電網(wǎng)公司戶內(nèi)配電站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案新技術(shù)新設(shè)備新材料應(yīng)用專題報(bào)告

1、電網(wǎng)公司戶內(nèi)配電站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方案10kV10kV配電站方案1 1（兩層）第1冊(cè)綠色、節(jié)能、環(huán)保專題報(bào)告專題報(bào)告目錄第1冊(cè)綠色、節(jié)能、環(huán)保專題報(bào)告第2冊(cè)提局施工效率專題報(bào)告第3冊(cè)新材料、新技術(shù)、新工藝技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)化專題報(bào)告第4冊(cè)全壽命周期技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化專題報(bào)告第5冊(cè)綠色配電站設(shè)計(jì)導(dǎo)則建議目錄i i創(chuàng)新特點(diǎn)i i2 2電氣部分2 22.12.1并聯(lián)電池技術(shù)22.22.2超級(jí)電容技術(shù)42.32.3航空插頭技術(shù)63 3暖通環(huán)境智能控制系統(tǒng)9 94 4土建部分9 94.14.1巖棉復(fù)合板外圍護(hù)體系94.24.2一次成坪佛甲草屋頂綠化94.34.3 * *導(dǎo)管94.44.4裝配式電纜溝131.%2.%3創(chuàng)新特點(diǎn)

2、本專題報(bào)告重點(diǎn)對(duì)10kV配電站采用的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料進(jìn)行歸納總結(jié)，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：(1)電氣部分采用了大量的新技術(shù)、 新設(shè)備及新材料，其中開(kāi)關(guān)站考慮實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化“三遙”，備用電源采用并聯(lián)蓄電池型式，提高直流系統(tǒng)的可靠性，方便電池維護(hù)管理；配電房考慮實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化“兩遙”，備用電源采用超級(jí)電容，提高直流系統(tǒng)的可靠性，方便電池維護(hù)管理；一、二次設(shè)備連接采用航空插頭形式，減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量，優(yōu)化了控制回路。(2)施婷提供材料。交流站用電屏室、二次設(shè)備室、500kV保護(hù)小室、蓄電池室設(shè)置環(huán)境智能控制系統(tǒng)自動(dòng)控制通風(fēng)系統(tǒng)及空調(diào)機(jī)運(yùn)行。夏季，環(huán)境智能控制系統(tǒng)運(yùn)行，室溫超過(guò)設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)空調(diào)機(jī)

3、進(jìn)行降溫處理。冬季，環(huán)境智能控制系統(tǒng)運(yùn)行，若室內(nèi)溫度低于設(shè)定值時(shí)，則自動(dòng)啟動(dòng)空調(diào)機(jī)熱泵運(yùn)行供熱。土建采用巖棉復(fù)合板外圍護(hù)體系、一次成坪佛甲草屋頂綠化、光導(dǎo)管照明、裝配式電纜溝等新技術(shù)、新材料，節(jié)能環(huán)保、質(zhì)量可靠、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、安裝方便，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2 2電氣部分dd0并聯(lián)電池技術(shù)(1)串聯(lián)蓄電池組存在的問(wèn)題變電站內(nèi)備用電源絕大部分都采用蓄電池，由于單節(jié)蓄電池電壓往往不能滿足操作、控制回路要求，一般的做法都是將多節(jié)蓄電池串聯(lián)使用，串聯(lián)蓄電池組存在以下情況：蓄電池組中只要有任何一點(diǎn)出現(xiàn)開(kāi)路故障，整個(gè)蓄電池組將無(wú)法向負(fù)載供電，連接點(diǎn)松動(dòng)還可能引起火災(zāi)事故；對(duì)蓄電池一致性要求高，需要嚴(yán)格

4、配組，蓄電池的個(gè)體差異會(huì)嚴(yán)重影響蓄電池的充放電精度， 會(huì)導(dǎo)致部分電池長(zhǎng)期過(guò)充或過(guò)放的情況而導(dǎo)致蓄電池使用壽命大幅下降；單節(jié)或少量單體電池故障，影響整組蓄電池使用，電池利用率低；蓄電池組不能在線全容量核容，電池維護(hù)工作量極大；蓄電池組不能實(shí)現(xiàn)方便的擴(kuò)容。以上缺陷都是由于蓄電池串聯(lián)使用帶來(lái)的，改串聯(lián)使用為并聯(lián)使用，可以解決上述問(wèn)題。(2)間接并聯(lián)蓄電池組及優(yōu)點(diǎn)間接并聯(lián)蓄電池電源系統(tǒng)電氣接線采用分單母線接線，由多個(gè)間接并聯(lián)電池組件輸出并聯(lián)組成相應(yīng)的系統(tǒng)，每節(jié)蓄電池和每個(gè)間接并聯(lián)電池組件模塊相連接，每個(gè)組件含充電裝置，管理所連接的蓄電池，均經(jīng)保護(hù)電器接入。在進(jìn)行切換操作時(shí)， 蓄電池組不得脫離。 控制母

5、線和合閘母線合二為一， 取消降壓硅鏈和合閘母線；間接并聯(lián)智能電池組件模塊采用N+1熱備份型式，當(dāng)模塊數(shù)大于等于7時(shí)，采用N+2熱備份型式。單個(gè)間接并聯(lián)電池組件接線示意圖如下：圖2-1間接并聯(lián)電池組件接線示意圖采用間接并聯(lián)電池組的優(yōu)點(diǎn)主要有：1)提高直流系統(tǒng)的可靠性以DC110V系統(tǒng)為例，設(shè)傳統(tǒng)串聯(lián)電池組單節(jié)電池可靠度為99%。DC110V串聯(lián)系統(tǒng)需要9節(jié)單體電壓為12V的蓄電池，9節(jié)蓄電池串聯(lián)后的可靠度=(99%)9=91.35%;其中1節(jié)電池故障，導(dǎo)致系統(tǒng)輸出有問(wèn)題，9節(jié)串聯(lián)系統(tǒng)故障幾率為1-(99%)9=8.65%。間接并聯(lián)系統(tǒng)采用4套并聯(lián)組件，共需4節(jié)單體電壓為12V的蓄電池，設(shè)單套并聯(lián)

6、組件可靠度為98%,不可靠度t=1-98%=2%。4套并聯(lián)組件的總可靠度=1-t4=1-(2%)41(斷電概率可視為零)。2)提高電池利用率，節(jié)約電池成本以深圳市為例，全市110KV及以上變電站近300座，蓄電池組數(shù)量：300X2=600組。保守估計(jì)全市每年有3%的蓄電池組因單只蓄電池?fù)p壞而需要更換維護(hù)。被淘汰完好電池?cái)?shù)量：600X3%X(104-1)=1854只!使用并聯(lián)電池可將蓄電池重新發(fā)揮出它的余熱。通過(guò)蓄電池的并聯(lián)使用，大幅度的減少蓄電池組中蓄電池的“浪費(fèi)”。3)在線維護(hù)、在線核容，提高維護(hù)效率、減少蓄電池維護(hù)工作量間接并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)每套并聯(lián)組件相對(duì)獨(dú)立，且每套并聯(lián)組件只包含1節(jié)蓄電池，可

7、以變傳統(tǒng)的定期現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)為遠(yuǎn)程在線維護(hù)、在線核容，降低系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)成本。同時(shí)，根據(jù)每次蓄電池核容的剩余容量調(diào)整模塊蓄電池自動(dòng)核容頻率，保障蓄電池處于安全狀態(tài)。4)實(shí)現(xiàn)不同批次，不同廠家，不同新舊程度的電池混用圖2-2不同種類蓄電池并聯(lián)使用示意圖(3)間接并聯(lián)蓄電池組在本項(xiàng)目的應(yīng)用本項(xiàng)目配置DC48V直流系統(tǒng)給一次開(kāi)關(guān)設(shè)備的直流操作機(jī)構(gòu)、保護(hù)及配電自動(dòng)化設(shè)備等提供直流電源，后備電源采用間接并聯(lián)蓄電池組。如采用常規(guī)串聯(lián)蓄電池組時(shí)，需配置4節(jié)單體電壓12V、容量12Ah的蓄電池。采用間接并聯(lián)技術(shù)，可采用2節(jié)單體電壓12V、容量24Ah的蓄電池。每節(jié)蓄電池和并聯(lián)電池組件模塊一個(gè)獨(dú)立的并聯(lián)電池組件，兩個(gè)組

8、件并聯(lián)輸出DC48V,任一組件故障不影響整個(gè)直流系統(tǒng)的輸出。直流電源系統(tǒng)與配電自動(dòng)化裝置、通信裝置混合組柜，間接并聯(lián)蓄電池系統(tǒng)尺寸與常規(guī)串聯(lián)蓄電池略小，空間布置更為有利。dd0超級(jí)電容技術(shù)級(jí)電容簡(jiǎn)介蓄電池技術(shù)成熟、價(jià)格低，但其循化壽命低，污染環(huán)境。飛輪儲(chǔ)能、料組件電池 t2010 年“松7”牌 1 只 1 方鉛酸備電池形組件電池晅 2008 年“陽(yáng)光”牌 1 只鉛酸蓄電池AC2的組件電池：2009 年口場(chǎng)法牌 1 只 12V 鉛酸蓄電池超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容器均為優(yōu)秀的儲(chǔ)能元件，是未來(lái)的發(fā)展方向，它們具有類似的特性，都可以用作備用電源。超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能可以用于快速補(bǔ)償，但其功率密度比超級(jí)電容器低

9、得多。和其他儲(chǔ)能方式相比，超級(jí)電容器的出現(xiàn)解決了能源系統(tǒng)中功率密度與能量密度之間的矛盾。同時(shí),超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅可以在不影響使用壽命的前提下頻繁快速充放電，而且對(duì)環(huán)境溫度的要求不高，維護(hù)工作也大大降低。超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)蓄電池與傳統(tǒng)靜電電容器之間的新概念能量?jī)?chǔ)存器件。與傳統(tǒng)靜電電容器相比，它具有更高的比電容，能量密度為傳統(tǒng)靜電電容器的10倍以上；與傳統(tǒng)蓄電池相比，超級(jí)電容器具有更大的功率密度（10倍以_士勻,充電時(shí)間短，釋放能量速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)。目前，超級(jí)電容器單體電容能量密度為5-30Wh/kg,單體電容電壓低，只有1-3V,所以必須采用多只電容器串并聯(lián)，構(gòu)成超級(jí)電容器儲(chǔ)能組以滿足電

10、壓和能量的等級(jí)要求。設(shè)超級(jí)電容器組由mxn超級(jí)電容器單體構(gòu)成,m為超級(jí)電容器串聯(lián)只數(shù),n為超級(jí)電容器組并聯(lián)的支路數(shù)。超級(jí)電容器組總等效電容C=（N/M）XQ,其中，Q為單只電容器容量。級(jí)電容在本項(xiàng)目的應(yīng)用配電站配電自動(dòng)化按“兩遙”設(shè)計(jì)，直流電源采用DC48V要求在站內(nèi)交流電源失去后，后備電源維持配電自動(dòng)化及通信設(shè)備持續(xù)運(yùn)行5min。配電自動(dòng)化設(shè)備包括：“兩遙”DTU裝置、充電轉(zhuǎn)換模塊，通信設(shè)備為無(wú)線通信模塊。上述DTUII置、充電轉(zhuǎn)換模塊、無(wú)線通信模塊整體功耗取24VV停電后由后備電源供電5min,工作電流I=24/48=0.5A,采用超級(jí)電容器組作為備用電源。串聯(lián)電容數(shù)量：M=54/2.7=

11、20。串聯(lián)電容壓降范圍取54V-18V,需要的總等效電容（計(jì)算值）：Cs=IXt/(Uh-Ui)=0.5X300/(52-18)=4.4FC/（Cd/M）=4.4/（100/20）=0.88,則并聯(lián)支路數(shù)N=2。實(shí)際系統(tǒng)的等效電容C=2X100/20=10F。根據(jù)以上計(jì)算，選擇單體電容為100F的超級(jí)電容器構(gòu)成20X2的超級(jí)電容器組，輸出電壓為54V,作為配電站的備用電源，與配電自動(dòng)化及通信設(shè)備等混合組柜。通過(guò)上述對(duì)負(fù)荷的計(jì)算及分析，與南網(wǎng)原有典設(shè)相比，超級(jí)電容的等效容量下降50%（典設(shè)中為54V,20F）,同樣可以保證事故停電后，維持配電自動(dòng)化及通信設(shè)備持續(xù)運(yùn)行5min。dd0航空插頭技術(shù)空

12、插頭簡(jiǎn)介在較為復(fù)雜的工業(yè)自控領(lǐng)域中我們經(jīng)常需要使用包在一根電纜內(nèi)的多股電纜芯線來(lái)同時(shí)傳輸多路電信號(hào)，并且需要改電纜線在連接處能夠很方便地?cái)嚅_(kāi)或連接， 以便于檢查和維修設(shè)備等等。 為此開(kāi)始使用一種插針、 插孔組合的接插連接件，采用插拔連接的方式來(lái)確保準(zhǔn)確傳輸信號(hào)、牢固連接以及方便迅速地連接與斷開(kāi)。起初這種連接件多用于飛機(jī)制造等航空領(lǐng)域，被俗稱為“航空插頭”。航空插頭現(xiàn)廣泛應(yīng)用于航海、航天、電力、軍事等領(lǐng)域，適用于電器設(shè)備及各類儀器儀表之間的線路連接。航空插頭按外形分為：圓形航空插頭、矩形航空插頭。圓形航空插頭由于自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在軍事裝備上（航空、航天）用量最大。矩形航空插頭由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單更多的是

13、用于電子設(shè)備的印制線路板上。航空插頭由固定端航空插頭（以下稱插座），自由端航空插頭（以下稱插頭）組成。插座通過(guò)其方（圓）盤固定在用電部件上（個(gè)別還采用焊接方式），插頭一般接電纜，通過(guò)連接螺帽實(shí)現(xiàn)插頭、插座連接。航空插頭由殼體、絕緣體、接觸體三大基本單元組成。航空插頭優(yōu)點(diǎn)主要如下：一是具有良好的環(huán)境適應(yīng)性。航空插頭殼體采用高強(qiáng)度鎂鋁合金，強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用。絕緣體采用熱固塑料模塑成形，耐高、低溫，耐腐蝕、密閉防潮、絕緣性好，適用于較惡劣的環(huán)境，有較好的環(huán)境適應(yīng)性。二是連接牢固，方便快捷?？谑竭B接螺帽、螺紋式連接螺帽，能使插頭與插座之間牢固相連，不易脫落，可實(shí)現(xiàn)快速、防錯(cuò)插連接。外殼加屏蔽環(huán)能保證

14、360度電磁干擾屏蔽能力。三是導(dǎo)電性能好，接觸可靠。接線體的插針強(qiáng)度高，插孔彈性好，兩者配合能緊密吻合，導(dǎo)電性能好，接觸可靠。航空插頭缺點(diǎn)主要為：當(dāng)殼體內(nèi)接觸體插針或插孔與導(dǎo)線脫落或電纜內(nèi)導(dǎo)線折斷時(shí)，很難實(shí)施殼體內(nèi)導(dǎo)線的更換修理。一是不易打開(kāi)殼體；二是導(dǎo)線與接線體的連接較困難，不管采用哪種連接方式，導(dǎo)線與接線體的連接都對(duì)接線工具及工藝有較高要求?？詹孱^在本項(xiàng)目的應(yīng)用常規(guī)配網(wǎng)工程中一、二次設(shè)備之間的控制連接一般采用“控制電纜+端子排”實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)接線工作量大且容易有接錯(cuò)或端子壓接不可靠等情況。本項(xiàng)目中一次設(shè)備主要為10kV開(kāi)關(guān)柜，二次設(shè)備主要為配電自動(dòng)化柜，需要實(shí)現(xiàn)的是一次開(kāi)關(guān)的“三遙”。(1)開(kāi)

15、關(guān)本體航插Hy設(shè)計(jì)對(duì)開(kāi)關(guān)本體“三遙”開(kāi)入開(kāi)出量進(jìn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化，“三遙”量采用電纜引上開(kāi)關(guān)本體的19芯航插Hg,具體為：1)遙信采用空接點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出，包括開(kāi)關(guān)分閘、開(kāi)關(guān)合閘、接地開(kāi)關(guān)合位、未儲(chǔ)能及三組備用，共8根電纜芯引入航插；2)進(jìn)出線間隔配置三相CT,二次側(cè)為5A,A/C相0.5級(jí)，B相5P級(jí)，容量不低于7.5VA,共4根電纜芯引入航插；3）配置DC48Vfe操，DC48Vt機(jī)，功率應(yīng)小于75W滿足遠(yuǎn)方遙控要求，共5根電纜芯引入航插；4）考慮2根備用芯。19芯航插Hg電氣接口定義及接線要求如下：表1開(kāi)關(guān)本體航插Hkg電氣接口定義及接線要求引腳號(hào)標(biāo)記標(biāo)記說(shuō)明電纜規(guī)格備注1IaA相電流RVV2

16、.5mm22Ib1B相電流RVV2.5mm23IcC相電流RVV2.5mm24In相電流公共端RVV2.5mm25YKCOM遙控公共端RVVP1.5mm26HZ合閘輸出RVVP1.5mm27FZ分閘輸出RVVP1.5mm28YXCOM遙信公共端RVVP1.5mm29HW合位RVVP1.5mm210FW分位RVVP1.5mm211WCN未儲(chǔ)能位RVVP1.5mm212JDH接地開(kāi)關(guān)合位RVVP1.5mm213BY備用RVVP1.5mm214BY備用RVVP1.5mm215BY備用RVVP1.5mm216+KM操作電源+RVVP1.5mm217-KM操作電源-RVVP1.5mm218BY備用RVV

17、P1.5mm219BY備用RVVP1.5mm2P1（2）配電自動(dòng)化柜航插He配電自動(dòng)化柜采用多個(gè)定義完全一致的航插He,每個(gè)航插對(duì)應(yīng)一個(gè)開(kāi)關(guān)間隔的Hkg,二者之間采用對(duì)應(yīng)的航插線纜連接。航插He電氣接口定義及接線要求與Hkg一致，航插He數(shù)量按18個(gè)設(shè)置。航空接插件插頭、插座采用螺紋連接鎖緊，具有防誤插功能。插針與導(dǎo)線的端接采用焊接方式?？詹孱^的使用與檢修目前航空插頭使用中出現(xiàn)不規(guī)范的情況，很多裝（設(shè)）備使用航空插頭作為電氣連接， 但幾乎看不到航空插頭使用說(shuō)明， 對(duì)于裝 （設(shè)） 備操作使用維護(hù)者來(lái)說(shuō)，由于對(duì)其結(jié)構(gòu)不清楚，難免引起操作失誤或損壞航空插頭。為了正確使用裝（設(shè)）備和減少不必要的故障出

18、現(xiàn)，建議在使用或檢修之前，必須弄清楚航空插頭號(hào)的結(jié)構(gòu)和使用方法。使用過(guò)程中，需注意以下問(wèn)題，一是插頭插座要對(duì)準(zhǔn)插入。二是搞清連接螺帽的鎖緊形式，使連接螺帽扣緊到位。三是插拔電纜時(shí)，不能拽電纜，要拿捏航空插頭進(jìn)行插拔，避免電纜扯斷或電線與接觸體脫落。航空插頭檢修時(shí)，首先要檢查航空插頭的外表，發(fā)現(xiàn)破損、連接不牢靠時(shí)，需要更換新的航空插頭。 其次， 通過(guò)檢查電纜， 發(fā)現(xiàn)有斷線或電纜從接線體脫落時(shí)，需更換新的電纜并與接線體連接。在拆卸已與線束或電纜連接好的尾部附件時(shí)，在放松電纜夾之前，不得擰動(dòng)尾部附件上的連接螺母，否則有可能損傷航空插頭、芯線或端點(diǎn)。 擰連接螺母前， 應(yīng)先松開(kāi)螺紋防松裝置 （防松螺釘、

19、 防松圈、 保險(xiǎn)絲等） 。航空插頭拆卸分解時(shí)，由于沒(méi)有與之配套的專用工具，造成分解困難或造成人為損壞。為了提高檢修質(zhì)量，防止人為損壞，建議根據(jù)變電站應(yīng)用的航空插頭型號(hào)盡快開(kāi)發(fā)專用拆裝工具。正確使用和保養(yǎng)航空插頭才能保證其安全性，從而發(fā)揮使用航空插頭的優(yōu)越性。3 3暖通環(huán)境智能控制系統(tǒng)4 4土建部分巖棉復(fù)合板外圍護(hù)體系一次成坪佛甲草屋頂綠化光導(dǎo)管傳統(tǒng)采光概述隨著全球能源價(jià)格上漲，各地節(jié)能減排政策出臺(tái)，以及人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，如何有效的減少能源消耗，提高能源利用率，降低二氧化碳排放，越來(lái)越成為我們關(guān)注的問(wèn)題，白天照明問(wèn)題是其中重要的一項(xiàng)。傳統(tǒng)建筑采光主要依賴門窗、電力照明等。傳統(tǒng)門窗采光存在如下問(wèn)

20、題：(1)不能解決大進(jìn)深空間采光；(2)無(wú)法控制光強(qiáng)和光線角度；(3)采光面積大，熱損大；(4)無(wú)塵廠房不適用。近代建筑在傳統(tǒng)門窗采光的基礎(chǔ)上發(fā)展了采光天窗、采光帶等，一定程度上解決了大進(jìn)深建筑采光問(wèn)題，但仍存在如下問(wèn)題：(1)受建筑層數(shù)限制，僅能解決單層或頂層建筑采光；(2)受室內(nèi)吊頂限制，不能穿越隔層、天花板；(3)無(wú)法控制光線強(qiáng)弱且受光線角度影響；(4)增加建筑熱損。電力照明將電能轉(zhuǎn)化為光能，滿足各類區(qū)域的照度需求。電力照明能源消耗大，且需要在建筑內(nèi)埋設(shè)電力線纜，布線復(fù)雜。陽(yáng)光是萬(wàn)物之源，是構(gòu)成宇宙的基本要素，人類生活時(shí)時(shí)刻刻離不開(kāi)光，人從外界獲得的信息約有80%都來(lái)自光和光輻射引起的人的視覺(jué)。因此，利用自然光來(lái)解決白天的照明問(wèn)題是一個(gè)最節(jié)能、最有效、最健康的解決方法。4.3.2光導(dǎo)照明光導(dǎo)照明又叫管道式照明裝置、日光照明、自然光照明等。光導(dǎo)照明系統(tǒng)主要由采光區(qū)、傳輸區(qū)和漫射區(qū)三部分組成。它是通過(guò)室外的采光裝置捕獲室外的日光，并將其導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，然后經(jīng)過(guò)導(dǎo)光裝置強(qiáng)化并高效傳輸后，由漫射器將自然光均勻?qū)胧覂?nèi)需要光線的任何地方。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于大型超市、地下空間、廠房、庫(kù)房、學(xué)校、醫(yī)院、療養(yǎng)中心等空間場(chǎng)所。圖1光導(dǎo)照明系統(tǒng)工作原理示意圖光導(dǎo)照明系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要如下：(1)光導(dǎo)照明技術(shù)引用