生活垃圾焚烧发电厂建设项目电气系统设计方案.docx
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生活垃圾焚烧发电厂建设项目电气系统设计方案
生活垃圾焚烧发电厂建设项目电气系统设计方案
1.1.1电气设计内容和原则
1.1.1.1电气设计范围
设计内容包括厂区红线内所有子项的电气设计，包括发电、接入系统、厂用电、室内外照明、防雷与接地、消防、电信等。
厂区红线外10kV上网线路、外部应急电源线路及调度通讯线路均由业主另行委托设计。
1.1.1.2设计原则
设计原则是在电气主接线方面力求简单、可靠；电气设备布置以便于运行维护为原则，尽量紧凑集中，达到节约投资及运行费用，降低成本的目的；继电保护的配置采用微机保护，以便准确、迅速的切除故障并满足电厂自动化要求。
1.1.2接入系统
1.1.2.1周边电力系统概述
1.1.2.2接入系统方案选择
本工程距离郑家营变电站约7~8公里，郑家营变电站为110kV变电站，根据厂址周边电力系统情况，本工程上网系统有以下三个方案：
方案一：
将发电机出口电压由10kV升至110kV，再以双回路与110kV郑家营变电站联网。
该方案可靠性高，但造价极其昂贵。
方案二：
采用110kV单回路上网，另设一路应急备用电源（增设一路10kV备用电源线路或设置应急柴油发电机组）。
该方案可靠性较高，但投资也较高。
方案三：
采用双回10kV线路直接与110kV郑家营变电站联网，厂内不设升压变电站和应急备用电源，运行可靠性高，投资最少。
本工程推荐采用方案三。
即采用双回10kV线路直接与110kV变电站联网，厂内不设升压变电站和应急备用电源。
方案一、方案二和方案三对应的电气主接线方案见附图18。
1.1.2.3计量与测量
在110kV变电站设专用计量表对上网电量进行计量。
计量系统可采用电子式多功能电能表，确保电能量数据的准确性，可靠性和可核对性。
1.1.3发电机电压选择
根据本项目工艺情况，厂内所有厂用负荷均为额定电压为～380/220V的低压负荷。
考虑到**网配电电压为10kV，为减少垃圾焚烧发电厂电气设备的电压等级，以利于系统运行、维护管理和减少投资，发电机出口额定电压选择为10.5kV。
1.1.4电气主接线
垃圾焚烧处理厂计划装设计划分两期完成，其中本期工程设置2台处理能力均为350吨/日的焚烧炉，配1台额定功率均为12MW的发电机组；二期工程增加1台处理能力为350吨/日的焚烧炉，另外再增加一1台额定功率为6MW的发电机组。
按照推荐的接入系统方案三，10kV母线采用单母线分段接线，每段母线上接一台发电机组。
上网电能通过两回10kV架空线路送往110kV变电站。
焚烧发电厂首次启动时由110kV变电站取得启动电源（通过10kV线路倒送电），启动后垃圾焚烧发电厂内发电机投入运行并网发电，除去厂区自用外，剩余电量再通过两回10kV线路送入地区电网。
当一回10kV线路出现故障时，与之相连的10kV母线出口开关断开，发电机处于孤岛运行状态。
1.1.5同期点设置
本垃圾焚烧发电厂同期点设置在两台发电机组10kV出口断路器和10kV母线分段断路器。
1.1.6厂用电负荷
本期工程（700t/d）：
厂用电安装容量：
2860kW
厂用电计算负荷：
2200kW
年最大发电量：
76×106kW·h/a
年自用电量：
18×106kW·h/a
年最大上网电量：
58×106kW·h/a
自用电率：
23%
1.1.7厂用电接线
厂内设1600kVA厂用工作变压器3台，其中10kV高压电源经1#～3#工作变压器降压后，分别供给3条焚烧线。
另外，设置容量为1600kVA的0#备用变压器1台，0#备用变压器～0.4kV低压母线与各厂用工作变压器的～0.4kV工作母线之间分别设置联络开关，任何一台工作变压器事故跳闸时，联络开关自动关合，由0#备用变压器承担该故障工作变压器的全部负荷，维持厂内的正常运行。
低压动力中心采用单母线接线。
3台厂用工作变压器低压侧对应于3个380/220V低压动力中心，分别负责向3条焚烧线和全厂公用负荷供电。
0#备用变压器同时作为低压厂用工作变的备用。
全厂消防设置专用的消防MCC，双电源供电，电源分别引自低压动力中心3个不同的380/220V母线段。
0.4kV系统采用变压器中性点直接接地方式运行，接地型式为TN-C-S系统，室外路灯照明局部采用TT系统。
1.1.8主要设备选型
在保证技术先进、安全可靠、便于维护的前提下，主要电气设备选型如下：
厂用降压变压器选用SGB10-1600/10型H级干式电力变压器。
10kV开关柜选用KYN28A-12型铠装移开式开关柜，配10kV真空断路器。
低压开关柜选用GCS型低压抽出式开关柜。
低压配电箱选用XLL2-0.4系列低压动力配电箱。
1.1.9继电保护和自动装置
按《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》，焚烧发电厂主要配备下述继电保护和安全自动装置，10kV各元件采用微机装置实现各项保护：
发电机保护：
纵联差动保护、复合电压启动的过电流保护、过负荷保护、发电机单相接地过电流保护、发电机励磁一点接地和两点接地保护。
工作、应急厂用降压变压器保护：
电流速断保护、过电流保护、零序电流保护、温度信号、应急电源自动投入装置。
母线分段保护：
过电流保护。
10kV联网线路保护和10kV应急线路保护（电厂侧）待与当地电业部门协商后确定保护方式。
1.1.10直流系统
直流系统采用单母线分段接线。
设一组容量为300Ah的免维护铅酸蓄电池，电压为DC220V，按一小时放电终止电压不低于198V进行设计，向控制系统、继电保护、安全自动装置及事故照明、直流油泵供电。
配两台充电装置，一台工作，一台备用。
为满足全厂事故状态下照明用电，装设一面事故照明切换屏。
发电机采用静态励磁方式，并配有励磁变压器两台，发电机的的电压调整采用自动励磁电压调节器。
1.1.11电气设备布置
本工程的电气设备间与汽机房、焚烧锅炉间等均布置于同一厂房内，设有10kV配电室、变压器室、380V配电室及中央控制室、电子设备间。
中央控制室内设有操作员站、大屏幕和消防控制中心，电子设备间内设有继电保护屏、直流系统屏和热工设备屏等。
发电机出线小室布置在汽机间±0.000m，汽轮发电机机座下面，设有发电机出口及中性点电流互感器、避雷器、电压互感器柜及发电机出口断路器柜。
1.1.12过电压保护及接地
过电压包括大气过电压和操作过电压。
根据“过电压保护设计规程”、“接地设计规程”及“建筑物防雷设计规范”，设计必要的设施及装置，保证建筑物、设备及人身安全。
本工程接地分为工作接地、保护接地和防雷接地，接地电阻按相应规程进行设计。
本工程应严格按《3～220kV交流电力工程过电压保护设计规范》和《交流电力工程接地设计规范》的有关规定执行。
1.1.13电动机控制
按相关专业提出的电动机控制要求，需在中央控制室控制的电动机，均由以DCS为核心构成的控制系统控制，通过电动机控制站，以通信电缆与以太网相联，电动机的控制操作，则通过其所属系统的操作站完成，电动机的起、停状态，工作电流、事故信号等在其所属系统的相应画面中显示。
不需在中央控制室操作的电动机，则以传统方式在就地控制。
1.1.14照明和检修回路
1.1.14.1照明
本工程照明网络采用220/380V三相五线制，中性点直接接地系统。
本厂设有正常照明、事故照明、检修照明和局部照明。
1.1.14.2检修回路
检修及特殊场所的照明网络电压可为12V或36V。
焚烧工房检修箱按规程规定地点设置，由中央配电屏供电；辅助工房检修电源箱，由工房各自的动力箱供电。
1.1.15电缆敷设
本工程电缆构筑物主要有：
电缆沟、电缆竖井等。
电缆敷设方式主要采用沿桥架、沿电缆沟敷设，穿管敷设和直埋敷设。
电缆选择及敷设设计应执行《发电厂、变电所电缆选择与敷设设计规范》。
电缆构筑物应采取防火设施，如阻火隔墙、阻火段、阻火夹层等，采用涂料、槽盒、堵料等防火材料，对电缆进行防火阻燃设计并满足相应的规程规定。
1.1.16电气修理和试验
为了充分利用**地区的电气维修和试验技术与装备能力，并节约一次投资和运行维护费用，本设计对电气设备只安排日常维修和检查。
1.1.17电气消防
1.1.17.1消防系统
易燃场所及电气设备做可靠的防火防爆处理。
在配电室、控制室等电气设备较集中的地方，加装烟感、温感探测器，并设消防专用报警器。
1.1.17.2广播系统
为保证发布火灾报警、寻人广播和发布各类通知，综合主厂房内设置广播系统一套。
1.1.18电信
1.1.18.1系统调度
本垃圾焚烧发电厂的调度与通信方式待与当地相关主管部门协商后确定。
远动配置
采用专用电话调度。
装设远程控制单元（RTU）实现远动遥信，遥测控制（需由当地电力部门统一考虑）。
通信
系统通信：
除配置专用调度电话外，配合远动两遥，可沿10kV上网联络线架设一条光缆至变电站，并接入当地电力部门电力通信专网（需由当地电力部门统一考虑）。
1.1.18.2电话系统
根据垃圾焚烧发电厂劳动力组织定员，并为日后增容留有充足余地，拟在综合楼设置包含40门分机及10门市内直通电话的程控交换机一台及辅助设备。
管理部门、生产部门设置分机，对外联系较多的岗位加设市内直通电话。
1.1.18.3无线对讲系统
向当地无线电委员会申请5台无线对讲机，以满足生产、保安流动通信之用。
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