电厂2X330MW热电联产工程初步设计阶段电气部分说明书.docx
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电厂2X330MW热电联产工程初步设计阶段电气部分说明书.docx
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电厂2X330MW热电联产工程初步设计阶段电气部分说明书
1.1设计依据1
1.2系统概述2
1.3主机规范2
1.4基础资料3
1.5设计范围及分界3
1电气主接线4
1.5电气主接线4
1.6电压互感器配置4
1.7电流互感器配置4
1.8避雷器配置4
1.9隔离开关配置4
1.10各级电压中性点接地方式4
2短路电流计算5
3导体及设备选择5
3.5导体及设备选择依据及原则5
3.6导体及设备的选择5
3.7主要电气设备的动热稳定校验6
4厂用电接线及布置6
4.5高压厂用电系统6
4.6低压厂用系统接线7
4.7电压水平校验:
8
4.8电压调整计算8
4.9厂用配电装置布置9
4.10厂用设备选型10
4.11输煤系统及电除尘器控制10
5事故保安电源和不停电电源11
5.5事故保安电源接线及设备选择11
5.6保安电源的设备布置11
6电气设备布置11
6.5电工构筑物布置11
6.6330KV配电装置布置12
6.7发电机引出设备及6KV共箱母线布置:
12
7直流电系统和发电机励磁系统12
7.5直流系统的接线方式及负荷统计12
7.6蓄电池组、充电设备的选择13
7.7直流系统设备布置15
7.8发电机励磁系统15
8二次线、继电保护及自动装置16
8.5二次线16
8.6元件保护配置原则及选型20
8.7自动装置21
9过电压保护及接地21
9.5电厂主、辅建(构)筑物的防雷保护21
9.6绝缘配合21
9.7接地22
9.8污秽情况及电气设备外绝缘22
10照明和检修网络22
10.5工作、事故照明供电电压及照明和检修网络供电方式22
10.6照明、检修变压器选择及动力配电中心布置。
23
10.7集中控制室照明方式23
11厂内通讯23
11.5全厂通信方式23
11.6通讯电源23
12辅助车间24
14电缆设施及其防火24
14.1电缆通道设计24
14.3电缆防火措施24
附表1:
厂用负荷统计表25
附表2:
主厂房低压变压器选择27
附表3:
辅助厂房低压变压器选择31
附表4:
柴油发电机负荷统计表:
35
1概述
1设计依据
1)可行性研究报告及电规发电(2007)435号审批文件
(十五)本工程2X300MW机组以发电机—变压器组单元接线接入厂内330kV配
电装置,330kV配电装置接线形式应根据接入系统电压等级、出线回路数、规划容量等进行方案比较后确定,现暂按采用3/2断路器接线方式开展工作,电气主接线方案待接入系统审查后收口时审定。
(十六)原则同意本工程起动/备用电源采用从厂内330kV配电装置架空方式引接方案。
(十七)同意本工程主变压器采用三相变压器,设计院应在初步设计阶段按发电机最大连续容量及厂用电负荷情况进一步核算主变压器容量。
(十八)原则同意厂用电接线设计方案,即每台机组设1台分裂绕组高压厂用变压器,2台机组设1台分裂绕组起动/备用变压器。
设计院应在初步设计阶段根据全厂厂用电负荷情况,进一步优化厂用电接线设计及厂用变压器容量选择。
(十九)本工程330kV配电装置具体布置形式应根据电气主接线并结合总平面布置在初步设计阶段确定。
2)国家发改委关于该工程核准材料的批复(待补)。
3)主机技术协议。
4)环境影响评价报告及其审批文件(待补)。
5)《2M00MW机组接入系统工程(系统一次部分)》及其审查意见。
(暂缺系统二次部分及其审查意见)
6)本工程初步勘测报告。
7)本工程专题调研报告。
8)顾客提供的产品及合同。
9)与业主讨论确定的初设原则。
10)现行的国家及部颁行业有关规程,规定和规范
主要规程、规范如下:
7《火力发电厂设计技术规程》(DL5000-2000)
8《高压配电装置设计规程》(DL/T5352-2006)
(3)《火力发电厂厂用电设计技术规定》(DL/T5153-2002)
(4)《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》(DL/T5136-2001)
(5)《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T620-1997)
(6)《导体和电器选择设计技术规定》(DL/T5222-2005)
(7)《火力发电厂内通信设计技术规定》(DL/T5046-95)
(8)《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB50229-2006)
(9)《火力发电厂和变电所直流系统设计技术规定》(DL/T5044-2004)
(10)《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB/T14285-2006)
(11)《火力发电厂电气试验室设计标准》(DL/T5043-95)
(12)《火力发电厂和变电所照明设计技术规定》(DLGJ56-95)
1系统概述
本工程系新建工程,本期建设规模为2M30MW单抽供热机组汽轮发电机组(考
虑再扩建条件),直接空冷设计,以330kV一级电压接入系统,共2回330kV线路接
入330kV三营变,330kV三营变至电厂线路长15kM。
1主机规范
发电机的主要参数如下:
额定功率:
330MW
额定容量:
388.2MVA
额定电压:
20kV
额定电流:
11207A
额定功率因数:
0.85
冷却型式:
水氢氢
铁路和公路,交通便利。
主厂房零米海拔高度:
1700米左右
多年平均气温:
6.4C
极端最高气温:
34.6C
极端最低气温:
-30.9C
多年平均相对湿度:
62%
多年平均年降雨量:
435.2mm
最大一日降雨量:
98.1mm
多年平均风速:
2.8m/s
50年最大风速:
23.7m/s
多年平均雷暴天数:
28.7d
最大冻土深度:
121cm
最大积雪深度:
31cm
地震裂度:
8度,厂区地震动峰值加速度为0.26g
污秽等级:
III级
1.5设计范围及分界
ix.9本次工程各工艺系统所属电气系统及其设备选型、安装设计。
ix.9330kV配电装置以出线绝缘子用为界,出线绝缘子用(包括出线绝缘子用)以外由业主另行委托设计。
ix.9本次工程电气保护、控制、测量系统
ix.9本次工程照明系统
ix.9本次工程防雷接地系统
ix.9厂内通讯工程设计
ix.9本次工程电缆敷设及电缆防火系统
ix.9厂内部分的调度系统设计、远动、系统继电保护等
2电气主接线
电气主接线
电厂本期建设规模为2X330MW单抽供热机组。
2台机组均以发电机—变压器组单元接线接入厂内的330kV配电装置,发电机出口不设断路器。
本期2台330MW机组设1台起动/备用变压器,电源由本期330kV母线引接。
根据西北电网有限公司文件,西北电网发展2008-38号文”关于印发?
电厂热电联产工程2X300MWL组接入系统设计审查意见?
的通知”,本期2回330KV出线接入三营变,厂内330kV配电装置采用一倍半断路器接线。
电气主接线详见F4451C-D01-02图。
电压互感器配置
330kV每回出线装设一组三相电压互感器;按系统保护的要求,330kV每条母线
装设一组单相电压互感器;每台主变高压侧装设一组三相电压互感器;每台发电机出口回路装设三组三相电压互感器。
电流互感器配置
发电机中性点、出线侧每相各配置套管CT4只。
主变压器高压侧每相各配置套管CT3只,起/备变高压侧每相各配置套管CT3只。
高压厂用变压器高压侧每相配置套管CT5只。
330kV配电装置每用配置3组CT,按8次级配置。
避雷器配置
330kV配电装置进、出线上各装设一组氧化锌避雷器;发电机出口各装设一组氧化锌避雷器。
隔离开关配置
330kV避雷器和电压互感器均不装设隔离开关。
330kV配电装置进线、出线两侧装设隔离开关。
断路器两侧装设隔离开关。
各级电压中性点接地方式
发电机中性点经二次侧接电阻的单相变压器接地
主变三相变压器高压侧中性
点经隔离开关接地。
起动/备用变高压侧中性点直接接地。
6kV中压厂用系统采用中电阻接地。
380V低压厂用系统采用直接接地。
3短路电流计算
根据系统专业系统阻抗的资料,对330kV母线、发电机出口、厂用工作变压器及起动/备用变压器6kV侧母线等各点进行了短路电流计算,其接线、等值阻抗和计算结果见图F4451C-D01-04和F4451C-D01-05。
4导体及设备选择
导体及设备选择依据及原则
导体及设备选择按短路电流计算结果和《导体和电器选择设计技术规定》进行选择。
导体及设备的选择
1)导体
330kV配电装置的发变组及起备变进线采用架空方式,导线型号为2(LGJ-400/35)
12500A
型双分裂钢芯铝绞线;330kV母线采用2X(LGJ—630/55)双分裂钢芯铝绞线;发电机引出线及厂用分支线采用全连式离相封闭母线,母线连续额定电流为:
主母线
厂变、励磁及PT分支母线1600A
高压厂用变压器、起动/备用变压器、励磁变压器低压侧引出线采用共箱母线,母线连续额定电流为:
厂用工作变低压侧共箱母线4000A
起/备变低压侧共箱母线4000A
励磁变低压侧共箱母线2500A
2)设备
(1)主变压器
本工程主变按采用三相强迫油循环风冷变压器考虑,其容量为380MVA,
363±2X2.5%/20kV,接线组为YN,d11,阻抗Ud=15%。
(2)330kV设备选型
330kV断路器采用户外瓷柱式SF6气体绝缘断路器。
额定电流:
3150A。
330kV隔离开关额定电流为2000A。
电流互感器均采用户外SF6绝缘型。
进出线CT变比2X1200/1A,8次级配置。
起
备变CT变比2X600/1A,8次级配置
330kV电压互感器电压比为:
330kV避雷器选用交流无间隙金属氧化锌避雷器,主要技术参数为312/756kV(保
护线路)300/727kV(保护变压器)。
4.3主要电气设备的动热稳定校验
330kV配电装置设备开断水平40kA;动稳定电流100kA;热稳定电流40kA(3s)
主要电气设备的动热稳定校验结果见F4451C-D01-05图。
5厂用电接线及布置
高压厂用电系统
)高压厂用电电压采用6kV一级电压,其中性点采用中电阻接地方式。
2)高压厂用电系统接线方案
每台机设置一台容量为50/31.5-31.5MVA的高压厂用工作变压器,高压厂用工作变压器的高压侧电源由本机组发电机和主变之间的封闭母线上支接。
每台机组设2段
6kV工作母线,单元机组负荷接在厂高工作变的6kV工作A、B段母线,全厂公用负
荷接在两台机组工作段上,互为备用及成对出现的高压厂用电动机及低压厂用变压器分别由不同6kV工作段上引接。
本工程设置一台容量为50/31.5-31.5MVA高压起动/备用变压器,起动/备用变压器采用有载调压分裂变压器。
每台起动/备用变压器6kV侧通过共箱母线连接到每台机组的2段6kV工作母线上作为起动/备用电源。
厂用电电气接线见F4451C-D01-03图。
3)脱硫系统电气接线
本工程设脱硫6kV段,脱硫系统总电源6kV工作1A、2A段引接
脱硫系统低压采用380/220V,2台机共设2台低压工作脱硫变及动力中心对低压脱硫负荷进行供电,电源由每台机组脱硫6kV段引接。
低压脱硫变采用暗备用方式,低压系统采用中性点直接接地方式。
脱硫系统保安电源不单独设置柴油机,由主厂房保安段供给,每台机提供一路电源至脱硫岛保安MCC。
4)本期电厂厂用电率计算值为
采暖期:
发电厂用电率为5.92%;供热厂用电率7.35(kWh/GJ)。
非采暖期:
发电厂用电率为9.03%;
全年综合厂用电率:
9.35%;
5)厂用负荷统计见附表1负荷统计。
低压厂用系统接线
1)低压厂用电系统电压采用380/220V。
中性点采用直接接地方式。
2)主厂房低压厂用电接线
每台机组在主厂房设汽机、锅炉动力配电中心,设2台1000kVA汽机变,2台1600kVA锅炉变,两台变压器互为备用,供本机组380V机炉辅机低压负荷。
等离子点火设备电源由每台机锅炉变引一路电源供电。
每台机组在A排外空冷配电室设空冷动力配电中心,由3台2000kVA空冷变供电,3台空冷变二台工作、一台备用,供本机组空冷辅机低压负荷。
两台机设二台2000kVA公用变压器,二段公用动力中心,两台变压器互为备用,分
别接在两台机的6kV工作A段上。
供给两台机的低压公用负荷。
每台机组设照明动力中心,由1台500kVA变压器供电,两台机照明变互为备用。
主厂房不设专用检修变压器,仅设检修MCC,由主厂房公用动力中心供电,各车间检修电源由就近的动力中心和MCC上引接。
主厂房低压厂变的选择参见附表2
3)辅助厂房低压厂用电接线
辅助车间根据负荷分布情况设置380/220V动力中心,设置情况如下:
(1)电除尘动力中心,每台炉设2台2000kVA变压器,互为暗备用,动力中心设两段母线。
电除尘动力中心同时向除灰空压机供电。
(2)输煤动力中心,设2台1250kVA变压器,互为暗备用,动力中心设两段母线。
(4)供水动力中心,设2台1000kVA变压器,互为暗备用,动力中心设两段母线。
向综合水泵房、工业废水处理问、启动锅炉房和燃油泵房供电。
(5)化水动力中心,设2台1000kVA变压器,互为暗备用,动力中心设两段母线。
(6)除灰动力中心,设2台630kVA变压器,互为暗备用,动力中心设两段母线。
除灰动力中心除向灰库气化风机房和灰库供电。
(7)厂前区动力中心,设1台500kVA变压器。
4)贮灰场供电
灰场距厂区约3km,灰场供电考虑从厂区内引一路电源或在就地引一路市电供电。
5)备用水源供电
备用的水库距厂区约20km,2级升压泵站。
考虑从厂内引接,采用35kV架空线路供电。
或者下一步落实能否就地引接市电。
6)电动机控制中心(MCC)根据负荷分散设置,主厂房成对的电动机分别由相应的两段MCC供电。
辅助厂房电动机控制中心采用单母线双电源进线,手动切换。
容量为75kW以下的电动机及200A以下的静止负荷由MCC供电,75kW及以上的低压电动机和200A及以上的静止负荷由动力中心供电。
辅助厂房厂用低压变压器负荷计算参见附表3。
5.3电压水平校验:
根据负荷分配情况,其计算结果如下表
检验项目
工作J局变
UdI-n=19%
起动/备用变UdI-II=20%
计算值
要求值
计算值
要求值
给水泵正常起动
83.04%
80%
86.04%
80%
失压自起动时高压母线电压
76.5%
70%
79.01%
70%
高低压母线用接自起动时低压
母线电压
61.3%
55%
63.34%
55%
5.4电压调整计算
起动/备用变压器采用有载调压分裂变压器,其高压电源由330kV系统引接,根
据系统资料,330KV母线电压正常变化范围为0~10%,事故为-5%~10%,系统电压变
化范围为313kV〜363kV,6kV母线电压要求不超过额定电压值的均%。
最严情况为:
1)电源电压最高,起动/备用变压器空载;
2)电源电压最低,起动/备用变压器满载;
起动/备用变压器参数为3455X.25%/6.3-6.3kV,计算结果见表:
调压
范围
运行方■式
起动/备用变压
器分接头
6kV母线电
压标么值
母线电压要求值
20%
系统电压363kV
+5
1.0398
<1.05
系统电压330kV
-2
1.0048
系统电压313kV
-6
0.9593
>0.95
由上表可见,综合考虑选用Ud.n=20%,调压分接头为345i8Xl.25%/6.3-6.3kV
注:
6kV母线电压标么值以6.3kV为基准。
5.5厂用配电装置布置
主厂房厂用配电装置布置
1机的6kV工作配电装置布置在汽机房A、B排#1〜#2柱间的0.0米层,汽机
380V动力中心和照明动力中心布置在汽机房A、B排#1〜#2柱间的6.3米层。
2机的6kV工作配电装置布置在汽机房A、B排#10a〜#11柱间的0.0米层,汽机380V动力中心和照明动力中心布置在汽机房A、B排#10a〜#11柱间的6.3米层。
MCC分散就地布置。
380V公用段、保安动力中心及一次风机变频器室布置在集控楼0.0m层。
380V锅炉动力中心、等离子点火柜、直流及UPS、蓄电池布置在集控楼6.3m层。
1、#2机6kV工作、380V汽机PC段、380V照明PC段配电装置布置见F4451C
-D01-28、29图,集控楼内电气设备布置图见F4451C-D01-27图。
5.5.2辅助厂房厂用配电装置布置
输煤动力中心布置在输煤综合楼内;
电除尘动力中心布置在除灰综合楼上的电除尘配电室;
供水动力中心配电室与综合水泵房毗邻。
除灰动力中心布置在气化风机房内的除灰配电室内;
化水动力中心布置在化验楼内;
厂前区动力中心布置在生产办公楼内;
脱硫动力中心布置在脱硫综合楼内配电室内。
辅助车间的电动机控制中心(MCC)根据情况布置在靠近负荷的建筑物内。
厂用设备选型
主厂房6kV配电装置采用真空断路器与F-C混装方案,6kV高压开关柜采用金属铠装中置式中置式真空开关柜。
6kV柜内断路器选用真空断路器。
6kV开关柜F-C回路选用原则:
1000KW以下的电动机及1000kVA以下的低压干式变米用F-C回路。
主厂房动力中心变压器和辅助厂房动力中心变压器全部采用干式变。
本期工程低压动力配电中心和电动机控制中心均采用抽屉柜。
输煤系统及电除尘器控制
输煤系统控制
输煤系统采用计算机程序控制,可编程控制器(PLC)置于本期输煤程控室内。
数据采集采用远程I/O站,各站联网通讯,完成程控。
输煤系统通过上位机CRT对输
煤系统进行集中检测和控制,不设常规模拟屏及仪表,不设硬手操,设一个紧急停机开关,就地设检修开关和试验按钮。
所有输煤皮带沿线设拉线开关。
输煤系统设置工业电视,通过矩阵切换器来监视重要场所的现场实时情况。
同时输煤程控通过通讯口与全厂辅网连接,在辅网实现远方监控。
输煤程控系统的工业电视监视系统纳入全厂工业电视监视系统。
输煤系统较重要的场所装设工业电视摄象头,煤场设彩色摄像机;其他场所设黑白摄像机,在控制室内通过TV对这些场所运行情况进行监视,同时可在集控室TV对
输煤现场进行监视。
电除尘器控制
电除尘器控制采用微机自动控制,两台炉的电除尘器厂配套的控制设备集中布置在除灰除尘及空压机室综合楼,电除尘器上位机通过通讯口与全厂辅网连接,在辅网实现远方监控。
6事故保安电源和不停电电源
事故保安电源接线及设备选择
每台机组设置一台快速起动的柴油发电机组,作为本机组的事故保安电源,发电机容量为COS)=0.8,Pe=650kWo
每台机组设置两段400V交流事故保安动力配电中心,两段事故保安动力中心正常
由主厂房锅炉动力配电中心供电,事故时由柴油发电机组供电。
当每台机组的厂用电
源消失时,柴油发电机自动起动,在10〜15秒内建立电压及频率,满足带负荷条件,自动接入保安动力中心。
脱硫系统不单独设置柴油发电机,保安电源引自主厂房保安段。
柴油发电机负荷统计见附表4。
保安电源的设备布置
两台机组的保安动力中心布置在集控楼0.0米层,见F4451C-D01-27图。
两台机
组的柴油发电机室布置在集控楼0.0米。
交流不停电电源
每台机组设一套交流不停电电源装置(UPS),容量选用80kVA,交流输入电压为三相三线380V±10%,50HZ,输出交流流电压为单相220V,50HZ。
MIS系统设一套交流不停电电源装置(UPS),容量选用15kVA,交流输入电压为三相三线380V±10%,50HZ,输出交流流电压为单相220V,50HZ。
网控继电器室设一套交流不停电电源装置(UPS),容量选用20kVA,交流输入
电压为三相三线380V±10%,50HZ,输出交流流电压为单相220V,50HZ。
主厂房UPS系统设备布置在集控楼6.3米层。
MIS系统UPS设备布置在生产办公楼。
网络继电器室UPS系统设备布置在网络继电器室。
脱硫岛单独设UPS,UPS容量暂定为20kVA0
主厂房UPS系统图见F4451C-D01-26。
7电气设备布置
电工构筑物布置
主变压器、厂用高压工作变压器、起动/备用变压器及其中性设备等布置在主厂房
A排外空冷平台。
主变、厂高变前后布置,中间设防火墙。
起备变布置在两台机组中间的#1机组侧。
主变中心线至A排柱中心线距离为34.5米;厂高变和起备变中心线至A排柱中心线距离为21.5米。
A排外电工构筑物布置图详见F4451C-D01-06图。
。
330kV配电装置布置
330kV配电装置布置在主变压器南侧,采用户外普通中型、平环式布置方式,向
南出线。
继电器室布置在配电装置北侧
配电装置平断面布置图详见F4451C-D01-07、08、09、10、11图。
发电机引出设备及6kV共箱母线布置:
发电机封闭母线从发电机出口连箱引出,中心标高为7.10米。
封闭母线在靠近
1/A轴处抬高到9.7米,穿过A排墙接至主变压器低压侧套管。
发电机出口电压互感
器及避雷器柜布置在封闭母线下方,励磁变布置在6.3米层封闭母线侧面;发电机中
性点接地柜布置在发电机中性点引出套管附近;在6.3米层设励磁小室,小室内布置
励磁柜;厂用高压工作变压器分支封闭母线在汽机房A排墙外从发电机封闭母线上
“T接。
厂高变和起备变低压侧6kV共箱母线在主厂房A排外布置,穿过A排墙进入汽
机房接至0米层6kV厂用开关柜连接,厂高变分支和起备变分支均采用上进线方式。
封闭母线、共箱母线布置图详见F4451C-D01-12、13、14、15图。
8直流电系统和发电机励磁系统
直流系统的接线方式及负荷统计
1)主厂房直流系统
主厂房直流系统采用220V一级电压,动力、控制合并供电方式。
每台机组装设两组容量均为1500AH的220V阀控式免维护铅酸蓄电池。
每组蓄电
池配置一套高频开关电源整流装置,高频开关整流装置的充电模块按N+2冗余配置,
充电电流300A。
每台机组220V直流系统采用单母线刀开关接线,辐射网络供电方式,在各配电室
设置直流分屏。
2)网控直流系统
升压站直流系统采用220V一级电压,动力、控制合并供电方式。
在继电器室设两组容量均为300AH的220V阀控式免维护铅酸蓄电池,每组蓄电
池配置一套高频开关电源整流装置,高频开关整流装置的充电模块按N+1冗余配置,
充电电流60A。
升压站220V直流系统采用单母线刀开关接线。
作为本期和远期330kV升压站设
备的控制和保护用电源。
主厂房、继电器室直流系统图见F4451C-D01-24、25
3)脱硫岛直流系统
脱硫岛单独设置直流系统,对岛内直流控制负荷供电。
设两组220V蓄电池组,220V蓄电池组采用单母线分段接线。
蓄电池组最终容量按脱硫岛需要设定。
蓄电池组、充电设备的选择
主厂房按贫液阀控免维护蓄电池进行计算。
1)主厂房220V蓄电池组、充电设备的选择
主厂房220V蓄电池组、充电设备的选择按照DL/T5044-2004《电力工程直流系统设计技术规程》,蓄电池暂按贫液阀控免维护蓄电池进行选择计算。
全厂事故停电时间按直流技规要求考虑。
蓄电池选择
蓄电池数量选择(按直流技规DL/T5044-2004中所列公式计算)
1)蓄电池数量按长期浮充电工况选择
1.0SUe~~1.05父220V~~—人
n===103I
Uf2.25V
取n=103个
2)按事故放电末期母线电压
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