国能龙江初设说明书1.docx
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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
山东电力工程咨询院有限公司
工程设计证书甲级151249-sj号
2008年9月济南
批准:
审核:
校核:
编写:
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
采暖通风及空气调节部分
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4
1.2工程概况4
1.3设计范围及分界4
2电气主接线4
3短路电流计算及主要设备选择校验4
3.1短路电流计算4
3.2主要设备选择5
4110kV配电装置5
5厂用电接线及布置5
5.1高压厂用电5
5.2低压厂用电5
5.3厂用电布置6
5.4电压水平6
6直流系统及励磁系统9
6.1直流系统9
6.2设备选择9
6.3系统接线10
6.4直流设备布置10
6.5发电机励磁系统10
6.6不停电电源系统10
7二次线继电保护及自动装置10
7.1控制﹑信号及测量10
7.2继电保护及自动装置11
8电气设备布置防火及电缆设施11
8.1电气建构筑物的总体布置11
8.2发电机出线小室布置12
9过电压保护与接地12
9.1电气设备防止过电压的保护措施12
9.2直击雷保护12
9.3接地装置要求12
10照明和检修网络12
11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(构)筑物及设施
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-12
110kV屋外配电装置平面布置图
373-F1941C-D-13
110kV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-16
220V直流系统图
1概述
1.1设计依据
∙
(1)有关的国家标准﹑规范及行业标准﹑规范
(2)三大主机的技术协议书及联络会纪要
(3)有关的国家标准﹑规范及行业标准﹑规范
(4)上级单位对本工程下达的有关指示文件
(5)业主有关的书面来文
(6)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1×130t/h振动炉排、高温高压、生物质燃料锅炉,配1×30MW凝汽式汽轮发电机组。
1.3设计范围及分界
1)各工艺系统所属电气系统及其设备
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及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及接入系统审查意见,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,发电机为山东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短路电流计算及主要设备选择校验
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。
3.2.1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
3.2.2电厂地处暂按IV级污秽区考虑,其110kV及以下电气设备外绝缘爬电比距按3.1cm/kV(最高工作线电压)设计。
3.2.3其它设备的选择详见图:
373-F1761C-D-04。
4110kV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厂用电接线及布置
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,机炉的辅机及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﹑备用变及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
0.954
1.043
要求值
≥0.95
≤1.05
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
n≤3.38
≥0.95
+8
电源电压最高
厂用负荷最小
n≥7.42
≤1.05
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
(kW)
(kVA)
(kW)
(kW)
(kW)
1
电动给水泵电动机
1000
2
1
1
1
1
1000
1000
1000
1000
2
送风机电机
900
1
1
0.8
1
1
720
900
900
0
3
引风机电机
800
1
1
0.8
1
1
640
800
800
0
4
Sjs1=ΣP1
3
2360
2700
2700
1000
5
汽机房变
1250
1
1
0.9
1
1
1125
1250
0
6
锅炉房变
1250
1
1
0.9
1
1
1125
1250
0
7
辅助车间变
1000
1
1
0.9
1
1
900
1000
0
8
低备变
1250
1
1
0.9
1
1
1125
1250
0
Sjs2=ΣSdjs
8
4
4275
4750
0
0
Sjs1+Sjs2
6635
7450
2700
1000
5635
汽机房PC
序号
名称
额定容量(kW)
安装台数
工作台数
换算系数
PCA
PCB
重复容量(kW)
安装台数
工作台数
工作容量(kW)
安装台数
工作台数
工作容量(kW)
1
汽机MCC
111.736
2
1
1
1
1
111.736
1
1
111.736
111.736
2
给水加药MCC
56.8
2
1
1
1
1
56.8
1
1
56.8
56.8
3
高压交流油泵
160
1
1
0.8
1
1
128
0
0
0
0
4
凝结水泵
75
2
1
0.8
1
1
60
1
1
60
60
5
消防水泵
110
1
1
0.8
1
1
88
0
0
0
0
6
热工DCS电源
10
1
1
0.6
1
1
6
0
0
0
0
7
热工盘台、就地设备电源柜
25
1
1
0.6
0
0
0
1
1
15
0
8
热工试验、保温、照明电源柜
15
1
1
0.6
1
1
9
0
0
0
0
9
热工实验室电源
5
1
1
0.6
0
0
0
1
1
3
0
10
热工ETS电源
1
1
1
0.6
0
0
0
1
1
0.6
0
11
热工DEH电源
1
1
1
0.6
0
0
0
1
1
0.6
0
12
热工FSSS电源
1
1
1
0.6
0
0
0
1
1
0.6
0
13
火灾报警盘
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
14
锅炉电动门配电箱
10
2
1
0.6
1
1
6
1
1
6
6
15
汽机电动门配电箱
20
2
1
0.6
1
1
12
1
1
12
12
汽机房PC
序号
名称
额定容量(kW)
安装台数
工作台数
换算系数
PCA
PCB
重复容量(kW)
安装台数
工作台数
工作容量(kW)
安装台数
工作台数
工作容量(kW)
16
热工380VAC电源
15
2
1
0.6
1
1
9
1
1
9
9
17
化学MCC
196.2
2
1
1
1
1
196.2
1
1
196.2
196.2
18
循环水泵
185
2
2
0.8
1
1
148
1
1
148
0
19
20
0.8
合计
26
13
831.7
619.5
451.7
变压器计算容量(kVA):
Sjs=1.1*(819.8+978.2-347.0)=
1099.5
选择变压器容量(kVA):
1250
锅炉房PC
序号
名称
额定容量(kW)
安装台数
工作台数
换算系数
PCA
PCB
重复容量(kW)
安装台数
工作台数
工作容量(kW)
安装台数
工作台数
工作容量(kW)
1
锅炉MCC
115.36
2
1
1
1
1
115.36
1
1
115.36
115.36
2
通风MCCA
136.696
1
1
1
1
1
136.696
0
0
0
通风MCCB
136.556
1
1
1
1
1
136.556
3
布袋除尘器系统
80
1
1
0.8
0
0
0
1
1
64
0
4
吹灰动力柜
20
2
1
0.6
1
1
12
1
1
12
12
5
除灰空压机
40
2
1
0.8
1
1
32
1
1
32
32
6
秸秆捆自动抓斗起重机
110
2
2
0.8
2
2
176
0
0
0
0
7
启动锅炉房MCC
60.4
2
1
1
1
1
60.4
1
1
60.4
60.4
15
燃料MCC
322.56
2
1
1
1
1
322.56
1
1
322.56
322.56
合计
15
8
855.0
742.9
542.3
变压器计算容量(kVA):
Sjs=1.1*(819.8+978.2-347.0)=
1161.1
选择变压器容量(kVA):
1250
辅助车间PC
序号
名称
额定容量(kW)
安装台数
工作台数
换算系数
PCA
PCB
重复容量(kW)
安装台数
工作台数
工作容量(kW)
安装台数
工作台数
工作容量(kW)
2
循环水处理MCC
18.4
2
1
1
1
1
18.4
1
1
18.4
18.4
3
公用水泵房MCC
51.8
2
1
1
1
1
51.8
1
1
51.8
51.8
4
排水泵房MCC
71.2
2
1
1
1
1
71.2
1
1
71.2
71.2
5
综合楼MCC
300
2
1
1
1
1
300
1
1
300
300
6
除二氧化碳风机
2.2
2
1
0.8
1
1
1.76
1
1
1.76
1.76
7
消防水泵
110
2
1
0.8
1
1
88
1
1
88
88
8
大雨水泵
90
3
3
0.8
2
2
144
1
1
72
0
10
深井泵
45
4
3
0.8
2
2
72
2
2
72
36
11
厂区内其他负荷
50
1
1
0.8
0
0
0
1
1
40
0
12
合计
20
10
747.2
715.2
567.2
变压器计算容量(kVA):
Sjs=
984.7
选择变压器容量(kVA):
1000
6直流系统及励磁系统
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
6.2.1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87.5~110%Ue的规定范围内。
6.2.2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198~260V,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
7.5
1
7.5
10
10
10
2
常明灯
0.2
0.91
1
0.91
0.91
0.91
0.91
3
汽机危急润滑油泵
15
68.18
0.9
122.73
61.36
61.36
4
断路器跳闸
60
0.6
36
5
热工直流电源
15
0.6
9
9
9
9
6
不停电电源
30kVA
136.36
0.6
81.82
81.82
7
事故照明
9
40.91
1
40.91
40.91
40.91
8
随机负荷
5
断路器合闸
合计
17.41
301.36
204.00
122.18
0
5
Ijc
I1
I2
I3
I4
Ir
6.3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6~7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。
7二次线继电保护及自动装置
7.1控制﹑信号及测量
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及厂用电系统进行数据采集、监视及控制。
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:
●发电机出口断路器紧急跳闸按钮
●发电机灭磁开关紧急跳闸按钮
机组还设置有电气及热工合用的机组操作台,操作台上设有发电机出口及主变高压侧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、通讯及保护的设备布置在主厂房运转层继电器室。
7.2继电保护及自动装置
7.2.1保护配置及选型
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
7.2.2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电气设备布置防火及
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