6.2.1 变电站布点应符合下列规定:
1 变电站应根据电源布局、负荷分布、网络结构、分层分区的原则统筹考虑、统一规划;
2 变电站应满足负荷发展的需求,当已建变电站主变台数达到2台时,应考虑新增变电站布点的方案;
3 变电站应根据节约土地、降低工程造价的原则征用土地。
6.2.2 变电站站址选择应符合下列规定:
1 符合城市总体规划用地布局和城市电网发展规划要求;
2 站址占地面积应满足最终规模要求,靠近负荷中心,便于进出线的布置,交通方便;
3 站址的地质、地形、地貌和环境条件适宜,能有效避开易燃、易爆、污染严重的地区,利于抗震和非危险的地区,满足防洪和排涝要求的地区;
4 站内电气设备对周围环境和邻近设施的干扰和影响符合现行国家标准有关规定的地区。
6.2.3 变电站主接线方式应满足可靠性、灵活性和经济性的基本原则,根据变电站性质、建设规模和站址周围环境确定。主接线应力求简单、清晰,便于操作维护。各类变电站的电气主接线方式应符合本规范附录A的规定。
6.2.4 变电站的布置应因地制宜、紧凑合理,尽可能节约用地。变电站宜采用占空间较小的全户内型或紧凑型变电站,有条件时可与其他建筑物混合建设,必要时可建设半地下或全地下的地下变电站。变电站配电装置的设计应符合现行行业标准《高压配电装置设计技术规程》DL/T 5352的规定。
6.2.5 变电站的主变压器台数最终规模不宜少于2台,但不宜多于4台,主变压器单台容量宜符合表6.2.5容量范围的规定。同一城网相同电压等级的主变压器宜统一规格,单台容量规格不宜超过3种。
表6.2.5 变电站主变压器单台容量范围
6.2.6 变电站最终出线规模应符合下列规定:
1 110kV变电站110kV出线宜为2回~4回,有电厂接入的变电站可根据需要增加至6回;每台变压器的35kV出线宜为4回~6回,20kV出线宜为8回~10回,10kV出线宜为10回~16回;
2 66kV变电站66kV出线宜为2回~4回;每台变压器的10kV出线宜为10回~14回;
3 35kV变电站35kV出线宜为2回~4回;每台变压器的10kV出线宜为4回~8回。
6.2.7 主要设备选择应符合下列规定:
1 设备选择应坚持安全可靠、技术先进、经济合理和节能的原则,宜采用紧凑型,小型化、无油化、免维护或少维护、环保节能、并具有必要的自动功能的设备;智能变电站采用智能设备;
2 主变压器应选用低损耗型,其外形结构、冷却方式及安装位置应根据当地自然条件和通风散热措施确定;
3 位于繁华市区、狭窄场地、重污秽区、有重要景观等场所的变电站宜优先采用GIS设备。根据站址位置和环境条件,有条件时也可采用敞开式SF6断路器或其他型式不完全封闭组合电器等;
4 10kV、20kV开关柜宜采用封闭式开关柜,配真空断路器、弹簧操作机构;
5 设备的短路容量应满足远期电网发展的需要;
6 变电站站用电源宜采用两台变压器供电,站用变压器应接于不同的母线段。户内宜选用干式变压器,户外应选全密封油浸式变压器。
6.2.8 过电压保护及接地应符合下列规定:
1 配电线路和城市变电站的过电压保护应符合现行行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620的规定,配电设备的耐受电压水平应符合表6.2.8的规定。
2 变电站的接地应符合现行行业标准《交流电气装置的接地》DL/T 621的有关规定。变电站接地网中易腐蚀且难以修复的场所的人工接地极宜采用铜导体,室内接地母线及设备接地线可采用钢导体。
表6.2.8 高、中压配电设备的耐受电压水平
注:1 分子、分母数据分别对应外绝缘和内绝缘。
2 括号内、外数据分别对应是、非低电阻接地系统。
3 低压开关设备的工频耐受电压和冲击耐受电压取决于设备的额定电压、额定电流和安装类别。
6.2.9 变电站建筑结构应符合下列规定:
1 变电站建筑物宜造型简单、色调清晰,建筑风格与周围环境、景观、市容风貌相协调。建筑物应满足生产功能和工业建筑的要求,土建设施宜按规划规模一次建成,辅助设施、内外装修应满足需要、从简设置、经济、适用;
2 变电站的建筑物及高压电气设备应根据重要性按国家公布的所在区地震烈度等级设防;
3 变电站应采取有效的消防措施,并应符合现行国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229的有关规定。
条文说明
6.2 高压变电站
6.2.1 本条为变电站布点的原则规定。
满足负荷要求、节约土地、降低工程造价是基本原则;网络优化、分层分区、多布点是布点实施中的基本要求。
6.2.2 本条与现行国家标准《35~110kV变电所设计规范》GB 50059的有关规定基本一致。
6.2.3 由于各城市供电部门对变电站运行可靠性、建设投资标准掌控不一、习惯采用的主接线型式也不同,本条仅提出一般的接线方式。
变电站主接线应满足可靠性、灵活性和经济性的基本原则,根据变电站性质、建设规模和站址周围环境确定。在满足电网规划和可靠性要求的条件下,主接线力求简单、清晰,以便于操作维护。
6.2.4 本条规定了变电站型式的原则要求。由于我国城市用电量不断增加,越来越多的高压变电站已深入市区负荷中心。市区用地日趋紧张,变电站选址困难,考虑环境要求,变电站通过简化接线、优选设备和优化布置等措施,实现变电站户内化、小型化,以达到节约用地、改善环境质量的目的。近年来,一些城市已在建设室内变电站、和其他建筑物混合建设的变电站,不仅有效地减少了占地,而且还能满足城市建筑的多功能要求。
节约用地是工程建设的基本原则。在城市电力负荷集中且建设地面变电站受到限制的地区,建设地下变电站、和其他建筑设施合建变电站是节约用地的重要途径。以北京地区为例,2002年底前已投入运行的15座地下变电站中,独立建设的全地下或半地下变电站有4座,其他均为与大型商场、办公楼等综合建(构)筑物联合建设的全地下或半地下变电站,从而有效缓解了电力建设用地的压力。但考虑到地下变电站工程投资高,设计及施工难度大、建设周期长、运行、维护、检修条件差,故在目前国情条件下不宜大量建设,仅适于负荷高度集中、地面户内站选址困难的大中城市中心区。
地下变电站分全地下和半地下两种布置型式,设计确定变电站总体布置方案时,应根据变电站所处地理位置和建设条件,在规划许可时优先选择半地下布置型式,考虑将变压器置于地面,这样既可以节省建设投资,又便于变压器吊运安装,同时也改善变压器运行环境。
6.2.5 变电站的主变压器台数和变电站布点数量密切相关,变电站中安装变压器台数少,则变电站布点就多,但变电站台数过多,则导致接线复杂,发生故障时,转移负荷和变换运行方式就相应复杂。单台变压器容量过大,会造成短路容量大和变电站出线过多。因此,本条款规定安装变压器最终规模不宜少于2台、多于4台。同一级电压的主变压器单台容量不宜超过3种,同一变电站相同电压等级的主变压器宜统一规格。
主变压器的通风散热措施对城市变电站的建设至关重要,一方面是变压器的外形结构和冷却方式,另一方面是变压器的安装位置。随着技术的不断进步,为节约能源及减少散热困难,宜选用自冷式、低损耗和低噪声变压器。对特殊要求地区,宜采用对通风散热、降低噪声较为有效的变压器本体和散热器分离的布置方式。目前,在北京、上海、大连等城市已普遍采用这种分离式布置方式。
6.2.6 本条提出了变电站最终出线规模的推荐意见,以利于变电站负荷馈线方便引出。在具体工程中应根据实际负荷情况参照各地典型或通用设计方案进行设计。
6.2.7 本条提出变电站设备的选型原则。设备选型应贯彻安全可靠、技术先进、造价合理和环保节能的原则。设备的短路容量应满足较长期电网发展的需要;要注重紧凑和小型化以节省空间;无油化以保证防火安全;自动化、免维护或少维护并具有必要的自动功能或智能接口以利于运行管理。应选择优质量、可靠的定型产品。
智能配电网是我国电力发展的方向,智能变电站是智能配电网的基本支撑。智能变电站宜采用智能设备,智能设备应符合相关标准的规定。
6.2.8 本条为高压变电站的过电压保护和接地要求。本规范仅对变配电设备的耐受电压水平和变电站中铜接地体的使用范围作出规定。
6.2.9 本条提出变电站建筑结构的基本要求。变电站建筑物宜造型简单,辅助设施、内外装修应从简设置、经济、适用。近年来,城市变电站的建设做到了与周围环境、景观、市容风貌的协调,有的变电站还与其他建筑物混合建设,从而实现了减少占地,满足城市建筑多功能的要求,变电站建筑结构能与城市环境相协调,在建筑造型风格和使用功能上,体现了城市未来发展,适应城市建设和发展的需要。
城市变电站应满足消防标准的有关规定要求,应采取有效的消防措施,配置有效的安全消防装置和报警装置,妥善地解决防火、防毒气及环保等,并取得消防部门同意。
7.1.1 中压配电线路的规划设计应符合下列规定:
1 中心城区宜采用电缆线路,郊区、一般城区和其他无条件采用电缆的地段可采用架空线路;
2 架空线路路径的选择应符合本规范第6.1.2条和第6.1.3条的规定;
3 电缆的应用条件、路径选择、敷设方式和防火措施应符合本规范第6.1.4条、第6.1.5条和第6.1.6条的有关规定;
4 配电线路的分段点和分支点应装设故障指示器。
7.1.2 中压架空线路的设计应符合下列规定:
1 在下列不具备采用电缆型式供电区域,应采用架空绝缘导线线路;
1)线路走廊狭窄,裸导线架空线路与建筑物净距不能满足安全要求时;
2)高层建筑群地区;
3)人口密集,繁华街道区;
4)风景旅游区及林带区;
5)重污秽区;
6)建筑施工现场。
2 导线和截面选择应符合下列规定:
1)架空导线宜选择钢芯铝绞线及交联聚乙烯绝缘线;
2)导线截面应按温升选择,并按允许电压损失、短路热稳定和机械强度条件校验,有转供需要的干线还应按转供负荷时的导线安全电流验算;
3)为方便维护管理,同一供电区,相同接线和用途的导线截面宜规格统一,不同用途的导线截面宜按表7.1.2的规定选择。
注:1 主干线主要指从变电站馈出的中压线路、开关站的进线和中压环网线路。
2 分支线是指引至配电设施的线路。
3 中压架空线路杆塔应符合下列规定:
1)同一变电站引出的架空线路宜多回同杆(塔)架设,但同杆(塔)架设不宜超过四回;
2)架空配电线路直线杆宜采用水泥杆,承力杆(耐张杆、转角杆、终端杆)宜采用钢管杆或窄基铁塔;
3)架空配电线路宜采用12m或15m高的水泥杆,必要时可采用18m高的水泥杆;
4)各类杆塔的设计、计算应符合现行国家标准《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB 50061的有关规定。
4 中压架空线路的金具、绝缘子应符合下列规定:
1)中压架空配电线路的绝缘子宜根据线路杆塔型式选用针式绝缘子、瓷横担绝缘子或蝶式绝缘子;
2)城区架空配电线路宜选用防污型绝缘子。黑色金属制造的金具及配件应采用热镀锌防腐;
3)重污秽及沿海地区,按架空线路通过地区的污秽等级采用相应外绝缘爬电比距的绝缘子;
4)架空配电线路宜采用节能金具,绝缘导线金具宜采用专用金具;
5)绝缘子和金具的安装设计宜采用安全系数法,绝缘子和金具机械强度的验算及安全系数应符合现行国家标准《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB 50061的有关规定。
7.1.3 中压电缆线路的设计和电缆选择应符合下列规定:
1 电缆截面应按线路敷设条件校正后的允许载流量选择,并按允许电压损失、短路热稳定等条件校验,有转供需要的主干线应验算转供方式下的安全载流量,电缆截面应留有适当裕度;电缆缆芯截面宜按表7.1.2的规定选择;
2 中压电缆的缆芯对地额定电压应满足所在电力系统中性点接地方式和运行要求。中压电缆的绝缘水平应符合表7.1.3的规定;
3 中压电缆宜选用交联聚乙烯绝缘电缆;
4 电缆敷设在有火灾危险场所或室内变电站时,应采用难燃或阻燃型外护套;
5 电缆线路的设计应符合现行国家标准《电力工程电缆设计规范》GB 50217的有关规定;
表7.1.3 中压电缆绝缘水平选择(kV)
注:1 *指中性点有效接地系统;
2* *指中性点非有效接地系统。
条文说明
7.1 中压配电线路
7.1.1 中压配电线路的电压等级包括6kV、10kV和20kV。在我国除部分大型工矿企业高电压负荷采用6kV电压和极少数地区采用20kV配电电压外,绝大多数城市采用10kV电压。近年来,由于电力负荷增长迅速,考虑到未来负荷的发展空间,个别城市开始研究试用20kV电压。
20kV电压的应用,关键取决于用电负荷和供电距离。在配电网规划中对于一定规模的高负荷密度新区,应落实负荷现状和发展规模、电源布局和网络接线。在含有网络和设备改造的供电区,一定要做好方案和技术经济比较,要注重安全可靠、投资效益和持续发展。
1 本款规定是目前城市建设的要求,也是城市发展的必然趋势。我国各城市在发展的过程中,电力线路电缆化的要求渐趋迫切,各城市的电缆化率也在逐年提高。对于一些文化名城、文物古迹和景观名城,地质条件不允许电缆穿越的地区,可采用架空绝缘线路。
2、3 中压架空配电线路的路径应与城市总体规划相结合;电缆线路路径应与各种管线相协调,要注意与地下危险管线的接近,如煤气管道、天然气管道、热力管线等,还要与城市现状及规划的地下铁道、地下通道、人防工程等隐蔽性工程相协调。架空线路走廊,应与各种管线和市政其他设施统一安排。
配电线路应避开储存易燃、易爆物的仓库区域。配电线路与有火灾危险性的生产厂房和库房、易燃易爆材料场以及可燃或易燃、易爆液(气)体储罐的防火间距应符合国家标准安全距离的规定。
中压配电线路和配电设施与建(构)筑物、交通设施以及其他电力线路交叉、接近的安全距离应执行本规范表6.1.2和表6.1.5的规定。
4 为了有效减少线路故障查找时间,本条规定了在中压线路的分段点和分支点应装设故障指示器。有条件的地区,也可全线路装设故障指示器,并实现故障信息远传。
7.1.2 本条阐明绝缘导线的应用条件。
1 城市中压配电线路的选型基本原则:首先考虑架空线路;在人口稠密、建筑设施拥挤的中心城区,架空线路架设困难时,根据城市发展规划可采用电缆线路;当地下设施复杂、无法建造合理的电缆通道,应通过技术经济比较选择合理的线路型式。
采用绝缘导线的架空线路,可有效提高线路的绝缘强度。在繁华街道和人员密集地段、严重污秽地区、高层建筑周围以及供休闲、娱乐的广场、绿地都应采用架空绝缘线路。
目前,架空绝缘导线最高电压为35kV,国内普遍应用的是10kV和20kV。
2 由于中压配电线路距离短,其导线截面宜按温升选择。对一个供电区域同一电压等级的配电线路导线规格,应控制在2种~3种。
1)在计算线路的最大持续工作电流时,还应包括事故转移的负荷电流;同时应计及环温、海拔高度和日照的影响。
2)按允许电压降校验导线时,自供电的变电站二次侧出口至线路末端变压器入口的允许电压降为供电变电站二次侧额定电压(20kV、10kV)的3%~4%。线路允许电压降与用户供电电压允许偏差有关,各级配网电压的损失分配可参考表2数值。
表2 各级配网电压损失分配参考表
3)导体短路热效应的计算时间,宜采用切除短路的保护动作时间和断路器的开断时间,并采用相应的短路电流值。
各类导体的长期工作允许温度和短路耐受温度如表3所示。
20kV配电线路,其导线截面选择与10kV线路共用表7.1.2。
3 配电线路杆塔应按照现行国家标准《66kV及以下架空电力线路设计规范》GB 50061的规定设计。线路电杆应选用符合国家标准技术性能和指标要求的定型产品。现行国家标准《环形钢筋混凝土电杆》GB 396规定了各类梢径电杆的技术数据和技术性能。近年来电杆本体事故时有发生,主要是制造质量问题(结构、材料、水泥标号、养护期等)和运行环境如盐雾对水泥电杆的腐蚀问题,在选用中应予重视。
4 配电线路绝缘子种类较多,有机复合绝缘子(指硅橡胶合成绝缘子)具有较好的抗污闪性能,但价格较高,可酌情选用。参照国家现行标准《10kV及以下架空配电线路设计技术规程》DL/T 5220-2005的规定,绝缘子机械强度验算采用安全系数设计法,绝缘子和金具的选型设计采用安全系数法,其荷载应采用原安全系数法中的“荷载标准值”。
7.1.3 电缆截面的选择,应校验敷设条件对电缆载流量的影响,应考虑系统中性点接地方式对电缆绝缘水平的影响。
按照电缆制造标准的规定,根据电缆绝缘水平及其应用条件分为3类:A类:一相导体与地或接地导体接触时,应在1min内与系统分离。采用100%使用回路工作相电压,适用于中性点直接接地或低电阻接地、任何情况故障切除时间不超过1min的系统。B类:可在单相接地故障时作短时运行,接地故障时间不宜超过1h,任何情况下不得超过8h,每年接地故障总持续时间不宜超过125h。适用于中性点经消弧线圈或高电阻接地的系统。C类:不属于A类、B类的系统。通常采用150%~173%使用回路工作相电压,适用于中性点不接地、带故障运行时间超过8h的系统,或电缆绝缘有特殊要求的场合。
目前对10kV低电阻接地系统,可选择额定电压为6/10kV的电缆,对10kV经消弧线圈接地的系统宜选择额定电压为8.7/10kV的电缆。一些城市考虑电缆敷设环境恶劣,经技术经济比较选用额定电压为8.7/15kV的电力电缆,以提高其绝缘强度。
对20kV电压,可根据上述类似条件选用12/20kV电缆和18/20kV电缆。
新建的20kV供电区,应根据建设规模、发展规划以及当地经济发展水平,合理确定20kV配电网的绝缘水平。