面。10kV 部分采用保护测控计量一体化装置，按间隔单套配置，本期配置 175、10kV 线路保护测控一体化装置 16 套、10kV 电容器保护测控一体化装置 2 套，10kV 接地站用变保护测控一体化装置 2 套，均就地安装于开关柜中。本站配置 1 面公用测控屏，含 2 台公用测控装置，用于全站其他公用设备告警硬接点信号的采集；110kV 电压等级按母线配置母线测控装置，本期共配置 2 台母线测控装置，均就地布置于 GIS 智能控制柜中，用于 110kV 母线电压信号的采集。配置 1 台 10kV 母线测控装置，用于 10kV 母线电压信号的采集，同时配置 1 台电压并列装置。继电保护及安全自动装置、电能计量装置等设备配置详见相关章节的配置湖南长沙宁乡市金玉 110kV176、 输变电工程 可行性研究报告 77 方案。（4）过程层设备 过程层设备包括合并单元和智能终端，本站除主变本体及母线智能组件外，全部采用合并单元智能终端一体化装置。合并单元智能终端一体化装置 110kV 线路和分段合并单元智能终端一体化装置按单套配置；主变高低压侧合并单元智能终端一体化装置按双套配置；10kV 部分(主变除外)不配置过程层设备。每套合并单元智能终端一体化装置包含完整的断路器信息交互功能，其装置本身不设置防跳功能，防跳功能由断路器本体实现。合并单元 110kV 母线合并单元按段单套配置，具备电压并列功能；主变中性点零序及间隙 TA 按双套配置独立的合并单元。智能终端 110kV 母177、线智能终端按段单套配置；主变本体按单套配置独立的智能终端，集成非电量保护功能。智能控制柜 a)就地智能控制柜按间隔配置，本工程 110kV 配电装置采用 GIS 设备，预制 式智能控制柜应与 GIS 汇控柜应一体化设计；b)本工程 110kV 线路、分段保护测控装置下放布置，每面智能控制柜内包含保 护测控装置、合并单元、智能终端等设备；以上设备详见设备材料清册。（5）网络设备配置 1)系统网络结构 变电站一体化监控系统网络结构在功能逻辑上由站控层网络、间隔层网络和过程层网络构成。站控层网络：站控层网络逻辑功能上覆盖站控层之间数据交换接口、站控层与湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行178、性研究报告 78 间隔层之间数据交换接口，传输 MMS 报文和 GOOSE 报文。站控层采用单星形以太网络，按安全分区设置 I、II 区。间隔层网络：间隔层网络逻辑功能上覆盖间隔层内数据交换、间隔层与站控层数据交换、间隔层之间数据交换接口，传输 MMS 报文、GOOSE 报文。间隔层采用单星形以太网络，间隔层交换机按照小室配置。在站控层网络失效的情况下，间隔层应能独立完成就地数据采集和控制功能。过程层网络：110kV 及主变过程层 GOOSE 及 SV 共网，测控、计量和故障录波通过过程层中心交换机进行采样，保护直采直跳，不依赖网络。2)网络设备配置方案 站控层：I 区配置 1 台 22 电口179、2 光口站控层中心交换机，II 区配置 1 台 22电口、2 光口站控层中心交换机。间隔层：间隔层网络网采用单星形以太网，间隔层设备除 10kV 设备就地布置于开关柜内外，其余设备集中布置于二次设备室。二次设备室本期配置 2 台间隔层交换机（22 电口，2 光口），与公用测控装置共同组 1 面柜。10kV 高压室按本期规模配置 2 台 22 电口、2 光口间隔层网络交换机，就地布置于开关柜上。过程层：本站 110kV 和主变部分设置过程层网络，本期配置 2 台过程层中心交换机，布置于二次设备室 110kV 母线保护柜中，110kV 主变间隔单独配置过程层交换机，每台主变配置 1 台过程层交换180、机（16 光口），本期共计配置 1 台主变过程层交换机（16 光口），布置于主变保护柜中。本期工程网络交换机配置如下：表 5.3-1 交换机配置表 交换机数量(台)本 期 远 期 站控层(22 电口，2 光口)2 2 间隔层(22 电口，2 光口)二次设备室 2 2 高压室 2 4 过程层(16 光口)主变 1 4 过程层网络 2 2 合 计 7 7 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 79 5.3.1.4 系统功能 变电站自动化系统按 DL/T 5149 220500kV 变电所计算机监控系统设计技术规程的相关规定，要求实现下述功能：数据采集和处理、数据库的建立与维护181、自动调节控制、人工操作控制、防误闭锁、同期、远动功能、时钟同步、与其他设备的通信接口、防误闭锁、报警处理、事件顺序记录及事故追忆、画面生成及显示、在线计算及制表、人-机联系、系统自诊断和自恢复、运行管理、高级应用、调控数据交互等。部分主要功能如下所述：1）控制操作 顺序控制 满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求，变电站一体化监控系统支持顺序控制操作。电压-无功自动调节 由站内操作员工作站或远方控制中心设定其投入/退出。操作控制 操作员可对需要控制的电气设备进行控制操作。计算机监控系统应具有操作监护功能，允许监护人员在操作员工作站上实施监护，避免误操作。当一台工作站发生故障时，操作人员和182、监护人员可在另一台工作站上进行操作和监护。2）防误操作闭锁 根据智能变电站设备信息数字化的特点，结合 国家电网公司输变电工程通用设计 提出的三种五防操作闭锁方案，利用变电站信息在站控层和过程层共享的优势，在本站采用如下的防误操作闭锁方案：本工程取消专用五防工作站，变电站一体化监控系统的逻辑闭锁软件实现全站的防误操作闭锁功能，同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路，利用测控装置间的相互通信实现跨间隔综合操作闭锁功能，取消就地跨间隔横向电气联闭锁接线。3）一体化信息平台和高级应用功能 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 80 高级应用功能基于一体化信息平台实现。本站183、一体化信息平台主机与站控层主机统一配置，不独立配置，一体化信息平台从站控层网络直接采集 SCADA 数据、保护信息等数据，作为变电站的统一数据基础平台。根据现有技术条件及调度端、运行、维护主站端智能化程度的应用需求，本站高级应用分阶段实施，提高生产运行的自动化、智能化水平，适应无人值班的智能操控，满足状态检修，支持智能调度。本期高级应用功能主要实现以下功能：顺序控制 变电站内运行人员在后台或集中监控中心运行人员在远方根据操作要求选择一条顺序化操作命令，操作票所有的预设步骤的执行和操作过程的校验由智能电子设备自动完成，达到“一键式”操作的目的。在保证操作安全的前提下减少操作时间、提高操作效率，提184、高无人值班智能操作水平。智能告警及故障信息综合分析决策 建立变电站故障信息的逻辑和推理模型，实现对故障告警信息的分类和信号过滤，对变电站的运行状态进行在线实时分析和推理，自动报告变电站异常并提出故障处理指导意见。告警信息主要在厂站端处理，以减少主站端信息流量，厂站可根据主站需求，为主站提供分层分类的故障告警信息。在故障情况下对包括事件顺序记录信号及保护装置、故障录波等数据进行数据挖掘、多专业综合分析，并将变电站故障分析结果以简洁明了的可视化界面综合展示。支撑经济运行与优化控制 综合利用变压器自动调压、无功补偿设备自动调节等手段，支持变电站系统层及智能调度技术支持系统安全经济运行及优化控制。源端185、维护 在变电站端利用统一系统配置工具进行配置，生成标准配置文件，包括变电站网络拓扑等参数、IED 数据模型及两者之间的联系。采用标准的数据模型和程序接口，实现基于模型的通信协议与主站进行通信，变电站主接线图、分画面图和一、湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 81 二次设备模型等基于可升级矢量图形(SVG)格式。实现 DL/T860 子站系统和IEC61970 主站系统间的数据模型交换和基于数据模型的数据交换，实现源端维护。设备状态可视化 采集主要一次设备(变压器、断路器等)状态信息，重要二次设备(测控装置、保护装置、合并单元、智能终端等)的告警和自诊断信息、二次设备检修186、压板信息以及网络设备状态信息，进行可视化展示并发送到上级系统，为电网实现基于状态检测的设备全寿命周期综合优化管理提供基础数据支撑。4）与其他设备接口 其它设备主要包括交直流一体化电源系统(交流系统、直流系统、UPS 系统、通信电源)、智能辅助控制系统。其它设备采用符合 DL/T860(IEC61850)标准的通信服务和信息模型，变电站自动化系统预留其他设备接入的通信接口。5.3.2 元件保护 元件保护主要设计原则遵循 GB/T 14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程及 Q/GDW441-2010智能变电站继电保护技术规范的相关要求，保护具体配置如下：1）主变保护 主变压器按双套配置187、主、后备一体化电气量保护，本期共组 1 面主变保护柜；主变压器保护直接采样，直接跳各侧断路器；主变压器保护跳分段断路器及闭锁备自投等可采用 GOOSE 网络传输。主变非电量保护由变压器本体智能终端实现，采用就地直接电缆跳闸，信息上送过程层 GOOSE 网络。具体配置如下：主保护：设有主变差动保护和非电量保护（本体重瓦斯、调压重瓦斯、轻瓦斯、油温高、油位低、压力释放）。外部相间短路后备保护：设有 110kV 复合电压闭锁过流，10kV 侧复合电压闭锁过流，10kV 限时速断保湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 82 护，过负荷。外部单相接地后备保护：设有 110kV 零序188、电压闭锁零序过流，110kV 中性点零序过流及中性点间隙零序电流保护。另外 110kV 中性点零序过流不采用联跳回路，低压侧限时电流速断保护，要求与低压侧后备保护一起以不同时限动作于低压侧及其分段和主变各侧断路器。2）10kV 部分保护 10kV 线路采用微机保护测控一体化装置，按间隔单套配置，配有三段式过电流保护和自动重合闸功能。10kV 接地站用变采用微机保护测控一体化装置，按间隔单套配置，配有三段式过电流保护。10kV 电容器采用微机保护测控一体化装置，配有两段式过电流保护、不平衡电压保护、过电压及低电压保护。5.3.3 站用交直流一体化电源 本站直流、交流、UPS、通信等电源采用一体化189、设计、一体化配置、一体化监控，其运行工况和信息数据能通过一体化监控单元展示并通过DL/T860标准数据格式接入自动化系统。1）交流系统部分 交流站用电系统采用三相五线制接线、380/220 伏中性点接地系统，由 2 面交流进线柜、1 面交流馈线柜组成，集中布置在二次设备室。站用电系统采用单母线分段接线，站用变 380 伏采用智能交流屏，由其实现低压双 ATS 备自投及低压侧的测控功能。2）站内直流电源 全站直流电源蓄电池的容量按220伏站用直流负荷按照2小时供电考虑，48伏通信直流负荷按照4小时供电考虑。经统计本站直流负荷如下表：表5.3-2 直流负荷统计表 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输190、变电工程 可行性研究报告 83 序号 负荷名称 装置容量(kW)负荷系数 计算容量(kW)计算电流(A)经常负荷电流(A)事故放电时间及电流(A)初期 持续 1min 1min-1h 1-2h 2-4h 1 监控系统 7.8 0.8 6.24 28.36 28.36 28.36 28.36 28.36 2 UPS 7.5 0.6 4.5 20.45 20.45 20.45 20.45 3 通讯 负荷 2.0 0.8 1.6 7.273 7.273 7.273 7.273 7.273 7.27 4 事故 照明 1.0 1.0 1.0 4.545 4.545 5 瞬间 跳闸 3.08 1.0 3.191、08 14.00 14.00 6 电流统计(A)35.63 70.08 56.08 60.63 7.27 蓄电池容量计算 根据上表使用阶梯法计算蓄电池容量如下：C1C=KrelI1/K1C=77.99Ah C2C=Krel(I1/K21C+(I2-I1)/K22C)=143.71Ah C3C=Krel(I1/K31C+(I2-I1)/K32C+(I3-I2)/K33C)=236.54Ah C4C=KrelI1/K41C+(I2-I1)/K42C+(I3-I2)/K43C+(I4-I3)/K44C)=195.53Ah Cr=Ir/Kcr=2.5/1.34=1.87Ah 经计算比较最大值为C3C，192、则蓄电池容量为C3C+Cr=238.41Ah，故可以选择300Ah的蓄电池组。高频开关充电模块计算 按每组蓄电池配置一组高频开关电源模块(单个模块额定电流20A)进行计算：n=n1+n2 基本模块数n1=(1.01.25)I10/Ime+Ijc/Ime=1.25*20/20+35.63/20=3.032，取邻近值4。附加模块数n2=1(n16)，因此高频开关模块n=n1+n2=4+1=5。通过以上计算，本站220伏直流系统选用1组220伏、300Ah阀控式密封铅酸蓄湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 84 电池组，单体2伏，每组104只，布置于专用的蓄电池室内；充电浮充193、电设备采用智能高频开关电源装置，充电模块采用N+1热备用方式，每套选用5个20安的充电模块。设置一套微机绝缘监测仪，监视直流母线的电压以及自动检测各支路对地绝缘电阻，发生接地或绝缘下降时能及时自动告警，同时应具备交流窜直流故障的测记和报警功能。站内不设置通信蓄电池组及通信直流充电屏，采用变电站220伏直流母线上的DC/DC装置供电，由220伏变换为48伏，为通信设备提供电源。直流系统采用辐射型供电，110kV 及主变压器各侧直流电源取自直流馈线柜，10kV 开关柜按段设置直流电源小母线。智能控制柜以柜为单位配置 12 路直流电源，柜内各装置共用直流电源，采用独立空开分别引接。整个直流系统包含：194、直流充电柜1面、直流馈线柜2面、通信电源柜1面。3）交流不停电电源（UPS）变电站配置 1 套交流不停电电源(UPS)系统，主机按单套配置，为变电站内计算机监控系统、调度数据网接入设备、电能计费系统、故障录波系统、火灾报警系统等重要设备提供电源。经统计全站 UPS 负荷为 3.8kW，经计算，SC=KrelCOSP=1.43x 3.8/0.8585.0955.3=6.39kVA 因此，UPS 容量选取 7.5kVA。UPS 不自带蓄电池，不间断电源系统不自带蓄电池，直流电源由站内 220 伏直流系统提供，逆变电源装置单独组柜 1 面。4）站用通信电源 站内不设置通信蓄电池组及通信直流充电屏，采195、用变电站220伏直流母线上的DC/DC装置供电，由220伏变换为48伏，为通信设备提供电源。根据通信电源负荷大小，DC/DC转换模块容量配置为420A，按单套配置，DC/DC装置电源引自220伏不同直流段。5）一体化电源监控 本站配置 1 套一体化电源监控装置，通过总线与站内各子电源监控单元通信，湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 85 各子电源监控单元与成套装置中各监控模块通信，一体化监控装置作为间隔层中的一个智能电子设备（IED）以 DL/T860 标准协议接入计算机监控系统，实现对一体化电源系统的数据采集和集中管理。一体化电源监控装置与直流充电装置共组柜布置于二次196、设备室内。5.3.4 时间同步系统 站内配置 1 套时间同步系统，由主时钟和时钟扩展装置组成。主时钟双重化配置，支持北斗导航系统(BD)、全球定位系统(GPS)和地面授时信号，优先采用北斗导航系统。站控层设备采用 SNTP 对时方式，间隔层设备采用 IRIG-B 电口对时，过程层设备采用光 B 码对时方式。精度满足全站二次设备对时要求。5.3.5 设备状态监测系统 本期本站不配置设备状态监测系统。5.3.6 智能辅助控制系统 全站配置一套智能辅助控制系统，实现图像监控、火灾报警、消防、照明、采暖通风、环境监测等系统的智能联动控制，实时接收站端视频、环境数据、安全警卫、人员出入、火灾报警等各终端197、装置上传的信息，分类存储各类信息并进行分析、判断，实现辅助系统管理和监视控制功能。该系统包括图像监视及安全警卫子系统、火灾报警及消防子系统、环境监测子系统等。智能辅助控制系统不配置独立后台系统，以网络通信（DL/T860 协议）为核心，利用一台高集成度的站端处理单元来完成站端视频、环境数据、安全警卫信息、人员出入信息、火灾报警信息的采集和监控，并将以上信息通过综合数据网（2Mbit/s）远传到监控中心的智能辅助控制主站。（1）图像监视及安全警卫系 为保证变电站安全运行，便于运行维护管理，在本变电站配置一套图像监视及安全警卫系统。其功能按满足安全防范要求配置，不考虑对设备运行状态进行监视。图像监198、视及安全警卫系统设备包括视频服务器、多画面分割器、录像设备、摄像机、编码器等。其中，视频服务器等后台设备按全站最终规模配置，并留有远方湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 86 监视的接口；就地摄像头按本期建设规模配置。本站图像监控及其安全警卫系统配置见表 5.3-3。表5.3-3 变电站图像监控及其安全警卫系统配置一览表 序号 安装地点 数量 摄像头类型 1 主变压器区（室内）1 台 一体化摄像机 2 110kV GIS 配电室（室内）2 台 一体化摄像机 3 10kV 配电室（室内）4 台 一体化摄像机 4 二次设备室（室内）2 台 一体化摄像机 5 10kV 电容器199、区 1 台 一体化摄像机 6 10kV 接地站用变区 2 台 一体化摄像机 7 蓄电池室（室内）1 台 一体化摄像机 8 全景（安装在主控楼顶部）1 台 全景摄像机 9 变电站围墙 4 台 室外快球 10 主动红外对射报警器 1 对 进站大门上方 11 门禁装置 1 套 主控楼门厅处、进站大门等 12 高压脉冲电子围栏 1 套 注：2 区域控制器，4 线安装（2）火灾自动报警及消防子系统 本站按无人值班设计，配置一套火灾自动报警及消防系统，包括火灾报警控制器（壁挂安装于警卫室）、探测器、控制模块、信号模块、手动报警按钮等。火灾探测区域应按独立房（套）间划分。110kV 变电站火灾探测区域有二次200、设备室、蓄电池室、各电压等级配电装置室、油浸变压器及电缆竖井等。应根据所探测区域的不同，配置不同类型和原理的探测器或探测器组合。火灾报警控制器应设置在二次设备室或警卫室靠近门口处。当火灾发生时，火灾报警控制器可及时发出声光报警信号，显示发生火灾的地点。（3）环境监测子系统 本工程环境监测子系统由环境数据采集单元、温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、SF6 监测等组成。各类型传感器根据环境监测点的实际需求配置，数据处理单元布置于二次设备室，传感器装于设备现场。（4）联动控制 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 87 1）通过和其他辅助子系统的通信，实现用户自定义的设备联动201、，包括消防、环境监测、报警等相关设备联动。2）在夜间或照明不良情况下，需要启动摄像头摄像时，联动辅助灯光、开启照明灯。3）发生火灾时，联动报警设备所在区域的摄像机跟踪拍摄火灾情况、自动解锁房间门禁、自动切断风机电源、空调电源。4）发生非法入侵时，联动报警设备所在区域的摄像机。5）发生水浸时，自动启动相应的水泵排水。6）通过对室内环境温度、湿度的实时采集，自动启动或关闭通风系统。5.3.7 光缆和电缆的选择要求 本站采用预制线缆实现一次设备与二次设备、二次设备间的光缆、电缆标准化连接，提高二次线缆施工的工艺质量和建设效率。预制线缆应用如下：（1）预制光缆 1）二次设备室至户外预制式智能控制柜采用202、双端预制光缆。预制光缆选用铠装、阻燃型，自带高密度连接器或分支器。光缆芯数选用 8 芯、12 芯、24 芯，每根光缆备用 24 芯。2）二次设备室内不同屏柜间二次装置连接采用尾缆，尾缆采用 4 芯、8 芯、12 芯规格。柜内二次装置间连接采用跳线，柜内跳线采用单芯或多芯跳线。3）除线路保护通道专用光纤外，采用缓变型多模光纤；室外光缆采用非金属加强芯阻燃光缆，采用槽盒敷设方式。4）就地控制柜至二次设备室之间的光缆按间隔、按保护双套原则进行光缆的整合，就地控制柜至与母差、对时等公用设备的光缆不单独设置。（2）预制电缆 1）主变压器、断路器、隔离开关与智能控制柜之间二次控制电缆采用预制电缆连接，采用203、双端预制、槽盒敷设方式。当电缆采用穿管敷设时，采用单端预制电缆，预制端设置在智能控制柜侧。预制电缆采用双端预制且为穿管敷设方式下，选湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 88 用高密度连接器。2）电流、电压互感器与智能控制柜之间控制电缆、交直流电源电缆不采用预制电缆。5.3.8 电流互感器、电压互感器二次参数选择 1)电流互感器二次参数选择原则 本站选用常规电流互感器，均按三相配置，二次侧额定电流为 5A。110kV 和主变保护用的电流互感器选用 5P 级电流互感器，10kV 保护用的电流互感器选用 5P级电流互感器，并应满足复合误差要求的准确限值倍数。双套配置的保护应分204、别接入电流互感器的不同二次绕组，后备保护与主保护共用二次绕组，故障录波与保护共用一个二次绕组。测量和计量共用 TA 时，选用 0.2S 级；测量和计量采用单独 TA 时，测量选用0.5 级，计量选用 0.2S 级。电流互感器二次绕组所接入负荷，保证实际二次负荷在 25%100%额定二次负荷范围内。对于保护双套配置的间隔，合并单元也应双套配置，两套保护电流采样值应分别取自相互独立的合并单元，两套合并单元分别接入两组独立的电流互感器二次绕组。金玉 110kV 变电站电流互感器二次参数配置见表 5.3-4。表5.3-4 电流互感器参数一览表 电压等级 110kV 10kV 主接线 单母线分段接线 单205、母线接线 台数/间隔 3 3 二次额定电流 5 5 二次绕组数 出线与分段：2 主变压器进线：4 主变高压侧中性点：2 出线、电容器、站用变：3 主变压器进线：4 准确级 出线与分段：5P30/0.2S 主变进线：5P30/5P30/0.2S/0.2S 主变高压侧中性点：5P30/5P30 出线、电容器、站用变：5P30/0.5/0.2S；主变进线：5P10/5P10/0.2S/0.2S 容 量 出线与分段：10/10VA 主变进线：10/10/10/10VA 主变高压侧中性点：10/10VA 出线、电容器、站用变：20/20/20VA；主变进线：20/20/20/20VA 湖南长沙宁乡市金玉206、 110kV 输变电工程 可行性研究报告 89 1)电压互感器二次参数选择原则 本站选常规电压互感器，110kV、10kV 母线均装设三相电压互感器。110kV 电压并列由母线合并单元完成，10kV 电压并列由电压并列装置完成。双套保护电压采样值应分别接入电压互感器的不同二次绕组，故障录波可与保护共用一个二次绕组。保护和测量共用电压互感器二次绕组，准确级选 0.5 级；计量用电压互感器二次绕组准确级选 0.2。电压互感器的二次绕组额定输出，应保证二次实接负荷在额定输出的 25-100%范围，以保证电压互感器的准确度。金玉 110kV 变电站电压互感器二次参数配置见表 5.3-5。表 5.3-5207、 电压互感器参数一览表 电压等级 110kV 10kV 主接线 单母线分段接线 单母线接线 数量 母线：三相 母线：三相 线路侧：单相 线路侧：0 准确级 母线：0.2/0.5/0.5/6P 母线：0.2/0.5/0.5/6P 线路侧：0.5 线路侧：0 二次绕组数(含平衡绕组数)母线：4 母线：4 线路侧：1 线路侧：0 额定变比 母 线：1.0/31.0/31.0/31.0/3110 母线：100.1 0.1 0.1 0.1/33333 线路侧：1100.1/33 线路侧：0 二次绕组容量 母线：10/10/10/10VA 母线：50/50/50/100VA 线路侧：10VA 线路侧：0 208、5.3.9 二次设备组屏及布置（1）二次设备组屏原则 合并单元智能终端一体化装置及主变非电量保护下放布置在配电装置就地，湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 90 10kV 保护测控计量一体化装置布置于开关柜，其他站内二次设备集中布置在二次设备室和预制舱内。（2）二次设备组屏 1）站控层设备 2 套监控主机兼操作员站主机，显示器、键盘及鼠标等组柜 1 面。I 区数据通信网关机 2 台、规约转换装置 1 台、站控层 I 区交换机 1 台共组 1 面柜 II 区数据通信网关机兼图形网关机 1 台、III/IV 区数据通信网关机 1 台、网络安全监测装置 1 台、站控层 II 209、区交换机 1 台共组 1 面柜。综合应用服务器 1 套、防火墙 1 台、正、反向隔离装置各 1 台组柜 1 面。调度数据网设备柜 2 面，没面柜包括 1 台路由器、2 台数据网交换机、2 台纵向加密装置。2）间隔层设备组柜原则 本工程 110kV 线路间隔、110kV 分段间隔保护测控装置、电能表下放布置于GIS 智能控制柜；主变保护、测控、电能表集中组屏布置在二次设备室内；110kV 母线保护集中组屏布置在二次设备室内；10kV 保护测控集成装置、电能表分散就地布置于开关柜。公用设备 公用测控装置 2 台+间隔层交换机 2 台，组 1 面柜。低频低压减载装置 1 台，组 1 面柜。110kV210、 故障录波装置 1 套及网络报文记录分析装置 1 套，组 1 面柜。110kV 主变压器间隔 智能控制柜：智能终端合并单元集成装置 1+智能终端合并单元集成装置 2，本期 1 面，远期 4 面。主变保护柜：每台主变压器保护 1+主变压器保护 2+过程层交换机组柜 1 面，本期 1 面，远期 4 面。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 91 主变测控柜：每台主变压器高、低压侧及本体各测控装置组柜 1 面。本期 1面，远期 4 面。主变电能表柜：主变电能计量表 2 块和电能量信息采集终端 1 台，组柜 1 面。母线设备间隔 智能控制柜 1：智能终端 1+合并单元 1+110211、kV 母线测控装置 1。智能控制柜 2：智能终端 2+合并单元 2+110kV 母线测控装置 2。母线保护柜：110kV 母线保护装置 1 台。110kV 线路间隔 智能控制柜：110kV 线路保护测控+智能终端合并单元集成装置+电能表。本期建设 2 回线，组柜 2 面。110kV 分段间隔 智能控制柜：110kV 分段保护测控+智能终端合并单元集成装置，本期及远景均建设 1 分段间隔，组柜 1 面。10kV 线路间隔 10kV 线路、电容器、接地站用变保护测控计量一体化装置布置在各间隔开关柜上。3）过程层设备组柜原则 1）110kV 侧合并单元智能终端集成装置布置于智能控制柜内。2）主变压器212、低压侧智能终端合并单元集成装置就地布置于开关柜。3）主变压器本体智能终端+主变压器中性点合并单元 1+主变压器中性点合并单元 2+调压控制器布置于主变本体智能控制柜内。4）其他二次系统组柜原则 时间同步系统主时钟和扩展时钟组柜 1 面。智能辅助控制系统：前端监视设备就地布置于现场，视频服务器及辅件组柜 1 面布置于二次设备室。交直流一体化电源系统：直流充电柜 1 面、直流馈线柜 2 面、通信电源柜湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 92 1 面、交流进线柜 2 面、交流馈线柜 1 面、UPS 电源柜 1 面。5）网络通信设备 二次室内站控层交换机布置在远动通信柜内，10213、kV 间隔层交换机布置在安装在 10kV 电压并列及公用测控柜内，二次设备室间隔层交换机布置在公用测控柜内，过程层中心交换机布置在 110kV 母线保护柜内。（3）二次设备室布置 全站设置 1 个二次设备室，站控层模块、公用设备模块、通信设备模块、主变压器间隔模块与一体化电源系统模块等布置于装配式建筑内的二次设备室；110kV 间隔层设备按间隔配置，分散布置于就地预制式智能控制柜内。（5）柜体统一要求 1）二次设备柜体要求 二次设备室内二次设备、调度数据网、通信柜等二次设备屏柜均采用2260600600mm(高宽深)屏柜，交流系统柜均采用 2260800600mm(高宽深)屏柜。监控主机柜、综214、合应用服务器柜均采用 2260600900mm(高宽深)屏柜，其余均采用 2260800600mm(高宽深)屏柜。二次设备室内二次设备柜均采用前后开门屏柜，后接线、前显示式装置，屏柜三列布置（不靠墙）。2）预制式智能控制柜要求 110kV 智能控制柜尺寸为 800800mm（宽深），柜体颜色统一。智能控制柜采用双层不锈钢结构，内层密闭，夹层通风，柜体的防护等级达到 IP55。智能控制柜设置散热和加热除湿装置，在温湿度传感器达到预设条件时启动。智能控制柜内部的环境满足智能终端等二次元件的长年正常工作温度、电磁干扰、防 水防尘条件，不影响其运行寿命。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行215、性研究报告 93 5.3.10 二次设备的接地、防雷、抗干扰 1）二次设备的接地 保护及相关二次回路的控制电缆屏蔽层要两端可靠接地，应使用截面不小于 4mm2的多股铜质软导线可靠连接到等电位接地网的铜排上，严禁使用电缆内的空线替代屏蔽层接地。所有敏感电子装置的工作接地不与安全地或保护地混接。在二次设备室内，沿屏柜布置的方向敷设 100mm2的专用铜排，并将该专用铜排首末端连接，形成二次设备室内的矩阵式等电位接地网。二次设备室内的等电位接地网必须用至少 4 根以上、截面不小于 50mm2的铜排与变电站的主接地网可靠连接。保护测控屏柜内的下部应设有截面不小于 100mm2接地铜排，屏柜上装置的接地216、端子应用截面不小于 4mm2的多股铜质软导线和接地铜排相连。接地铜排应用截面不小于 50mm2的铜缆与二次设备室内的等电位接地网相连。沿二次电缆的沟道等处敷设截面不小于 100mm2的裸铜排，构建室外的等电位接地网。开关场的就地智能控制柜内应设置截面不小于 100mm2的裸铜排，并使用截面不小于 100mm2的铜缆与电缆沟道内的等电位接地网连接。本站 10kV 电压互感器二次绕组因有电的联系 10kV 高压室电室内一点接地外，其余电压互感器和电流互感器的二次回路在开关场一点接地。2）二次设备的防雷 在直流充电装置、UPS 等的电源输入处设电源防雷器。3）二次设备的抗干扰 微机型继电保护装置所有217、二次回路的电缆均使用屏蔽电缆。交流电流和交流电压回路、交流和直流回路、强电和弱电回路，以及开关场电压互感器二次的四根引入线和电压互感器开口三角绕组的两根引入线均使用各自独立的电缆。双重化配置的保护装置等重要保护的起动和跳闸回路均使用各自独立的湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 94 光(电)缆。所有涉及直接跳闸的重要回路采用动作电压在额定直流电源电压的 55%70%范围以内的中间继电器，且动作功率不低于 5W。保护装置 24 伏开入电源不出保护室。经过配电装置的通信网络连线均采用光纤介质。5.4 土建 5.4.1 站区总体规划 总体规划布置以宁乡市回龙埔镇金旺村许家冲站218、址为基础。该站址位于玉煤大道与金达路（待建）交叉口以北约 400 米，位于金达路（待建）西侧道旁，进站道路接引长度仅约 15 米，交通位置十分便利；金达路西侧与变电站进站道路引接处标高约 105.0 米。进站道路至变电站内环形道路长度约 22.0m，站内坡顶标高106.80，拟定坡度约 8.0%。站址地处山丘的东侧山坡处，山体为南北走向，站址自然标高在 108120 米之间；站址西高东低。南、北侧有居民房（站址红线外）。站址一次场平标高 107.00，有较大的挖方及边坡工程量（政府负责）。本工程按照全户内站设计，设计配电综合楼，警传室及消防泵房，消防水池，事故油池等设施。变电站采用平坡式设计，219、站内道路设计环形消防通道。110kV 及10kV 电缆均采用电缆沟向东出线，110kV 至围墙外上杆，10kV 线路出围墙后采用电缆走线。5.4.2 总平面布置（1）方案一：本工程方案一以 2018 年版国家电网公司输变电工程通用设计 110（66）kV智能变电站模块化建设）110-A2-5 方案为基本模块，并根据工程规模与湖南省内变电工程实施情况，对变电站总平面布置进行了调整优化。方案一围墙内占地面积约 6.52 亩（南北向长 87 米，东西向长 50 米），进站大门位于站址的东南角；综合配电楼居中布置，警传室及消防泵房，消防水池布置在湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报220、告 95 东侧；站内设置环形消防通道，采用城市型混凝土路面，宽 4.0 米，站内道路转弯半径 9.0 米。（2）方案二：方案二以 2018 年版国家电网公司输变电工程通用设计 110（66）kV 智能变电站模块化建设）110-A2-4 方案为基本模块，并根据工程规模与湖南省内变电工程实施情况，对变电站总平面布置进行了调整优化。方案二围墙内占地面积约 7.26 亩（南北向长 102.0 米，东西向长 47.5 米），进站大门位于站址的东北角；综合配电楼居中布置，警传室及消防泵房，消防水池布置在东南侧；站内设置环形消防通道，采用城市型混凝土路面，宽 4.0 米，站内道路转弯半径 9.0 米。(3)221、竖向布置 所区竖向布置按平坡式设计，根据工艺要求、交通运输、等因素，并考虑站区排水及道路引接等因素，拟建场地设计标高站内道路西北角 107.0，东南角站内道路标高为 106.8 米，场地从西北向东南平坡约 0.3%。边坡工程：站址东侧为接引道路，其余三面自然地坪均比站址地坪高，西侧高差最大，高差约 13.0m。站内外高差采用植草护坡处理，坡度 1:1；分段设置截水沟。植草边坡由开发区负责，费用不在本工程内开列。(4)管沟布置 110kV 及 10kV 电缆均采用电缆沟向东出线，110kV 至围墙外上杆，10kV 线路出围墙后采用电缆走线。场地电缆沟高出地面0.1米(穿越道路时取消沟盖板，改为现222、浇电缆隧道形式，隧道顶板与路面整体浇筑)，以免场地泥水流入沟内。沟底按 0.5%坡度接入排水系统。(5)站内道路及地坪 道路：为满足设备运输，安装、检修、消防的要求，变电站进站大门 5.0 米宽。站内道路采用公路型道路，有路牙，路面为混凝土路面。道路只设横坡，纵坡湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 96 随场地标高，进站大门一侧略低；道路边缘高出场地 0.1 米。站内环形道路宽度为 4.0 米，道路转弯半径为 9.0 米。硬化地坪处理：配电综合楼外根据需要设计部分混凝土硬化地面：人行通道处，宽度不小于 2.0m；主变压器室门前考虑设备运输及吊装，硬化处理。所内空隙场地采223、用碎石地坪处理。(6)主要经济技术指标 序号 指标名称 单位 方案一 方案二 1 变电站总用地面积 hm2 0.5766 0.6426 1.1 围墙内用地面积 hm2 0.4350 0.4845 1.2 进站道路用地面积 hm2 0.060 0.060 1.3 其他用地面积 hm2 0.1356 0.1521 2 站址一次场平土石方工程量，挖方/填方 m3 42350/0 45100/0 3 植草边坡（红线外）土石方工程量 挖方/填方 m3 16800/0 19800/0 4 二次场平、基础土石方工程量，挖方/填方 m3 6000/0 6000/0 5 弃土工程量/购土工程量 m3 65150224、/0 70900/0 6 围墙长度 m 274 299 7 毛石混凝土挡土墙体积 m3 0 0 8 植草护坡（红线外）m2 2700 3000 9 站内道路面积 m2 936 1046 10 站内场地硬化面积 m2 240 300 11 站内绿化地坪 m2 1800 2200 12 电缆沟长度 m 145 133 13 站区总建筑面积 m2 2526 2484 14 站外排水管长度 m 50 50 15 站外给水管长度 m 450 450 注：一次场平（含弃土）、植草边坡土石方（含弃土），植草护坡由开发区负责，费湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 97 用不在本工程内开225、列。（7）方案比选 总平面布置 方案一围墙内占地面积 6.52 亩，方案二围墙内占地面积 7.27 亩，方案二占地比方案一多 0.7425 亩。方案一变电站围墙长只有 87 米，其场地征迁可在不拆迁站址南北两侧房屋情况下完成，拆迁阻工风险少。方案二变电站围墙长有 102 米，其场地征迁必须拆迁站址南北两侧至少一栋房屋情况下才能完成，拆迁阻工风险大。建筑结构 方案一为局部双层结构，结构较为复杂，后期维修和维护相对不便。方案二为单层结构，结构相对较简单，维修维护较为方便。投资对比 方案一工程总静态投资 4289 万元；方案二工程总静态投资 4142 万元。方案一比方案二多投资 147 万元。结论 226、经过上述综合技术经济比较可知虽然方案二投资比方案一要节省，但因征地牵涉到房屋拆迁工作，阻工风险和征地补充变数大，方案一综合实施可行性较方案二优异，因此，本项目设计推荐方案一。5.4.3 建筑（1）概况（方案一）综合配电楼：综合配电楼采用钢结构框架，地上局部二层，地下局部设置电缆夹层；平面轴线尺寸 64.019.0（m），总高度 9.9m。功能间主要有主变压器室、110kV 配电装置室、10kV 配电装置室、电容器室、电缆夹层（地下一层）、二次设备室、蓄电池室、工具室、资料室及卫生间。消防泵房：采用钢结构框架，地上一层；平面轴线尺寸 12.06.0（m），总高度 3.5m。功能间为警传室、消防泵227、房、卫生间，地下为消防水池。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 98 建筑物一览表 名称 占地/建筑面积（）层数/总高（m）火灾危险类别 耐火等级 综合配电楼 1312/2438 地上二层，地下一层/9.9 丙 一级 消防泵房 201.6/88.0 地上一层,地下为消防水池/3.5 戊 二级 注：总高度为室外地面至檐口高度。（2）装修工程做法 外墙面：底部仿石材墙砖勒脚，上部采用岩棉夹芯板（外侧铝镁锰板，内侧镀铝锌钢板）。内墙：轻钢龙骨石膏板隔墙，石膏板厚度根据耐火极限采用不同厚度的防火石膏板。卫生间内墙采用瓷砖墙面。顶棚：卫生间采用铝扣板吊顶，其余顶棚为压型钢板。电缆228、夹层顶棚为涂料顶棚。屋面：屋面防水等级级，平屋面有组织排水，采用复合压型钢板岩棉保温屋面。门窗工程：门根据不同需要采用钢制防火门、卷帘门、木门等；窗户均采用断桥铝合金窗，6+9+6 双层中空玻璃,玻璃均采用钢化玻璃。楼地面：配电装置室均采用金刚砂耐磨地面；走廊、楼梯间及卫生间为地砖地面；二次设备室采用防静电活动地板；其余采用细石混凝土面层。（3）建筑防火设计 耐火极限 本工程采用钢结构框架及轻型墙板的结构形式，不同于以往的砖混结构，尤其需要注意采取措施保证建筑构件（梁、柱、墙等）耐火时间应满足防火规范的要求。安全距离及疏散 站内建、构筑物间安全距离，建筑物内的安全出口数量及逃生疏散距离均满足规229、范的要求。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 99 5.4.4 结构（1）设计标准及参数 建筑结构安全等级为二级；设计使用年限为 50 年；抗震设防等级为四级。本工程抗震设防烈度为 6 度，地震加速度 0.05g，设计分组为第一组。（2）荷载参数 基本风压：0.35kN/m2；基本雪压 0.45 kN/m2；建筑物均布活荷载标准值见表 功能间 标准值（kN/m2）功能间 标准值（kN/m2）电容器室 4.09.0 110kVGIS 室 10.0 主控制室、二次设备室 4.0 蓄电池室 6.08.0 10kV 配电装置室 4.07.0 不上人屋面 0.5（3）结构选型 综230、合配电楼地面以上部分采用钢结构框架，“H”型钢梁柱，轻型板材屋面及墙面；地下电缆夹层部分采用钢筋混凝土结构。消防泵房地面以上部分采用钢结构框架，“H”型钢梁柱，轻型板材屋面及墙面；地下消防水池部分采用钢筋混凝土结构。其余设备基础（主变压器等）采用混凝土结构。（4）地基基础的设计 工程地质条件 查明拟建场地勘探深度范围内揭露的岩土层主要为：第四系坡残积层（Q4dl+el）粉质黏土，下伏基岩为泥盆系 E 泥质粉砂岩。本次勘探深度范围内未揭露，按其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异，进行统一划层，自上而下分述如下：坡残积粉质黏土（Q4dl+el，层号）黄褐色，红褐色，硬塑，干强度韧性中等，切面231、稍有光泽，无摇震反应，局部含约 15%砾石，浑圆状，母岩成分主要为石英等。该层分布全场分布，揭露层厚湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 100 1.25.8m，层顶标高 109.37118.47m。表层 0.3m 为植物层。强风化泥质粉砂岩（层号）红褐色，粉砂质结构，层状构造，泥质胶结，岩石节理裂隙发育，岩芯破碎，质软，含少量砾石，岩芯破碎，呈碎块状、块状。该层全场分布，局部以透镜体形式夹于中风化中，揭露厚度 1.26.2m，层顶标高 103.1117.27m。中风化泥质粉砂岩（层号）红褐色，粉砂质结构，层状构造，泥质胶结，岩石节理裂隙稍发育，岩芯较完整，呈柱状、短柱状232、，为软岩。改层全场分布，未揭穿，揭露厚度 6.616.0m，层顶标高 101.4112.3m.地基处理情况 根据地质勘查资料，本工程场地地基条件好，建、构筑物地基采用天然地基，以层中风化泥质粉砂岩为基础持力层，地基承载力 fak=600kPa。本工程建设红线范围内为全挖方地基，建、构筑物的基础埋深均已到达设计持力层层中风化泥质粉砂岩，无填土地基，无需地基处理。基础选型 基础设计等级为丙级，综合配电楼采用混凝土筏板基础及独立基础相结合，消防泵房采用混凝土筏板基础，设备基础采用混凝土板式基础。（6）材料选型 混凝土垫层：C15；防水砼垫层：C20；素混凝土：C15、C20；毛石混凝土：C15，毛石233、掺量不大于 25%；现浇钢筋混凝土：C20、C25、C30；钢筋：HPB300 级，HRB400 级。焊条：E43；钢材：Q235B，Q345B。各种建筑装饰材料、保温隔热材料、砌体材料等 砌体结构：砌块：MU15、MU10 混凝土砖；湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 101 砂浆：M7.5,M5 混合砂浆(0.00 以下采用水泥砂浆)。水泥 32.5、42.5 一般用普通硅酸盐水泥。5.4.5 水工及消防 5.4.5.1 给水 本工程的给水来自市政自来水管网，接引自玉煤大道上的市政管网，接引长度约 400m。由于本工程为智能化无人值班变电站，变电站内用水量很小。5.234、4.5.2 排水（1）雨水、生活污水排放 本站排水采用有组织排水，雨水通过雨水系统收集后统一排入金达路道旁市政雨水管网。由于本工程为智能化无人值班变电站，变电站内产生的生活污水量非常少，生活污水经由化粪池收集处理后，排入市政污水管网,化粪池应当定时清掏。(2)废油的防治 为保证主变压器一旦发生事故时，变压器油不流到站外而污染环境，同时又能回收变压器油。根据设计规程要求，在站区内设置总事故油池，具有油水分离功能。含油污水进入事故油池后，废水进入排污水管网，分离出的油应及时回收。5.4.5.3 消防（1）消火栓系统 综合配电楼（两个方案）火灾危险性类别为丙类，建筑体量大于 10000m，按照建筑设235、计防火规范GB50016-2014（2018 版）及火力发电厂及变电所设计防火规范GB50229-2006 的规定。变电站内应设置室外及室内消火栓。根据消防给水及消火栓系统设计规范GB50974-2014 的要求，变电站的消防给水采用临时高压消火栓给水系统，用水量根据规范计算见下表：名称 消火栓类型 用水量（L/m）持续时间（h）用水量（m）综合配电楼 室外消火栓 25 3.0 270 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 102 综合配电楼 室内消火栓 20 3.0 216 按照规范要求设置消火栓给水系统：变电站设计独立消防水池一座，有效容积为 500m。配备消防泵 2236、 台（1 用 1 备），稳压泵 2 台（1 用 1 备）。配备稳压设备一套。消防水自动控制系统一套。室外消火栓 4 座，室内消火栓 4 座。相关管道及阀门等配件。（2）火灾自动报警系统 全所配置一套火灾自动报警装置，设置感烟和感温探头，并能及时将火警信号传送至远方监控中心。所有进出风口设置防火阀，出现火警时自动关闭，恢复时手动开启。（3）消防器材 主变消防：按照国家标准 GB 50229-2006 火力发电厂与变电所设计防火规范及 DL 5027-2015电力设备典型消防规程的规定，主变压器采用 50kg 推车式灭火器，并在主变压器附近配置容量为 2 立方米的消防砂池一座。其余配电装置室配置手237、提式灭火器。5.4.6 采暖通风（1）采暖方案及设备选型 按照 DL/T50352016火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规程的有关条文的要求，10kV 配电室及二次设备室采用柜式空调，蓄电池室及资料室采用分体式挂式空调。各房间的空调设置详见下表。各房间空调设置一览表 序号 房间名称 空调名称 数量（台）1 二次设备室 5P 柜式冷暖空调 2 2 10kV 配电室 5P 柜式单冷空调 4 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 103 3 会议室 1.5P 壁挂式冷暖空调 1 4 蓄电池室 1.5P 壁挂式防爆空调 1 5 警传室 1.5P 壁挂式冷暖空调 1（2）通风方238、案及设备选型 根据 GB50059-201135110kV 变电所设计规范，10kV 配电室设计事故通风系统，兼作平时通风换气之用，换气次数 n10 次/h，进风方式：百叶自然进风，其余房间采用自然通风。轴流风机排风各房间轴流风机设置见下表：通风设备一览表 序号 房间名称 风机名称 数量（台）1 10kV 配电室 玻璃钢轴流风机 T35-11，No5.6，20o，5730m/h，0.37kw，960r/min 5 2 蓄电池室 防爆玻璃钢轴流风机 YDTW-1，No3E，25o，2555m/h，0.37kw，720r/min 1 3 GIS 室/电容器室 玻璃钢轴流风机 YDTW-1，No5E239、，25o，5555m/h，0.37kw，720r/min 8 4 主变压器室 玻璃钢轴流风机 No11.2，21091m/h，7.5kw，960r/min，380V 8 5 除湿机 4.0kw，220V 3 6 电缆夹层 玻璃钢轴流风机T35-11，No5.6，20o，5730m3/h，0.37kw，960r/min 4 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 104 6、配套间隔改造工程 6.1 玉潭 220kV 变电站侧 6.1.1 变电站现状 玉潭变 220kV 电站建设投运于 1997 年，位于宁乡市县城区西部。站内现有220kV/110kV/10kV 三个电压等级240、，2 台主变，主变容量 2120MVA。其中 220kV 电气主接线现状为双母线带旁路接线，终期 6 回出线。现有出线 3回（604 天玉线、606 向玉线、612 楚玉线），备用间隔 1 个（602），采用户外 AIS设备中型单列布置。110kV 电气主接线现状为双母线带旁路接线，终期 10 回出线。现有出线 7 回（502 玉铺线、504 玉花线、512 玉仁线、514 向煤栗玉线、518 玉宁木线、524 玉栗线、526 玉茆线，采用户外 AIS 设备双列布置。10kV 电气主接线现为单母线分段接线，现有出线 17 回，融冰间隔 1 个，无备用间隔。采用户内开关柜单列布置。本次金玉变工程241、系统接入为线路接接入，玉潭变电站侧不需新扩间隔，只需对原有间隔设备进行校验。6.1.2 站内相关设备校验（1）电气一次设备及导体校验 一次设备及导体参数校核表 名称 型式及参数 载流量 回路最大工作电流 校核系数 结论 220kV 玉潭变电站 栗山牌线出线间隔 220kV 玉潭变电站 栗山牌线出线间隔 断路器 LW35-126W，126kV，3150A/40kA 3150A 661A 1 满足本期建设需求 电流互感器 LCWB6-110，2600/1A 0.5/0.2S/10P30/10P30 级 01200A 1 满足本期建设需求 隔离开关 GW5-126W，126kV，2000A，40kA242、/4S 2000A 1 满足本期建设需求 导体 LGJ-300/40 716A 1 满足本期建设需求 由上表可知，玉潭变断路器和隔离开关额定电流均大于或等于 2000A，满足金湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 105 玉远景 4 台主变最大负载要求，额定短路开断电流满足远景最大短路电流开断需求；电流互感器二次绕组 1200/1A，满足远景最大输送潮流需求。间隔内设备联接导体和间隔跨线 LGJ-300/40 满足至 2025 年预计 101MW 最大潮流输送要求。输电线路导线规格 LGJ-185/30，额定最大载流量为 460A，最大极限载流量为531A，满足 2024243、 年线路供带金玉和栗山牌变电站预测最大同时负荷 88MW 需求，不满足 2025 年最大穿越功率要求，需转改变运行方式将栗山牌和煤炭坝改由“向煤栗玉”供带。按系统规划，在 2024 年回龙铺 220kV 变电站将建设投运，届时将金玉至栗山牌线路将改入回龙铺变电站，金玉变将改由回龙铺 220kV 变电站供带，回龙铺至金玉变电站之间导线规格为 2300，满足金玉远景发展需求。（2）电气二次设备校验 玉潭 220kV 变电站为已投运常规变电站，监控系统采用北京四方继保自动化股份有限公司的 CSC200 系列产品，保护测控装置安装于二次设备室，110kV 部分配置如下：二次设备校核表 序号 名 称 型244、号及规格 单位 数量 生产厂家及日期 结论 1 110kV 玉栗线路保护装置 南瑞继保 RCS941 型距离零序保护 台 1 2012 不满足要求 2 110kV 线路测控装置 北四方 CSI200E 台 1 2012 满足要求 3 110kV 母线保护 南瑞继保 RCS915 台 1 2012 满足要求 4 110kV 故障录波装置 成都府河 FH3000S 台 1 2012 满足要求 5 微机五防 长园共创 套 1 2012 满足要求 6 端子箱 个 1 满足要求（3）相关设备校验结论 1）经校核，金玉接玉栗线玉潭变侧间隔一次设备均满足本工程要求，无需改造。2）玉潭变侧线路保护装置为南瑞继245、保的 RCS941 型距离零序保护，本期考虑将其更换为与金玉变同型号两端光纤电流差动保护装置，其余二次设备满足要求。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 106 6.1.3 玉潭 220kV 变电站改造工程设想（1）玉潭变二次现状 变电站监控系统采用北四方综合自动化系统，配置独立微机五防，采用长园共创公司产品，110kV 玉栗线现配置南瑞继保的 RCS-941 距离零序保护，单独组 1面屏，同时配置 1 套南瑞继保的 RCS-915 型 110kV 母线保护装置，单独组 1 面屏。安全自动装置：配置 1 套成都府河的 110kV 故障录波装置 1 套，2012 年投运，单246、独组 1 面屏，布置在二次设备室。（2）测控设备选择 本期微机型测控装置利旧，设备为北四方的 CSI200E 装置。（3）微机防误 本期工程微机防误利旧，满足工程需求。（4）交直流电源系统 玉潭变直流、交流、UPS、通信等电源采用一体化设计、一体化配置、一体化监控，其运行工况和信息数据能通过一体化监控单元展示并通过 DL/T860 标准数据格式接入自动化系统，其产品为杭州中恒设备。1）直流系统 本站操作直流系统电压为 220V，直流系统采用单母线分段接线，辐射型供电。现 I、II 段均配置有两面直流馈线屏，其中每面馈线屏上备用开关均超过 5回，备用空开满足本期工程需要。2）交流系统 交流电源采247、用三相四线制，系统的中性点直接接地(TN-C-S)，系统的额定电压为 380/220V。站用电系统采用单母线分段接线。本期工程屏柜交流电源均取自二次设备室交流环网，交流电源系统满足本期工程需要。（5）全站时钟同步系统 站内已配置一套时钟同步系统，采用北斗系统和全球卫星定位系统 GPS 单向标湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 107 准授时信号进行时钟校正，优先采用北斗系统。同时具备通过远动通信设备接收调度时钟同步的能力。时钟同步系统采用湖南南汇电力技术有限公司产品，间隔层设备均采用 B 对时方式，备用对时回路能满足本期工程需求，本期维持不变。6.2 栗山牌 110kV248、 变电站侧 6.2.1 变电站现状 栗山牌 110kV 变电站位于长沙宁乡市煤炭坝镇栗山村，最先为 1978 年建设投运的 35kV 变电站，后于 1986 年升压改造为 110kV 变电站，是宁乡第二座 110kV变电站。站内现有 110kV/35kV/10kV 三个电压等级，2 台主变，主变容量 231.5MVA。其中 110kV 电气主接线现状为单母线双隔离分段带旁路接线，终期按单母线断路器分段带旁路接线预留，现有出线 3 回（玉栗线、向煤栗玉线、栗煤线；其中玉栗线和向煤栗玉线为变电站供电电源线路，设置有备自投装置；栗煤线为煤炭坝用户变电站备供电源线路，目前煤炭坝用户变处于半废状态，负荷249、较小），另预留出线间隔 1 个，采用户外 AIS 设备双列布置。35kV 电气主接线现状为单母线双隔离分段带旁路接线，终期按单母线断路器分段带旁路接线预留，现有出线 2 回（栗大线、栗涌线），另预留有出线间隔 2 个，采用户外 AIS 设备双列布置。10kV 电气主接线现为单母线分段带旁路接线，现有出线 12 回，无备用间隔。本次金玉变工程系统接入为线路接接入，栗山牌变电站侧不需新扩间隔，只需对原有间隔设备进行校验。6.2.2 站内相关设备校验（1）电气一次设备及导体校验 一次设备及导体参数校核表 名称 型式及参数 载流量 回路最大工作电流 校核系数 结论 110kV 栗山牌变电站 玉潭线出线250、间隔 110kV 栗山牌变电站 玉潭线出线间隔 断路器 LW46-126/T3150-40，126kV，3150A/40kA 3150A 331A 1 满足本期建设需求 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 108 电流互感器 LCWB6-110，2300/5A 0.5/0.2S/10P30/10P30级 0600A 1 满足本期建设需求 隔离开关 GW5-110，126kV，1250A，40kA/4S 2000A 1 满足本期建设需求 导体 LGJ-240/30 665A 1 满足本期建设需求 由上表可知，栗山牌断路器和隔离开关额定电流均大于或等于 1250A，满足金玉251、近期（至 2025 年）2 台 63 主变最大负载要求，额定短路开断电流满足远景最大短路电流开断需求；电流互感器二次绕组 600/5A，满足近期最大输送潮流需求。间隔内设备联接导体和间隔跨线LGJ-240/30满足至2025年预计101MW最大潮流输送要求。（2）电气二次设备校验 栗山牌 110kV 变电站为已投运常规变电站。保护测控装置安装于二次设备室，110kV 部分配置如下：二次设备校核表 序号 名 称 型号及规格 单位 数量 生产厂家及日期 结论 1 110kV 玉栗线路保护装置 无保护配置，不满足要求 2 110kV 线路测控装置 许继 FCK-802 台 1 2007 满足要求 3252、 110kV 备自投装置 许继 WBT822 台 1 2007 满足要求 4 微机五防 珠海优特 套 1 2007 满足要求 5 端子箱 个 1 满足要求（3）相关设备校验结论 1）经校核，金玉接玉栗线工程栗山牌变侧间隔一次设备均满足本工程要求，无需改造。2）栗山牌变侧未配置线路保护，本期考虑将新增一套与金玉变同型号两端光纤电流差动保护装置，其余二次设备满足要求。6.2.3 栗山牌 110kV 变电站改造工程设想（1）栗山牌变二次现状 变电站监控系统采用许继电气综合自动化系统，配置独立微机五防，采用珠海湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 109 优特公司产品，110kV253、 玉栗线现未配置线路保护；暂未配置 110kV 母线保护装置。配置 1 套许继电气的 WBT-822 型 110kV 备自投装置，于 2007 年投运；未配置故障录波装置。（2）测控设备选择 本期微机型测控装置利旧，设备为许继电气的 FCK-802 装置。（3）微机防误 本期工程微机防误利旧，满足工程需求。（4）交直流电源系统 栗山牌变直流、交流、UPS、通信等电源采用一体化设计、一体化配置、一体化监控，其运行工况和信息数据能通过一体化监控单元展示并通过 DL/T860 标准数据格式接入自动化系统，其产品为珠海泰坦设备。1）直流系统 本站操作直流系统电压为 220V，直流系统采用单母线接线，辐254、射型供电。本站配置 1 面直流馈线屏，馈线屏柜上备用开关超过 10 回，备用空开满足本期工程需要。2）交流系统 交流电源采用三相四线制，系统的中性点直接接地(TN-C-S)，系统的额定电压为 380/220V。站用电系统采用单母线接线。本期工程屏柜交流电源均取自二次设备室交流环网，交流电源系统满足本期工程需要。（5）全站时钟同步系统 站内已配置一套时钟同步系统，采用北斗系统和全球卫星定位系统 GPS 单向标准授时信号进行时钟校正，优先采用北斗系统。同时具备通过远动通信设备接收调度时钟同步的能力。时钟同步系统采用深圳市双合电气股份有限公司产品，间隔层设备均采用 B 对时方式，备用对时回路能满足本255、期工程需求，本期维持不变。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 110 7、送电线路路径选择及工程设想 7.1 概况 1）金玉变 110kV 出线规划 根据接入系统部分论证，110kV 金玉变本期接入系统方案为：110kV 玉栗线进 110kV 金玉变。2）金玉 110kV 变电站位置 金玉 110kV 变站址处于长沙市宁乡金玉工业园东北角，110kV 出线位于变电站东侧。3）金玉变 110kV 配套线路工程 金玉 110kV 配套线路终期出线 4 回，本期出线 2 回，即为：110kV 玉栗线进110kV 金玉变。110kV 玉栗线进 110kV 金玉变，起自待建的金玉256、 110kV 变，止于玉栗线P27-P28 之间，在玉栗线 P27-P28 之间接，将玉栗线 P27、P28 杆拆除，线路长度约 1.98 千米，其中双回路 1.65 千米，单回路 0.27 千米，金玉变采用电缆出线，电缆采用 ZC-YJLW03-64/110-11000mm2电缆，电缆路径长 0.06 千米；接点至玉栗线 P26 杆及接点至玉栗线 P29 杆需重新调整弧垂，重新调整弧垂段线路长0.9km。新建段线路导线采用 2xJL/G1A-300/40-24/7 型钢芯铝绞线，单回路地线一根采用 JLB20A-80 型铝包钢绞线，另一根采用 OPGW-13-90-1 型 24 芯复合光缆，257、双回路地线两根均采用 OPGW-13-90-1 型 24 芯复合光缆。7.2 变电站进出线间隔 1）金玉 110kV 变：金玉变东侧有 2 个 110kV 出线间隔，本期考虑从金玉变出两回，接 110kV 玉栗线上。金玉变 110kV 出线间隔如下图所示：湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 111 金玉变 110kV 出线间隔示意图 变电站站址 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 112 线路接点 7.3 线路路径方案 7.3.1 路径设计原则 1）线路路径应符合城镇规划，避免对城镇远期规划造成影响。2）避开大的村庄及密集的民房，尽量避让民房、加258、油站及采石场等。3）注重环境保护，避让文物及古迹保护单位。4）路径方案应技术可行，经济合理。5）路径方案尽可能结合电网发展规划的需要。6）工业发达地区，在线路通道允许时,新建线路沿规划公路走线，提高土地利用率。7.3.2 影响路径方案选择的因素 本工程线路途经宁乡市金玉工业集中区。根据现场调查的情况，影响本工程路径方案的主要因素有如下几点：1）规划局要求线路走向符合长沙电网中长期电网规划的要求。2）金玉工业集中区要求本次线路尽量符合工业园区规划走线。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 113 3）线路路径距离规划宁韶株高速公路不小于 30 米。4）线路路径通道内房屋密集259、，线路路径受一定限制。5）因本工程线路路径较短，且线路通道受一定限制，本工程选取唯一线路方案论述。7.3.3 方案路径 1）110kV 玉栗线 110kV 玉栗线 1997 年投运，线路总长度 14.4 千米，导线采用 JL/G1A-185/30型钢芯铝绞线，地线采用 GJ-35 型镀锌钢绞线。本次在玉栗线 P27-P28 之间接。2）金玉变接 110kV 玉栗线 由于 110kV 玉栗线位于金玉变电站的南方，直线距离约 1.66 千米，根据规划部门意见，本次只做一个路径方案。具体方案如下：从金玉变向东单回电缆出线后，至站外东南侧红线处终端杆处电缆上杆合并成双回，往东南方向架空跨越金达路，再向260、南沿着规划金达路边走线，跨过玉煤大道，走至金旺村处，在玉栗线 P27-P28 之间接，将玉栗线 P27、P28 杆拆除，接点至玉栗线 P26 杆及接点至玉栗线 P29 杆需重新调整弧垂，重新调整弧垂段线路长0.9km。线路路径长约 1.98 千米，其中双回路 1.65 千米，单回路 0.27 千米，金玉变采用电缆出线，电缆采用 ZC-YJLW03-64/110-11000mm2电缆，电缆路径长 0.06千米。本次新立杆塔 12 基，其中单回路耐张塔 2 基，双回耐张塔 5 基，双回直线塔 4 基，双回路电缆终端钢管杆 1 基。3）林业调查 本工程线路路径经调查，未占用风景林区等资源。7.3.4261、 协议情况 本工程线路路径方案已经取得政府各部门的原则同意，并取得协议。表 7.3.4 路径协议一览表：序号 协议发送部门 协议内容简介 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 114 1 宁乡市金玉工业发展投资有限公司 原则同意 2 宁乡市城乡规划服务办公室 原则同意 3 宁乡市电力设施建设和保护工作领导小组办公室 原则同意 4 宁乡市国土资源局 原则同意 5 宁乡市林业局 原则同意 6 宁乡市文物管理局 原则同意 7 宁乡市环境保护局 原则同意 7.3.5 路径方案基本情况 7.3.5.1 金玉变接玉栗线 1）线路路径长度、曲折系数 本线路起于金玉 110kV 变，止于262、止于玉栗线 P27-P28 之间，线路全长约 1.98千米，其中双回路 1.65 千米，单回路 0.27 千米，金玉变采用电缆出线，电缆路径长约 0.06 千米。航空线长约 1.66 千米，曲折系数 1.17。路径走廊经过金玉工业集中区。2）沿线地形地质 线路所经区海拔高度在高程介于 77112 米之间，地势高差起伏不大，山丘段局部较陡。主要为为低山丘陵地貌。表 7.3.5-1 地形比例统计表 地形 所占比例 平地 丘陵 水田 比例（%）20 50 30 表 7.3.5-2 土质比例统计表 地质 所占比例 松砂石 坚土 泥水 比例（%）50 20 30 3）植被分布情况 沿线植被以竹、松树、杉263、树为主，植被较为茂盛。4）交叉跨越 本工程线路主要交叉跨越见下表：湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 115 序号 被交叉跨越物名称 交叉次数 1 10kV 电力线 8 2 380 伏及以下电力线 10 3 通讯线 10 4 公路 3 5）抗震设防 根据中国地震烈度区划图所示，线路所经地区地震设防烈度为 6 度，线路可不进行抗震验算。6）交通运输 线路附近有多条乡镇公路交叉，且有机耕路可以利用，交通运输条件较好。7.4 设计气象条件 准确合理地划分设计用气象条件是关系到送电线路安全运行和经济合理的关键。为了客观反应实际情况，做到既安全可靠又不浪费，本工程在确定设计气象条264、件过程中主要遵循以下原则：收集沿线附近已有的高压电力线路的设计气象条件作为参考；设计基本风速采用距地面 10 米高、30 年一遇、10min 平均最大值。7.4.1 覆冰厚度的确定（1）影响导线覆冰的主要因素 1）天气系统对积冰的影响 冬季北方不断南下的冷空气受南岭山脉的阻挡，与南方较强的暖流汇合便形成静止锋，这种静止锋是影响冬季湖南气候的主要天气系统之一。其维持时间一般为38 天，长时可达半个月之久，短则 1 天半以下。当南岭一带受到静止锋系统影响时，这种扩散南下的冷空气较浅薄，以至于较高层大气温度在 0以上，并有明显的逆温层存在。因此高层的液体降水在降落过程中逐渐变冷，成为过冷却雨滴。这种265、过冷却雨滴降至近地面遇到寒冷物体时(如输电线路)便冻结起来，形成雨凇。这是南岭及其北部冬季常形成雨凇的主要原因。2）海拔高度对导线覆冰的影响 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 116 国内大量资料表明：在不同地区，海拔高度虽然相同，其覆冰程度并不一样。但在同一地区，覆冰厚度与海拔高度有一定的关系。虽然覆冰严重地段往往仅发生在很小的范围内，与地形、地貌关系密切，但大部分地方可这样认为：在同一地形及天气形势下，一般海拔愈高愈易覆冰，冰厚也随着增大。这主要是随着海拔高度的增加气温下降，0以下满足积水条件的气温维持时间增长，过冷却雾滴、水滴出线机率增多，积冰时风速增大。所有这266、些条件大大地增加了覆冰的机率和强度。3）地形对积冰的影响 一个地方覆冰的轻重，决定于山脉走向、坡向与分水岭、台地、分口、江湖体等，当线路在翻越高山区时，存在垭口、迎风坡、小盆地等一些微地形，这种地形造成风速和水汽通量增大，导线能捕获更多的水滴，因而形成较其它地形处更大的电线积冰。4）导线悬挂高度对覆冰的影响 导线覆冰厚度随电线悬挂高度增高而增加。其首要原因是积冰时风速随高度增加而增大，水滴向电线的输送量增大，单位时间内覆冰厚度也增厚。其次是积冰时冷空气含水量尤其是有雾时随高度的增高而增加。1.2 本工程区域冰区分布图如下：图 7.4.1-1 湖南电网冰区分布图（本工程位于 10-15mm 区域267、）湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 117 本工程地处低山丘陵地貌，沿线无形成特殊气象条件的地段。该地区现有的110kV 玉栗线运行情况较好，没有出现因覆冰导致断线倒塔现象，因此本线路采用钢管杆线路段，设计覆冰取 10 毫米，其余段线路设计覆冰取 15 毫米。7.4.2 设计风速的确定 根据110kV750kV 架空输电线路设计规范（GB 50545-2010）规定，110kV送电线路的基本风速采用 30 年一遇的最大值。本工程中采用极值型分布作为概率模型，对风速进行数理统计计算。设计基本风速采用距地面 10 米高、30 年一遇、10min 平均最大值。根据湖南电网风268、区分布图，本工程线路经过地区基本风速为 23.5 米/秒。1）建筑荷载规范中所附全国基本风压分布情况 省市名 城市名 海拔高度（m）风压（kN/m2）n=10 n=50 n=100 湖南 长沙市 44.9 0.25 0.35 0.4 桑植 322.2 0.20 0.30 0.35 石门 116.9 0.25 0.30 0.35 南县 36.0 0.25 0.40 0.50 岳阳市 53.0 0.25 0.40 0.45 吉首市 206.6 0.20 0.30 0.35 沅陵 151.6 0.20 0.30 0.35 常德市 35.0 0.25 0.40 0.50 安化 128.3 0.20 0269、.30 0.35 沅江市 36.0 0.25 0.40 0.45 平江 106.3 0.20 0.30 0.35 芷江 272.2 0.20 0.30 0.35 图 7.4.1-4 湖南地区 30 年一遇风压分布图 利用建筑荷载规范中所附全国基本风压分布图查知，本工程线路经过地区 10 米高度的基本风压值 W0=0.25，由基本风压公式 W0=V02/1600(千牛/平方米)，算出基本风速 V0=20.0 米/秒。3）结论 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 118 根据110kV750kV 架空输电线路设计规范（GB 50545-2010）规定，110kV送电线路基本270、风速采用离地面10 米高处30 年一遇时距平均最大值，且不低于 23.5米/秒。本工程线路位于宁乡市境内，沿线高程 77112 米，地势较低，无产生强风的微地形地区，参考附近 110kV 玉栗线运行资料，本工程推荐设计基本风速取值为23.5 米/秒。7.4.3 设计气温及雷暴日 规程规定：地区年平均气温在 317 之间，年平均计算气温应采用与此数临近的 5 的倍数值；地区年平均气温小于 3和大于 17时，分别按年平均气温减少 3和 5后，取与此邻近的 5 的倍数值。结合当地其它线路运行经验，本工程年平均气温取 15，最低温取-10。根据宁乡县气象站的年平均雷暴日统计的平均值，参考附近线路沿线已271、建线路的设计标准，根据当地电力部门的线路运行情况及经验，为了保证本工程线路投运后的安全运行，本工程推荐雷暴日为 60 天。7.4.4 运行情况及微气象调查 经沿线调查，并结合已经运行中的其它线路情况，本工程所经地区没有发现微气象区和微地形等特殊气象区域。7.4.5 设计气象条件的选取结果 根据以上分析，参照本线路所在地区已有线路的运行经验和规程规范，本工程设计气象条件组合如下表：表 7.4.1-1 钢管杆段气象综合情况一览表 取 值 计算条件 气 温（C）风 速(m/s)冰 厚(mm)备注 最高气温 40 0 0 最低气温-10 0 0 年平均气温 15 0 0 基本风速-5 23.5 0 设272、计覆冰-5 10 10（15）湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 119 取 值 计算条件 气 温（C）风 速(m/s)冰 厚(mm)备注 安装情况-5 10 0 事故情况-5 0 10 大气过电压 15 10 0 内部过电压 15 15 0 冰比重(kg/m3)0.9103 雷电日 60 注：括号内数值仅针对地线支架设计强度。表 7.4.1-2 其余段气象综合情况一览表 取 值 计算条件 气 温（C）风 速(m/s)冰 厚(mm)备注 最高气温 40 0 0 最低气温-10 0 0 年平均气温 15 0 0 基本风速-5 23.5 0 设计覆冰-5 10 15（20）273、安装情况-5 10 0 事故情况-5 0 15 大气过电压 15 10 0 内部过电压 15 15 0 冰比重(kg/m3)0.9103 雷电日 60 注：括号内数值仅针对地线支架设计强度。7.5 导地线选型 7.5.1 导线选型 根据系统论证及可性行研究报告中所得出的结论，本工程导线截面采用2*300mm2。导线截面和结构的选择除满足系统输送容量的要求外，还要考虑冰、风荷载对机械强度的要求和校验导线的电晕特征。由于导线在高压输电线路建设中所占投资比较大，所以合理地选择导线截面及结构，对线路的安全运行及降低投资具湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 120 有十分重要的意274、义。7.5.2 导线机械强度 参照110kV750kV 架空输电线路设计规程（GB50545-2010）,导线的设计安全系数一般不小于 2.5，平均运行应力不大于导线瞬时破坏应力的 25%；除满足上述要求外，还要求在验算覆冰情况下，导线弧垂最低点的最大应力不超过瞬时破坏应力的 70%，导线悬挂点应力不超过瞬时破坏应力的 77%。此外，导线的机械强度的确定还要考虑导线的电气性能、相分裂导线根数、杆塔荷重、地线支架高度及导线弧垂等因素，以取得综合经济利益，并结合运行经验来确定导线型号。7.5.3 导线型号选择 按照极限传输容量进行校验，JL/G1A-300 的导线持续极限输送容量为 131MVA（275、周围空气温度+25，计及日照，导体最高允许温度 70），取导线综合校正系数 0.81，其持续极限输送容量 106.1MVA；取导线综合校正系数 0.81，其持续极限输送负荷达 85MVA。综上，110kV 线路本期新建架空导线选择 300mm2可满足供带要求。在单分裂 300mm2规格这一前提下，结合本线路的地形和气象条件，以及国内110kV 线路工程中导线的使用情况，参照 圆线同心绞架空导线(GB/T1179-2008)标准和国家电网公司关于开展输电线路节能导线试点应用工作的通知、2013年输电线路节能导线扩大试点工程导线选型有关要求、国家电网基建2017921号国家电网公司关于开展节能导线276、应用工作的通知等的相关资料，本工程选择了 4 种 300mm2的导线 进行比较，分别为：钢芯铝绞线 JL/G1A-300/40、钢芯高导电率铝绞线 JL3/G1A-300/40、铝合金芯高导电率铝绞线 JL3/LHA1-165/175、中强度全铝合金绞线 JLHA3-340。表7.5-1 导线型号及技术参数表 名 称 钢芯铝绞线 钢芯高导电率 铝绞线 铝合金芯高导电率铝 绞线 中强度铝合金绞线 型 号 JL/G1A-300/40 JL3/G1A-300/40 JL3/LHA1-165/175 JLHA3-340 计算 铝 (铝合金)300.09 300 339.89 339.9 湖南长沙宁乡市277、金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 121 截面 (mm2)钢(复合芯)38.9 38.9-综 合 338.99 338.9 339.89 339.9 计 算 外 径(mm)23.9 23.9 23.94 23.94 股数及每股直径(mm)铝 (铝合金)24/3.99 24/3.99 37/3.42 37/3.42 钢(复合芯)7/2.66 7/2.66-单 位 重 量(kg/km)1131 1132.6 939.4 939.4 制 造 长 度不 小 于(m)2000 2000 2000 2000 额 定 拉 断 力(kN)92.360 92.360 81.170 81.58 温 度278、 线 膨 胀 系 数(1/)19.610-6 19.610-6 2310-6 2310-6 弹 性 模 量 E(N/mm2)73000 73000 55000 55000 直 流 电 阻(20，/km)0.0961 0.0939 0.0905 0.0887 1）电气性能比较 在事故运行方式下，交流输电线路可能出现的最大容量由系统的过负荷能力所决定。导线载流量与导线所处气象条件(环境温度、风速、日照强度)有关，在计算导线载流量时，应使导线不超过某一温度，目的在于使导线在长期运行或在事故条件下，由于导线的温升，不致影响导线强度，以保证导线的使用寿命。导线允许温度 80，环境温度 40 摄氏度，风速279、 0.5m/s，日照强度 1000W/m2，辐射系数 0.6，吸收系数 0.5 时，导线电气性能比较见下表。表 7.5-2 各种导线组合的电阻损耗(kW/km)导线组合 电阻损耗 输送功率 JL/G1A-300/40 JL3/G1A-300/40 JL3/LHA1-165/175 JLHA3-340 125MW 17.66 16.70 16.68 16.39 114MW 14.78 14.30 13.84 12.90 103MW 11.91 11.43 11.42 10.50 91MW 9.52 8.57 8.53 8.53 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 122 280、80MW 6.71 6.66 6.64 6.62 68MW 4.75 4.75 4.73 4.72 注：1.在计算电能损耗时，导线的交流电阻是随着系统输送功率不断变化的，分别计算，环境温度均为年平均气温为 40。2.输送功率考虑经济输送功率的 110%，100%，90%，80%，70%，60%六种组合。本线路选取的 4 种导线的载流量和允许输送功率基本相当，均可满足本工程的要求。铝合金芯高导电率绞线的交流电阻小，电阻损失少，在输送功率高、损耗小时数大时节能效益更明显。相比之下，钢芯铝绞线损耗大，年费用最高，故本工程不推荐采用。2）机械特性比较 表 7.5-3 导线机械性能比较 导线型号 JL/281、G1A-300/40 JL3/G1A-300/40 JL3/LHA1-165/175 JLHA3-340 最大使用应力(MPa)103.5（2.5）103.5（2.5）90.75（2.5）91.2（2.5）设计安全系数 2.5 2.5 2.5 2.5 最大弧垂(m)Ld=300,15，无风无冰 L300m 8.05 8.06 8.38 8.32 L400m 14.32 14.33 14.92 14.84 L500m 22.39 22.41 23.33 23.17 过载能力(70%瞬时破坏应力时的冰厚mm)Ldb400 32.3 32.3 31.5 30 导线大风风偏角()37.66 37.62282、 42.94 42.95 导线弧垂比较：JL3/G1A-300/40 钢芯高导电率铝绞线最好，JL3/LHA1-165/175铝合金芯高导电率铝绞线最差。过载能力比较：所选导线均满足覆冰过载要求，JL3/G1A-300/40 钢芯高导电率铝绞线最好。JLHA3-450 中强度铝合金绞线最差。导线风偏角比较：JL3/G1A-300/40 钢芯高导电率铝绞线最好，可采用原通用设计塔型；JLHA3-450 中强度铝合金绞线最差，可采用原通用设计塔型，但需注意校验实际 kV 值，对部分临界塔型应跳大一档使用。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 123 3）年费用比较 导线型号 283、JL/G1A-300/40 JL3/G1A-300/40 JL3/LHA1-165/175 JLHA3-340 20直流电阻（/km）0.0961 0.0939 0.0905 0.0887 年损耗小时数（小时）3500 3500 3500 3500 单位长度 年交流电阻损耗(kW/km)上网电价（0.5元/kWh）14.78 14.30 13.84 12.90 年损耗费用差值（万元/km）19.23 14.15 14.05 13.89 本体投资（万元/km）16.89 16.8 22.6 21.5 投资差额（万元/km）5.17 0 5.7 4.44 综合考虑各种导线在经济输送容量下年费用的比284、较与可靠性，本工程优先选用JL/G1A-300/40 钢芯铝绞线。7.5.4 导线分裂设计 本工程导线全线采用水平双分裂，分裂间距为 400mm。7.5.5 地线选型 本工程导线采用 JL/G1A-300/40 型钢芯铝绞线；单回路部分地线一根采用JLB20A-80 型铝包钢绞线，另一根采用 OPGW-13-90-1 型 24 芯复合光缆，双回路地线两根采用 OPGW-13-90-1 型 24 芯复合光缆。表 7.4-1 导、地线机械物理特性表 导 线 JL/G1A-300/40 JLB20A-80/7 计算截面 mm2 铝 股 300.09 19.85 钢 股 38.90 59.54 综 合285、 338.99 79.39 计 算 外 径(mm)23.94 11.4 股数及股径 铝 股 24/3.99 钢 股 7/2.66 7/3.8 单位重量(kg/km)1133 528.4 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 124 瞬时破坏应力(MPa)307.30 1168.41 线膨胀系数(1/oC)18.910-6 13.010-6 弹性模量(N/mm2)76000 147200 7.5.6 导线与地线的应力配合 导线最大使用应力：按设计规程要求，安全系数不小于 2.5，即在设计覆冰15毫米，相应风速10米/秒的控制条件下，JL/G1A-300/40导线的最大使用应286、力为103.0MPa。架空地线最大使用应力：按杆塔架空地线支架高度，导线与地线水平位移距离，在温度 15、无风时，导线与地线在档距中央接近距离不小于（0.012L+1）米的要求，推算出本次JLB20A-80最大使用应力为320.0MPa,安全系数为3.4，光缆 OPGW-13-90-1（24 芯）最大使用应力为 290.00MPa，安全系数为 4.3。7.5.7 导、地线防振 按照设计规程规定：钢芯铝绞线年平均运行应力大于破坏应力的 16%，钢绞线及铝包钢绞线年平均运行应力大于破坏应力的 12%时，应采取防振措施。本工程导线安装 FRYJ-3/5 型防振锤,导线安装 FRYJ-2/G 型防振锤287、，防振锤均采用铝夹铝型。7.6 绝缘配置 根据湖南省电力系统污区分布图和线路实地踏勘情况，本工程沿线大部分为级(d 级)污秽区(如下图)。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 125 图 7.4.6-1 电力系统污区分布图 本工程全线按级(d 级)污秽区进行防污设计。级(d 级)污秽区选用本工程采用 FXBW4-110/120 棒形悬式复合绝缘子。表 7.6-1 导线绝缘子串组装表 表 7.6-2 带电部分与杆塔构件的最小间隙 运行情况 雷电过电压 操作过电压 工频电压 带电作业 最小间隙(mm)1000 700 250 1000 （1）导线悬垂绝缘子串一般采用单串绝缘子288、,跳线绝缘子串采用单串绝缘子。（2）耐张绝缘子串一般采用双串绝缘子，在进线档采用单串绝缘子。（3）对重要跨越的地方导线直线、耐张均采用双串绝缘子。（4）地线除龙门架相连的进线采用一片带间隙绝缘子外，其它一律直接接地,带间隙绝缘子采用 U70CN/200 型钢化玻璃绝缘子。（5）根据典设要求，单回转角塔中相跳线采用双跳线。020转角内外角均装单跳线，2040转角外角装单跳线，40以上转角外角装双跳线，内角不装。型 号 额定机械破坏负荷（KN）最小电弧距离（mm）最小公称爬电距离（mm）雷电全波冲击耐受电压 KV（峰值）不小于 工频一分钟湿耐受电压 KV（峰值）不小于 FXBW4-110/120 289、120 1000 3150 550 280 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 126 表 7.6-3 挂线金具一览表 金具名称 型 号 破坏荷重不小于（kN）备 注 悬垂线夹 XG-6034 60 用于 JL/G1A-300/40 耐张线夹 NY-300/40 握着力不小于 87.7 用于 JL/G1A-300/40 接续管 JY-300/40 握着力不小于 87.7 用于 JL/G1A-300/40 补修管 JX-300 用于 JL/G1A-300/40 7.7 防雷接地 据电力行业标准交流电器装置的过电压保护和绝缘配合（DL/T6201997）及设计规程规定，本工290、程杆塔双地线保护，双回路铁塔地线对外侧导线保护角为10以下，地线不绝缘，导线与地线在档距中央的距离不小于 0.012L+1（L 为档距），满足规程要求。按过电压保护规程第 49 条规定，有地线的 110kV 送电线路在一般土壤电阻率地区，变电所进出线段及大跨越段的耐雷水平不宜低于 75kA，一般线路的耐雷水平不宜低于 4075kA。为保护变电站内设备，提高进出线段的耐雷水平，在进出变电站 2 千米范围内应加大接地装置，双回路铁塔其接地电阻应控制在 7 欧姆以下，电缆附件接地电阻应控制在 4 欧姆及以下，并尽可能满足耐雷水平不低于 75kA 的要求，本工程线路全长 1.98km，不足 2 千米，291、本次将接点外 P26、P29 塔进行接地装置改造，满足设计要求。根据规程规定，本工程铁塔全线逐基四腿接地，接地装置采用方框水平放射型，接地体均采用10 圆钢，接地引下线采用12 热镀锌圆钢，埋设深度水田 0.8 米，岩石 0.3 米，其它 0.5 米，全线部分铁塔接地形式为防盗型，防盗角桩采用 L404410 毫米角钢。对于高土壤电阻率地段采用增加垂直接地体、加长接地带、改变接地形式、换土或采用接地新技术等措施确保不大于 20 欧姆，原则上不使用化学降阻剂。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 127 7.8 导线、地线防舞、防振 架空输电线路运行过程中会因自然条件的作用292、而发生多种灾害事故，舞动就是其中危害较为严重的一种。产生舞动是输电线路导线因覆冰形成非圆截面，在水平方向风作用下，引起的一种低频(约为 0.13Hz)、大振幅约为导线直经的 20300倍)自激振动，在振动形态上表现为在一个档距内只有一个或少数几个半波，故有时称之为全档距舞动，以别于次档距振荡。舞动产生的危害是多方面的，轻者发生闪络、跳闸，重者发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，杆塔螺栓松动、脱落，甚至倒塔，导致重大电网事故。湖南地处亚热带季风气候区，年平均气温为 16.419.8，降水季节分配不均，在秋冬季(10 月次年 2 月)，雨量相对较少，特别是在 11 月下旬至 12 月底，这一时期293、全省干旱日较长。冬季受西伯利亚和蒙古冷高压控制和影响，盛行偏北风；冷空气侵入的走向与湖南省整个地势有关。根据对湖南省架空输电线路舞动故障的调研分析，表明舞动基本发生在平坦、开阔、风口、江河湖面等风力较强且气流稳定的地区。根据湖南电网舞动分布图，线路所经区域属于 3 级舞动区，根据运行单位提供的情况，附近的 110kV 向煤栗玉线、220kV 向玉线、110kV 玉木线，均发生过线路舞动，建议本工程线路考虑防舞措施。综上，参考附近已有线路防舞动措施运行情况，本工程在线路采用线夹回转湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 128 式间隔棒防舞,型号为 FXGB-110。另外采取294、以下措施，提高输电线路抵御舞动的能力。1）耐张塔跳线金具采取加强设计，连接金具设计安全系数取 2.83.5，耐张线夹引流板采用加强型；2）线路跨越重要跨越物时，尽量采用耐-直-直-耐或耐-直-耐跨越方式，临近被跨越物的杆塔采用直线塔；3）预留安装防舞措施的条件。4）导线悬垂线夹采用预绞式，减少线夹对导线的磨损，防振锤采用预绞式，提高输电线路抵御舞动的能力。根据架空输电线路防舞设计规范QGDW 1829-2012，110kV 相导线垂直排列线路相间间隔棒布置方法如下表所示。110kV 同塔双回输电线路相间间隔棒布置方法及数量 档距（m）数量（只）布置位置（m）（与小号侧的距离）上相-中相 中相-295、下相 L300 2(1/3)L(2/3)L 300L500 4(2/9)L、(3/5)L(2/5)L、(7/9)L 根据相间绝缘间隔棒的安装原则,相间绝缘间隔棒的安装位置应尽量避开 14 个半波的波节点,并安装在 14 个半波的波腹处。对于小档距，考虑由于 1 阶、2阶波腹相距不远,可将间隔棒分别安装在(1/4)L处和(1/3)L处，这样即可抑制二阶和三阶舞动，又能牵制一阶舞动，同时可避开档距中点。对于较长档距，考虑抑制舞动+防止冰雪跳跃+导线下垂引起线间闪络，应增加间隔棒数量，可采用 4个相间间隔棒，分别安装于档距(2/9)L、(2/5)L、(3/5)L、(7/9)L 四处或附近，这样既抑制296、 2 阶舞动,又抑制了 3 阶舞动,同时又避开了 4 阶舞动的波节处。4 只相间间隔棒的布置方式如下图 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 129 防舞间隔棒安装要求(1)防舞器、间隔棒中心与接续管或补修管出口距离必须大于 0.5 米。(2)防舞器、间隔棒上的所用开口销、闭口销及弹簧销的直径必须与孔径配合，弹力适度，所有的开口销、闭口销要求对称开口，开口角度 6090 度。(3)防舞器、间隔棒上的螺栓必须齐全、紧固。(4)顺线路方向销子由小号向大号穿，线夹框体部分的螺栓向框体内穿（即相对穿）。按照设计规程规定，钢芯铝绞线年平均运行应力大于破坏应力的 16%，钢绞线年平均297、运行应力大于破坏应力的 12%，均应采取防振措施。据此，本工程防振措施采用安装防振锤防振，导线防振锤采用 FRY-3/5（JL/G1A-300/40 导线用），JLB20A-80/7 地线防振锤采用 FRY-2/G。导线及地线紧线后应及时安装防振锤，以防止导线及地线因震动受伤。防振锤安装个数见下表：表 7.7-1 防振锤安装个数 个 数 档 型 号 距 1 2 备注 FRY-3/5(导线用)350 350700 JL/G1A-300/40 导线用 FRY-2/G(地线用)300 300600 JLB20A-80/7 地线用 防震锤安装距离：直线杆塔从导地线与悬垂线夹出口起算至防震锤夹板中心，耐298、张杆塔从耐张线夹出口起算至防震锤夹板中心，防震锤的大头朝杆塔，多湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 130 个防震锤等距离安装。7.9 电缆选型 本方案电缆采用电缆沟内敷设，电缆线路单根电缆长约 0.08km，电缆型号为ZC-YJLW03-64/110-11000mm2。（1）电力电缆运行条件 额定电压(相电压/线电压)：64kV/110kV；系统最高运行电压：126kV；系统频率：50Hz；系统中性点接地方式：中性点直接接地；最大工作电流：1270A；导体正常运行额定温度为 90，短路情况下为 250。（2）电缆选型 根据城市电力规划设计导则的要求，城网的电缆芯截面的299、选择，可按输送容量、经济电流密度、热稳定、敷设方式等条件校核，110kV 及以上电缆的导线截面可根据实际需要选用。根据系统资料，系统推荐架空导线截面积为 2x300mm2，该型导线最大输送容量为 203MW。根据计算得知：最大输送容量时导体中的电流为：1065A。表 7.9-1 110kV 电缆载流量 型号 YJLW02-Z、YJLW03-Z 等载流量 敷设方式 品字型排列 平行排列 单端接地 双端接地 单端接地 双端接地 标称截面 mm2 或交叉互连 或交叉互连 630 970 865 1120 920 800 1100 950 1270 1010 1000 1220 1030 1420 1300、110 1200 1310 1100 1530 1180 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 131 根据上表得知，800mm2截面积电缆双端接地情况下载流量为 1010A，不能满足输送容量要求；1000mm2截面电缆在平行排列情况下，每回载流量为 1110A，输送容量为 209MVA，可以满足输送容量要求，而考虑到系统的发展，为今后的网络构建和改动，建议本期电缆截面选择 1000mm2。（3）电缆导体的允许短路电流 短路电流校验：在起始温度为 90、终止温度为 250、短路时间(主保护动作时间加相应断路器开断时间，下同)为 0.25S，按绝热过程计算，截面为 1000301、mm2铜芯电缆线芯的允许短路电流为 324.9kA，大于最大三相短路电流 34.2kA，满足本工程要求。（4）电缆参数 根据电缆载流量验算结果，按电缆厂家所提供的产品资料，ZC-YJLW03-Z 64/110kV 11000 型交联聚乙烯绝缘皱纹铝套聚乙烯护套纵向阻水阻燃电力电缆结构及主要参数如下：表 7.5-5 电缆参数表 序号 结构 1000mm2 厚度 外径 1 导体-48.8.01.0 2 导体屏蔽 绕包 20.14 34.71.0 挤包 1.2 37.11.0 3 绝缘 16.0 69.11.0 4 绝缘屏蔽 1.2 71.51.0 5 半导电阻水缓冲带 22.0 77.52.0 6302、 皱纹铝护套 2.0 95.02.0 防腐沥青 0.5(近似值)95.02.0 7 外护套 4.5 104.03.0 导电层 0.2 104.03.0 注：该表为初定参数，具体以招标厂家参数为准。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 132 （5）附件选型 本方案电缆附件应与电缆本身有着相同的电气性能和防水特点，电缆附件采用预制式产品，所有附件应与电缆相匹配。附件要求具体如下：1）直接接地箱、避雷器和电缆端头 直接接地箱必须都有可靠的绝缘，且防水、防腐。电缆终端头采用户外干式电缆终端头，且为座式，与电缆终端塔相匹配。电缆与架空线相连，为防止雷电冲击波侵入后危及系统的安全，303、须在电缆终端塔上装设 YH10WZ108/281 避雷器，其接地端应与电缆的金属外皮连接。避雷器应配备在线监测仪。2)电缆夹具 由于电缆引上电缆终端塔，为防止电缆热伸缩产生的位移，需要金属夹具把电缆固定与电缆塔上。以上夹具的材料宜为铝合金材料。（6）过电压保护和接地 电缆金属护套在线路上必须至少有一点直接接地，且护套上任一非直接接地处的正常感应电压，按照城市电力电缆线路设计技术规定DL/T52212005 之规定：在未能采用防止人员任意接触金属护套的安全措施时，在正常满负载情况下，不得大于 50V；采取能防止人员任意接触金属护套或屏蔽层的安全措施时，在正常满负载情况下，不得大于 100V。根据304、电力工程电缆设计规范GB502172018 的要求，电缆线路的正常感应湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 133 电动势最大值应满足下列规定：1）未采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，不得大于 50V。2）除上述情况外，不得大于 300V。（7）土建部分 本工程线路电缆部分走线处于变电站用地红线范围内，电缆采用电缆沟敷设，变电部分已将电缆沟砌筑至变电站围墙外马路边，本次线路部分不需再考虑电缆沟工作量，其电缆沟和电缆夹层设计详见变电部分设计。电缆终端杆设置围栏。电缆上电缆终端塔段采用电缆抱箍固定在塔身上。电缆从电缆终端井引出段采用 CPVC 套管保护。电缆路径：305、电缆由电缆终端杆下地后沿站内电缆沟敷设至电缆夹层，接入本工程 GIS 间隔；电缆敷设路径长 30 米，单根电缆长 80 米。（9）电缆的防火 根据 电缆防火措施设计和施工验收标准（DLGJ154-2000），新建电缆线路在电缆沟敷设方式应采取相应的防火措施；电缆终端、裸露部分应加强防护（如涂防火漆、采用难燃或耐火接头盒），进入设备的孔、洞也应采取防火措施（如采用防火堵料封堵）。1）所有电缆头每侧 2m 范围内电缆绕包防火包带再涂刷防火涂料进行防火保护。2）防火涂料使用注意事项。a.电缆防火涂料施工前应将电缆表面的浮尘、油污、杂物等清洗、打磨干净，待表面干燥后方可进行防火涂料的施工。b.电缆防火306、涂料施工采用喷涂、刷涂等方法，使用时应充分搅拌均匀，涂料稍稠时，可用适量自来水进行稀释，以方便喷涂为宜。c.施工过程中及涂层未干时之前，应防水、防暴晒、防污染、防移动、防弯曲，如有损坏及时修补。d.对于塑料、橡胶外皮的电线电缆，一般是直接涂刷 5 次以上，涂层厚度为湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 134 0.5-1mm，大约用量 1.5kg/m2,对于包装有油纸的绝缘电缆，应先包一层玻璃丝布，再进行涂刷，如果在室外或者潮湿的环境下施工，应加配套罩面清漆。（10）电缆部分主要工程量 序号 项目 单位 型号 用量 备注 1 110kV 电缆 米 ZC-YJLW03-64307、/110-11000mm2 480 单芯电缆 2 户外干式电缆终端头 个 ZC-YJLW03-64/110-11000mm2 6 座式 3 户内 GIS 电缆终端 个 ZC-YJLW03-64/110-11000mm2 6 4 三相直接接地箱 个 2 5 带保护器三相接地箱 个 2 6 复合外套金属氧化物避雷器 套 6 附在线监测仪 7 标志桩 个 14 8 电缆警示牌 块 13 9 铝合金电缆夹具 套 40 均按单相夹具考虑 10 防火堵料 吨 0.5 11 防火堵料 吨 0.5 7.10 杆塔基础 7.10.1 杆塔 本工程地形以丘陵、水田为主，地质以松砂石、坚土、普通土、泥水为主，植被比308、较茂盛，交通运输条件较好。本工程线路的气象条件为：基本风速取值为 23.5 m/s，覆冰厚度取值钢管杆段为 10mm，铁塔段为 15mm。导线采用 2JL/G1A-300/40 型钢芯铝绞线，地线采用2 根 OPGW-13-90-1 光缆，全线按双回路架设。本次新立杆塔 12 基，其中单回路耐张塔 2 基，双回耐张塔 5 基，双回直线塔 4 基，双回路电缆终端杆 1 基。平均耐张段长度为 244m，耐张转角塔占杆塔使用总数的 66.7%，直线塔占杆塔使用总数的33.3%。根据国家电网公司基建2011374 号文，本工程铁塔均采用国网通用设计，湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研309、究报告 135 根据本工程选用导地线型号和气象条件分区，铁塔推荐采用 国家电网公司标准化建设成果（通用设计、通用设备）应用目录（2016 年版）中 1C6、1F6、1F7、1GGF2模块。本工程铁塔选用的 1C6、1F6、1F7 模块使用条件海拔高度 1000 以下、设计基本风速23.5m/s和25m/s（基准高10mm）、覆冰厚度15mm、导线为2JL/G1A-300/40、地线为 OPGW 兼 JLB-100。本工程钢管杆选用的 1GGF2 模块使用条件海拔高度 1000 以下、设计基本风速23.5m/s 和 25m/s（基准高 10mm）、覆冰厚度 10mm、导线为 2JL/G1A-30310、0/40、地线为 OPGW 兼 JLB-100。本工程铁塔推荐使用模块具体设计条件如下表：表 7.10-1 铁塔模块设计条件一览表 模块编号 回路数 导线 地线 基本风速（m/s）覆冰（mm）海拔高度（m）1F6 双回路 2JL/G1A-300/40 JLB-100 23.5 15 1000m 以下 1F7 双回路 2JL/G1A-300/40 JLB-100 25 15 1000m 以下 1C6 单回路 2JL/G1A-300/40 JLB-100 23.5 15 1000m 以下 1GGF2 双回路 2JL/G1A-300/40 JLB-100 25 10 1000m 以下 本工程实际使用311、地线与典型模块地线不一致，采取地线支架校验补强措施，满足本工程要求。本工程其他设计条件与典设一致，满足杆塔选用原则。本工程铁塔推荐使用杆塔具体设计条件如下表：表 7.10-2 推荐杆塔设计使用条件一览表 塔型 水平档距(m)垂直档距(m)转角度数 呼高(m)1F6-SZC1 340 450-24 350 450-1521 1F7-SJC4 450 700 6090 1524 1F7-SJC1 450 700 020 1524 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 136 1GGF2-SDJ 150 200 090电缆终端 1527 上述选用铁塔单线图尺寸、指标详见杆塔一览312、图。本工程杆塔使用情况如下。表7.10-3 杆塔使用情况一览表 表 7.10-4 钢管杆使用呼高一览表 为了适应不同的地形条件，减少土石方开挖量，减少水土流失，所有铁塔均采用全方位高低塔腿，塔身截面都是正方形，分别配置有 1.03.0m 高差的接腿。本工程可以通过选用合适的标准接腿，再配合加高基础使用，灵活地适应地形高差变化，大量减少了降基土石方，有利于环境保护及降低工程造价。为防止螺栓松动，所有铁塔自塔腿 8m 以上至塔顶的所有螺栓采用扣紧式防松螺母，铁塔自塔腿 8m 以下采用可拆防卸螺栓和防卸脚钉。7.10.2 基础 本工程沿线地区为山丘和水田。山丘多为松砂石、坚土、普通土，水田地质 24313、m 合计 1C6-DJC 2 2 1F6-SZC1 4 4 1F7-SJC4 2 2 1F7-SJC1 3 3 合计 11 11 24m 合计 1GGF2-SDJ 1 1 合计 1 1 呼 高 数 量 型 号 呼 高 数 量 型 号 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 137 为泥水。铁塔基础山丘地区采用掏挖式基础、水田采用直柱大板式基础。钢管杆采用灌注桩基础。1)铁塔基础采用掏挖式基础和直柱大板式基础。掏挖式基础近年来在线路工程中得到了广泛应用，且运行情况良好、安全可靠。它的特点是基坑基本采用人工掏挖成型，可辅以分层定向松动小爆破；基坑开挖难度不大，不用模板，不用回填314、土，柱子与底板做成圆形，柱子配筋。基脚做成蒜头形，按刚性设计。按剪切法进行抗拔稳定计算，充分利用原状土承载力高的优点，所以混凝土用量较省，钢材用量较少，土石方量最少，施工工艺简单。本工程山地和丘陵地带地质主要为硬塑粘性土、土夹石，对于基础作用力不大的塔型在这类土壤地区采用掏挖式基础比较合适。直柱式大板基础的特点是：按土重法计算，主柱预埋底脚螺栓，铁塔通过底座板和底脚螺栓与基础相连，底板做成柔式大板，板的上部与下部均配置钢筋。其优点是施工较斜插式基础方便，混凝土用量则较阶梯式基础少。缺点是基坑大开挖，土方量较大，钢材耗量较多。本工程平地、水田及全风化的花岗岩地带采用直柱式大板基础，它适用于所有在315、一般地质情况下的自立式铁塔。钢管杆基础，由于线路处于金达路的绿化带，金达路路面当地政府已承诺，在本工程实施前完成通车，建议采用人工挖孔桩基础和灌注桩基础以减少对路面设施的影响。基础与杆塔主要采用地脚螺栓方式进行连接。基础钢筋材质为 HPB300、HRB400。其质量技术性能应符合碳素结构钢（GB700-2006）等有关专业技术标准。基础混凝土标号 C25 级；基础保护帽、垫层采用 C15 级；基础混凝土质量标准应符合混凝土结构设计规范(GB 50010-2010)。本工程地脚螺栓采用 35#钢，1F6-SZC1 铁塔地脚螺栓规格取 M36，1GGF2-SDJ、1F7-SJC1、1C6-JC4 316、铁塔地脚螺栓规格取 M64，1F7-SJC4 铁塔地脚螺栓规格取 M72。杆塔基础深度深度大于 4 米考虑护壁。湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 138 7.11 水土保持及环境保护设计原则 7.11.1 在山区的杆塔环保设计主要原则 采用全方位高低腿铁塔，并配合高低基础，做到零降基，并在有条件的塔位的铁塔基础优先采用掏挖式基础，以减少基础和边坡的开挖，从而减少对植被的破坏。7.11.2 综合治理基面 1)基面外设排洪沟、排水沟，防止水土流失。2)砌护坡和挡土墙，保护基础边坡。3)采用人工植被，保护基面和边坡。4)弃渣处置，本着就近、经济的原则，首先用于塔座基面四周的317、平整。就地堆放在铁塔附近较平缓的坡面，使土石方就地堆稳，确实无法堆稳时，修建挡土墙，不允许余土流失山下，影响生态环境。7.11.3 施工措施 做好送电线路水土保持工作除了设计上采取措施外，还需靠施工单位采取及时、有效的施工措施，最终实现水土保持的目的。为保证工程建设完全满足水土保持的要求，对施工临时道路、施工牵张场、施工临时占地和弃渣点等工程临时占地也提出相应的水土保持要求。对施工临时道路，设置集中弃渣点并做好防护，预防水土流失，妥善解决路基路面的排水问题，减少冲刷。对牵张场地一般选择较为平坦的荒地，注意文明施工对场地的保护，不得大面积砍伐树木、损坏林草。对施工临时占地破坏的原有地貌，应清理残318、留在原地面的混凝土，利于植被尽快恢复生长，滚落至山下的水田、旱土、水塘、水库、水渠、道路及房周围的滚石，必须清除，保护生态环境，对占用土地采取复耕、种植等措施恢复或改善原有的植被状况，有条件的播撒草籽或种植被。7.11.4 基础检测 本工程原状土基础需进行检测，原状土基础采用高应变和低应变法进行检湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 139 测，低应变法检测：采用低能量瞬态或稳态方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线，或在实测桩顶部的速度时程曲线同时，实测桩顶部的力时程曲线。通过波动理论的时域分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法；高应变检测：用重锤冲击桩顶，实319、测桩顶附近或桩顶部的速度和力时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向承载力和桩身完整性进行判定的检测方法，本工程共计 12基基础进行高应变检测。7.12 拆除工作量 110kV 玉栗线进 110kV 金玉变，起自待建的金玉 110kV 变，止于玉栗线P27-P28 之间，在玉栗线 P27-P28 之间接，将玉栗线 P27、P28 杆拆除，P26-P27、P28-P29 段线路导地线利旧，拆除导线为 LGJ-185/30 钢芯铝绞线，地线为 GJ-35镀锌钢绞线，拆除线路长 0.9km。7.13“三牌”及多回路标识牌说明 根据国网公司要求，凡新、改、扩建输电线路工程和在运线路都需进行“三牌”（杆塔320、编号标识牌、相序标识牌、警示标识牌）及多回路的回路标识牌的加工制作及安装，详细说明请见湖南省电力公司（2010 年 333 号文），共玉栗线更换“三牌”60 基。7.14 OPGW 光纤通信线路设计 根据系统通信要求，并充分利用线路资源，将在金玉变接 110kV 玉栗线路上架设两根 OPGW 复合光纤入玉栗线上的 OPGW 复合光纤，构成变电站之间的信息通道。110kV 玉栗线 1997 年投运，线路总长度 14.4 千米，导线采用 JL/G1A-185/30型钢芯铝绞线，地线采用 GJ-35 型镀锌钢绞线；杆塔采用湖南省典型设计 1XC 系列杆塔。本次在玉栗线 P27-P28 之间接。本次将321、玉栗线两根 GJ-35 地线拆除，一根更换为 GJ-50 钢芯铝绞线，另一根更换为 OPGW-51/24 光缆，栗山牌至接点线路长 8.2km，玉潭变至接点线路长湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 140 6.2km，OPGW-51/24 光缆路径长 14.4km；接点至金玉变线路路径长 1.98km，单回路部分地线一根采用 JLB20A-80 型铝包钢绞线，另一根采用 OPGW-13-90-1 型 24芯复合光缆，双回路地线两根采用 OPGW-13-90-1 型 24 芯复合光缆。表 7.14-1 OPGW-13-90-1 光缆特性参数 OPGW 光缆型号 OPGW 322、芯 数 24 结构型式 层绞式不锈钢管松套结构 承力截面(平方毫米)90 计算外径(毫米)13.2 单位重量(千克/千米)641.0 瞬时破坏应力(兆帕)1244.4 弹性模量(牛/平方毫米)162000 线膨胀系数(1/摄氏度)13.010-5 20 摄氏度直流电阻(欧/千米)0.98 最大允许短路电流(0.25 秒，kA)13.45 短路电流热容量（kA秒）45.22 表 7.14-2 OPGW-51/24 特性参数 技术参数名称 单 位 OPGW 结构型式 层绞式不锈钢管松套结构 承力截面 Mm2 51.32 外径 Mm 9.9 单位重量 kg/km 363 额定抗拉强度(RTS)Kn 323、63.7 弹性模量 N/mm2 162000 线膨胀系数 1/13.010-6 20直流电阻/km 1.676 最高允许温度 +200 短路容量 I2t kA2s 13.03 短路电流 kA 7.22 表 7.14-3 地线机械物理特性表 地线型号 JLB20A-80 计 算 截 面(平方毫米)钢 股 79.39 铝 股/综 合 79.39 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 141 计算外径(毫米)11.4 股数及每股直径(毫米)钢 股 7/3.8 单位重量(千克/千米)630.4 制造长度不小于(米)2000 瞬时破坏应力(兆帕)1168.28 温度膨胀系数(1/摄324、氏度)11.510-6 弹性模量 E（牛/平方毫米）185000 7.14.1 OPGW 热稳定校验 根据系统远景规划阻抗计算短路电流，金玉变电站出口母线单相接地短路时短路电流为 11.01kA。玉潭变电站出口母线单相接地短路时短路电流为 14.56kA。金玉变电站出口母线单相接地短路时短路电流为 12.98kA。栗山牌变电站出口母线单相接地短路时短路电流为 11.02kA。金玉变电所外发生接地短路时，短路电流通过地线向外侧杆塔接地分流的系数f=0.1，通过地线向变电站接地网的流分流系数 f=0.9;变电所内发生接地短路时，地线接地短路电流分流系数 f=0.5。OPGW 和地线上的接地短路电流325、按最大分流电流系数取值：f=0.9，OPGW 和地线上的最大接地短路电流 I=12.98*0.9=11.68KA，经验算得出如下结果：表7.4.3-1 地线热稳定计算结果 地线 0.3s 允许短路电流（kA）短路时流过的最大电流（kA）JLB20A-80 8.7 4.91 OPGW-24B1-90 13.45 6.77 表7.4.3-2 地线热稳定计算结果 地线 0.3s 允许短路电流（kA）短路时流过的最大电流（kA）GJ-50 4.36 1.97 OPGW-51/24 12.4 9.71 根据以上计算,OPGW 能满足热稳定要求且有一定裕度。OPGW 部分主要材料见下表：表 7.4.3-3326、 金玉变接玉栗线 OPGW 主要设备材料表 湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 142 序号 名 称 单位 数 量 1 OPGW-13-90-1（24 芯）千米 2.1 2 OPGW-51/24（24 芯）千米 15.8 3 OPGW 用单联悬垂金具串（OZ-2）套 15 4 OPGW 用双联悬垂金具串（SOZ-2）套 25 5 OPGW 用耐张金具串（ON-2）套 40 6 终端接线盒 只 4 7 中间接线盒 只 5 8 余缆架 只 5 9 防振锤 只 140 7.14.2 导线与地线的应力配合 导线最大使用应力：按设计规程要求，安全系数不小于 2.5，即在设计覆冰1327、5毫米，相应风速10米/秒的控制条件下，JL/G1A-300/40导线的最大使用应力为103.0MPa。新建线路架空地线最大使用应力：按杆塔架空地线支架高度，导线与地线水平位移距离，在温度 15、无风时，导线与地线在档距中央接近距离不小于（0.012L+1）米的要求，推算出本次 JLB20A-80 最大使用应力为 320.0MPa,安全系数为 3.4，光缆 OPGW-13-90-1（24 芯）最大使用应力为 290.00MPa，安全系数为 4.3。玉栗线导地线配合防雷要求验算：110kV 玉栗线 1997 年投运，线路总长度 14.4 千米，导线采用 JL/G1A-185/30型钢芯铝绞线，地328、线采用 GJ-35 型镀锌钢绞线；杆塔采用湖南省典型设计 1XC 系列杆塔；原杆塔设计导线为 LGJ-240/30 钢芯铝绞线，地线采用 GJ-50 镀锌钢绞线。本次将玉栗线两根 GJ-35 地线拆除，一根更换为 GJ-50 钢芯铝绞线，另一根更换为OPGW-51/24 光缆。经核实 110kV 玉栗线仅 P33-P34 档线路穿越 500kV 线路，其余均为跨越，线路最大档距为 P26-P27 档,档距 464m。本工程更换的地线与 OPGW 考虑穿越档弧垂与原地线 GJ-35 弧垂保持一致，校核线路是否满足防雷要求。P33-P34 穿越 500kV 线路，档距为 242 米。地线 GJ-3329、5 地线弧垂为 4.26m，最湖南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 143 大使用应力为 389.26Mpa。P33-P34 穿越档 GJ-35 与 GJ-50 及 OPGW-51/24 的配合 地线型号 参数类型 GJ-35 最大使用应力（Mpa）381 安全系数 3.0 弧垂 4.26 GJ-50 最大使用应力（Mpa）341 安全系数 3.35 弧垂 4.33 OPGW-51/24 最大使用应力（Mpa）322 安全系数 3.85 弧垂 4.24 OPGW 作为地线，除了满足电气性能的要求外，还必须进行机械强度校验，保证其机械特性、抗拉强度和导地线应力配合满足规程要330、求。一般情况下，OPGW 的弧垂应与另一根地线的弧垂接近，计算结果如下表：架空地线最大使用应力：按杆塔架空地线支架高度，导线与地线水平位移距离，在温度 15、无风时，导线与地线在档距中央接近距离不小于（0.012L+1）米的要求。原线路 P33-P34 档线路档距为 242 米，地线 GJ-35 安全系数 3.0，地线弧垂为 3.65m；更换 GJ-50 地线后，安全系数取 3.35，地线弧垂为 3.73m；OPGW安全系数取 3.65，弧垂为 3.72m。核算线路其他档距能否满足要求：本工程最大档距为 464m;小号侧杆塔为J22-18 米；大号侧杆塔为 1XC-ZMC33-24 米；塔头导331、地线间距平均为 4.78 米；导线弧垂为 21.81m；地线弧垂为 19.58m；OPGW 弧垂为 18.23m；导地线在档距中央距离为 7.01m，大于 0.012L+1=6.55 米。其他小档线路均满足防雷要求。档距 50 100 150 200 250 300 350 400 450 导线弧垂 m 0.15 0.61 1.68 3.47 5.89 8.91 12.48 16.62 21.81 导线安全系数 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 地线弧垂 m 0.09 0.39 1.09 2.51 4.73 7.61 11.06 15.05 19.58 湖332、南长沙宁乡市金玉 110kV 输变电工程 可行性研究报告 144 地线安全系数 3.35 3.35 3.35 3.35 3.35 3.35 3.35 3.35 3.35 光缆弧垂 m 0.08 0.34 0.92 2.1 4.09 6.79 10.08 13.89 18.23 光缆安全系数 3.65 3.65 3.65 3.65 3.65 3.65 3.65 3.65 3.65 综上：本次将玉栗线两根 GJ-35 地线拆除，一根更换为 GJ-50 钢芯铝绞线，安全系数取 3.35，最大使用应力 341Mpa；另一根地线更换为 OPGW-51/24 光缆，安全系数取 3.65，最大使用应力 34333、0Mpa。7.15 主要材料估算 金玉变接玉栗线线路长 1.98 千米，其中双回路 1.65 千米，单回路 0.27 千米，电缆路径长 0.06 千米。新建段线路导线采用 2xJL/G1A-300/40-24/7 型钢芯铝绞线，单回路地线一根采用JLB20A-80型铝包钢绞线，另一根采用OPGW-13-90-1型 24 芯复合光缆，双回路地线两根采用 OPGW-13-90-1 型 24 芯复合光缆。所有杆塔要求安装杆号牌(含线路名称)、警示牌、回路牌(双回路杆塔）；所有耐张、转角、终端塔要求安装相序牌，“三牌”及回路牌按湖南省电力公司“湘电公司基建2010333 号”文（关于印发湖南省电力公司输电线路“三牌”加工、制作及安装细则的通知）执行。表 7.4.10-1 导地线 材料名称 总数量 总数量 单位 备注 JL/G1A-300/40 1.65*1.133*12*1.05+0.27*1.1