国能龙江初设说明书1

检 索 号373-F1761C-D-01国能龙江生物发电工程初步设计阶段第8卷电气部分设计说明书#电力工程咨询院#工程设计证书甲级151249-sj号20#9月 济 南批准：审核：校核：编写：13 / 20本工程初步设计文件由以下各卷组成序号卷 号卷 名1第1卷总的部分2第2卷总图运输部分3第3卷热机部分4第4卷燃料部分5第5卷除灰渣部分6第6卷电厂化学部分7第7卷电气部分8第8卷热工自动化部分9第9卷建筑结构部分10第10卷采暖通风与空气调节部分11第11卷第1分卷水工工艺部分第11卷第2分卷水工结构部分12第12卷环境保护13第13卷消防部分14第14卷劳动安全15第15卷职业卫生16第16卷概算部分17第17卷主要设备材料清册目录1概述41.2 工程概况41.3 设计范围与分界42 电气主接线43 短路电流计算与主要设备选择校验43.1 短路电流计算43.2 主要设备选择54 110kV配电装置55 厂用电接线与布置55.1 高压厂用电55.2 低压厂用电55.3 厂用电布置65.4电压水平66 直流系统与励磁系统96.1 直流系统96.2 设备选择96.3 系统接线106.4 直流设备布置106.5 发电机励磁系统106.6 不停电电源系统107 二次线继电保护与自动装置107.1 控制信号与测量107.2 继电保护与自动装置118 电气设备布置防火与电缆设施118.1 电气建构筑物的总体布置118.2 发电机出线小室布置129 过电压保护与接地129.1 电气设备防止过电压的保护措施129.2 直击雷保护129.3 接地装置要求1210 照明和检修网络1211 遗留问题13附图：图 号图 名373-F1761C-D-02电气主接线图373-F1761C-D-03短路电流计算结果表373-F1761C-D-04电气主要设备选择表373-F1761C-D-05电气建筑物与设施373-F1941C-D-06厂用电原理接线图373-F1941C-D-07主厂房10kV厂用配电装置平断面图373-F1941C-D-08主厂房380V配电室平断面布置图373-F1941C-D-09蓄电池室平断面布置图373-F1941C-D-10辅助车间配电装置平断面图373-F1941C-D-11发电机出线小间平断面布置图373-F1941C-D-12110kV屋外配电装置平面布置图373-F1941C-D-13110kV屋外配电装置断面图373-F1941C-D-14电子设备间电气设备平面布置图373-F1941C-D-15发电机主变压器保护配置图373-F1941C-D-16220V直流系统图1概述1.1设计依据 有关的国家标准规范与行业标准规范三大主机的技术协议书与联络会纪要有关的国家标准规范与行业标准规范上级单位对本工程下达的有关指示文件业主有关的书面来文国能生物发电设计研讨会会议纪要1.2 工程概况本期规模为1130t/h振动炉排、高温高压、生物质燃料锅炉,配130MW凝汽式汽轮发电机组.1.3 设计范围与分界1 各工艺系统所属电气系统与其设备2 本次设计以厂区围墙为界.3 出线侧的设计分界点在110kV配电装置的门型架外侧,出线耐张绝缘子串和架空导线以与拉力提资和避雷线挂线点应由其他受委托方设计.2 电气主接线根据业主方提供的系统资料与接入系统审查意见,本工程新建一台30MW机组,电气主接线采用发电机-变压器-线路组单元接线方式,接入附近的110kV变电站系统.电气主接线图见：373-F1761C-D-02.双卷主变压器型号为SFZ9-45000/110,115+8*1.25%/10.5kV,40MVA,YN,d11.通过招标,发电机为#济南发电设备厂生产的空冷式发电机,型号为QF-30-2,30MW,额定电压为10.5kV,额定电流为2062A,额定功率因数为0.8.发电机与双卷主变压器之间设断路器,高压厂用工作电源由发电机出口引接.3 短路电流计算与主要设备选择校验3.1 短路电流计算因缺少业主提供的系统阻抗资料,短路电流根据经验估算,仅供参考.短路电流计算结果见图：373-F1761C-D-03.3.2 主要设备选择主变压器型号参数见本说明第2章.设备的选择：主变110kV侧：断路器：LW35-126,1250A,40kA；导线：LGJ-185/25；隔离开关：GW4-126VI,1250A,双接地；电流互感器：LVQHB-110W2,2*300/5A,5P20/5P20/5P20/0.2S；电压互感器：JDQHX-110W2避雷器：YH10W-100/260电厂地处暂按IV级污秽区考虑,其110kV与以下电气设备外绝缘爬电比距按3.1cm/kV设计.其它设备的选择详见图：373-F1761C-D-04.4 110kV配电装置110kV配电装置采用户外普通中型布置,无母线,长15米,宽16米.考虑1回架空出线.自主变至配电装置的引线采用架空,为了节约投资,拟将110kV配电装置靠近变压器布置.5 厂用电接线与布置5.1 高压厂用电高压厂用电系统采用10kV中性点不接地系统,高压厂用工作电源引自发电机出口.10kV厂用母线为一段,机炉的辅机与公用负荷接在母线上.高压设备的选择如下：10kV开关柜： KYN28A-12型金属铠装中置式开关柜选用国产优质型真空断路器具体负荷统计见附表.5.2 低压厂用电低压厂用电采用380V/220V中性点直接接地系统,接线方式采用PC-MCC明备用.设两台低压工作厂变,容量均为1250KVA,供本机组的低压负荷.在主厂房内,设一台备用变压器,作为两台工作厂变、辅助车间变的备用电源,容量为1250kVA.根据负荷范围设一台辅助车间变,容量为1000kVA,为辅助车间的负荷供电.主厂房低压工作变备用变与辅助车间工作变采用干式变压器,D,yn11接线.低压配电屏选用MNS低压抽出式开关柜.低压PC负荷统计见附表.5.3 厂用电布置厂用10kV开关柜均布置在主厂房B、C列的零米层#4柱至#7柱之间,10kV开关柜通过电缆与发电机出线连接,厂用380/220V开关柜布置在主厂房B、C列的4.3米层#4柱至#7柱之间.具体详见图：373-F1761C-D-07,08.辅助车间配电装置布置在水工联合建筑的辅助车间配电室内.5.4电压水平表5.4-1 高压厂用母线电压水平电源电压最低厂用负荷最大电源电压最高厂用负荷最小计算值0.9541.043要求值0.951.05表5.4-2变压器调压范围运行方式分接头位置 10kV母线电压+8电源电压最低厂用负荷最大n3.380.95+8电源电压最高厂用负荷最小n7.421.05表5.4-3电动机自起动校验结果项 目要求值主变高低压母线串接自起动高压母线70%97.6%低压母线55%72.6%主厂房10kV 负 荷 统 计 表 序号名 称10kV 段额定安装工作换算安装工作工作反馈自起动重复容量台数台数系数台数台数容量容量容量容量1电动给水泵电动机10002111110001000100010002送风机电机900110.81172090090003引风机电机800110.81164080080004Sjs1=P1323602700270010005汽机房变1250110.9111125125006锅炉房变1250110.9111125125007辅助车间变1000110.911900100008低备变1250110.911112512500Sjs2=Sdjs844275475000Sjs1+Sjs266357450270010005635汽机房PC序号名 称额定容量安装台数工 作 台 数换算系数PCAPCB重复容量安装台数工作台数工作容量安装台数工作台数工作容量1汽机MCC111.73621111111.73611111.736111.7362给水加药MCC56.82111156.81156.856.83高压交流油泵160110.81112800004凝结水泵75210.811601160605消防水泵110110.8118800006热工DCS电源10110.611600007热工盘台、就地设备电源柜25110.6000111508热工试验、保温、照明电源柜15110.611900009热工实验室电源5110.6000113010热工ETS电源1110.6000110.6011热工DEH电源1110.6000110.6012热工FSSS电源1110.6000110.6013火灾报警盘1111111000014锅炉电动门配电箱10210.6116116615汽机电动门配电箱20210.61112111212汽机房PC序号名 称额定容量安装台数工 作 台 数换算系数PCAPCB重复容量安装台数工作台数工作容量安装台数工作台数工作容量16热工380VAC电源15210.6119119917化学MCC196.221111196.211196.2196.218循环水泵185220.81114811148019200.8合 计2613831.7 619.5 451.7 变压器计算容量：Sjs=1.1*=1099.5 选择变压器容量：1250锅炉房PC序号名 称额定容量安装台数工 作 台 数换算系数PCAPCB重复容量安装台数工作台数工作容量安装台数工作台数工作容量1锅炉MCC115.3621111115.3611115.36115.362通风MCCA136.69611111136.696000通风MCCB136.55611111136.5563布袋除尘器系统80110.8000116404吹灰动力柜20210.611121112125除灰空压机40210.811321132326秸秆捆自动抓斗起重机110220.82217600007启动锅炉房MCC60.42111160.41160.460.415燃料MCC322.5621111322.5611322.56322.56合 计158855.0 742.9 542.3 变压器计算容量：Sjs=1.1*=1161.1 选择变压器容量：1250辅助车间PC序号名 称额定容量安装台数工 作 台 数换算系数PCAPCB重复容量安装台数工作台数工作容量安装台数工作台数工作容量2循环水处理MCC18.42111118.41118.418.43公用水泵房MCC51.82111151.81151.851.84排水泵房MCC71.22111171.21171.271.25综合楼MCC30021111300113003006除二氧化碳风机2.2210.8111.76111.761.767消防水泵110210.811881188888大雨水泵90330.8221441172010深井泵45430.8227222723611厂区内其他负荷50110.80001140012合 计2010747.2 715.2 567.2 变压器计算容量：Sjs=984.7 选择变压器容量：10006 直流系统与励磁系统6.1 直流系统全厂设置一组蓄电池,动力控制负荷混合供电,电压为220V,不设端电池；蓄电池选用阀控式密封铅酸电池,容量为400Ah.蓄电池配置一套充电浮充电设备,充电浮充电设备选用高频开关电源装置,采用N+1热备份方式.6.2 设备选择蓄电池容量选择按照DL/T5044-2004电力工程直流系统设计技术规程中推荐的阶梯负荷计算法计算,事故持续放电时间按1h考虑,在计算中,蓄电池的浮充电压取2.23V,均充电压取2.33V.220V蓄电池组为GM-400Ah,104只.在各种运行方式下直流母线电压波动范围在87.5110%Ue的规定范围内.充电浮充电设备选择充电浮充电设备的额定电流按事故放电后进行充电的要求选择；充电设备兼做浮充电用的额定电压应满足均衡充电要求.计算结果是：充电浮充电设备选用5只/20A电源模块,充电输出电压为198260V,电流100A的高频开关电源装置.蓄 电 池 负 荷 统 计序 号负荷名称装置容量kW装置负荷电流A负荷系数或同时率经常负荷A事故负荷A随机或事故末期备注 1分30分60分180分1经常负荷7.517.51010102常明灯0.20.9110.91 0.91 0.910.913汽机危急润滑油泵1568.180.9122.73 61.3661.364断路器跳闸600.6365热工直流电源150.6 99996不停电电源30kVA 136.360.681.82 81.827事故照明9 40.91140.91 40.9140.918随机负荷5断路器合闸合计17.41 301.36 204.00122.1805IjcI1I2I3I4Ir6.3 系统接线直流系统采用单母线的接线方式,一组蓄电池设置一段单母线.6.4 直流设备布置在B-C列间67柱间0.0m层设有单独的蓄电池室.直流屏与充电屏布置在运转层的继电器室内.直流屏采用四统一标准屏.6.5 发电机励磁系统本工程空冷发电机采用自并励静止励磁系统,系统由一台接于发电机机端的励磁变压器作为励磁电源,经可控硅整流后供给发电机磁场电流.自动电压调节器AVR改变可控硅整流装置的触发角来控制发电机的运行工况.系统主要由机端变压器可控硅整流装置自动电压调节器灭磁和过电压保护装置起励装置必要的监测保护报警辅助装置组成.机端变压器可控硅整流装置灭磁和过电压保护装置起励装置、自动电压调节器等布置于发电机出线小间内.励磁系统的主要性能要求： 励磁系统顶值电压倍数不小于2,强励时间不小于10S 励磁系统响应比不低于2倍/秒,为高起始响应6.6 不停电电源系统根据负荷统计,设置一套容量为30kVA单相输出的静态不停电电源装置,布置于电气继电器室内,该装置主要部件包括：整流器、逆变器、静态开关、手动旁路开关、旁路隔离变压器、调压变压器、配电屏等.交流不停电电源的运行方式为,正常由工作段向UPS提供交流电源,经UPS整流、逆变后将直流转换成单相220V交流向主配电屏供电.当工作段失电时,则由蓄电池向逆变器供电,当过载、电压超限、逆变器或整流器发生故障停止工作而蓄电池放电至终止电压时,由静态开关在3ms内将负荷切换至旁路回路,由旁路供电.为提高供电的可靠性,设置了具有先合后分功能的手动旁路开关,以保证检修UPS时,不间断向负荷供电.7 二次线继电保护与自动装置7.1 控制信号与测量本工程采用机炉电集中控制.电气继电器室与热工盘柜联合布置在除氧间8.0米层.电气控制纳入机组DCS系统,实现机炉电一体化控制.该方案以CRT和键盘为主要监控手段,对电气系统的发变线路组主回路与厂用电系统进行数据采集、监视与控制.对于一些比较成熟的专用装置,如发电机励磁系统的自动电压调节器、自动准同期装置、继电保护、厂用电源切换装置仍采用独立的专用产品,但可通过硬接线方便地与DCS接口,在DCS的CRT上对以上系统进行监视.为保证系统的安全可靠性,操作员站台暂考虑保留下列硬手操：l 发电机出口断路器紧急跳闸按钮l 发电机灭磁开关紧急跳闸按钮机组还设置有电气与热工合用的机组操作台,操作台上设有发电机出口与主变高压侧110kV断路器的手动同期合闸按钮或开关,主变有载调压开关操作板等.不单独设升压站电气继电器小室.系统远动、通讯与保护的设备布置在主厂房运转层继电器室.7.2 继电保护与自动装置保护配置与选型本工程电气设备的保护装置装设原则按GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程的规定执行.保护选型采用微机式保护装置.保护配置详见图373-F1761C-D-15保护装置的布置发电机变压器组保护布置于主厂房运转层继电器室.中压系统保护装置均布置于10kV配电装置内.7.2.3 自动装置本工程装设一套独立的同期系统,为微机型自动准同期装置,同期接线采用单相同期方式.本工程设置低压备用电源自投装置.8 电气设备布置防火与电缆设施8.1 电气建构筑物的总体布置主变压器与110kV配电装置布置在汽机房外侧.8.2 发电机出线小室布置发电机出线小室布置在汽机房发电机励端,小室分为两层,0m为布置励磁变压器、灭磁柜、励磁调节柜等,4.3m层布置发电机引出线、厂用工作分支断路器开关柜与电压、电流互感器的开关柜等.8.3 电缆设施主厂房主要采用电缆沟和电缆桥架相结合的敷设方式.8.4 防火措施全厂电缆敷设采用电缆桥架、电缆支吊架、电缆沟,直埋与穿管敷设方式.全厂电缆采用C级阻燃电缆,对电缆与其构筑物的防火封堵,按规程要求在隧道内设防火门、防火隔墙,在必要的地方设防火隔板、堵料等封堵措施,加装电缆槽盒,耐火隔板,对电缆刷防火涂料等.9 过电压保护与接地9.1 电气设备防止过电压的保护措施按DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合规定设计.为保护变压器高压侧中性点的绝缘,在主变高压侧中性点上装设一只避雷器.在主变高压侧装设一组避雷器.在发电机出口与中性点分别设一组避雷器.9.2 直击雷保护烟囱上设置避雷针保护.冷却塔、110kV配电装置、厂区内110kV架空进线也用避雷针保护.其他需防直击雷保护的建筑物采用避雷带保护.9.3 接地装置要求接地装置的接地要求按DL/T621-1977交流电气装置的接地执行.为保证人体和设备安全,按规程对电气设备的外壳与接地装置可靠连接.全厂接地装置采用人工接地装置,接地装置包括角钢的垂直接地体与扁钢的水平接地体,但以水平接地体为主.10 照明和检修网络工作照明电压为交流220V,事故照明电压为直流220V, 安全照明电压为交流24V.主厂房工作照明电源引自380/220V工作段,事故照明由交直流事故照明切换屏供电.机炉电集中控制室拟采用嵌入式荧光灯照明.主厂房设检修电源箱,检修电源引自就近的380/220V MCC柜,远离主厂房的各辅助车间,其检修电源由就近的配电盘引接.照明箱和检修电源的供电采用树干式,一回串接数个照明箱或检修电源箱.照明系统接地方式如下：车间照明配电箱的电源线中,其中性线N线和保护地线PE线合并并重复接地而照明配电箱以后分支线的中性线N线和保护地线PE分开.11 遗留问题11.1本工程业主料场设有施工电源变,业主要求将施工电源变保留,但此变压器离辅助车间供电负荷较远,我们将进一步探讨此问题.11.2 本工程缺接入系统报告,短路电流和设备选择都是根据经验估算,订货前应根据接入系统重新核对厂内短路电流和设备选择.