动力车间二期接入系统初步设计概述.docx
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动力车间二期接入系统初步设计概述
卷册检索号
内蒙古锦联动力车间二期（2×660MW）
接入系统二次部分
初步设计报告
电力工程设计甲级证书证书编号A121000042
工程咨询甲级资质证书证书编号工咨甲20620070008
2015年10月沈阳
内蒙古锦联动力车间二期（2×660MW）
接入系统设计报告
（审定稿）
批准：
审核：
校核：
编写：
人员组织
序号
专业
主设人
1
系统
李丁
2
电气二次
张旭鹏
3
通信
李艳芳
4
远动
邓彤
5
技经
潘思
1工程简况
1.1设计依据
a）
（1）技术方案研究参照《电力系统技术导则》（DLT5429-2009）、《大型水、火电厂接入系统内容深度规划》、《220千伏及110（66）千伏输变电工程可行性研究内容深度规定》（Q/GDW270-2009）、《城市电力网规划设计导则》（Q/GDW156-2006）、《电力系统设计技术规程》、、线路保护及辅助装置规范化设计规范》（Q/GDW161-2007）；《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T14285-2006）；《国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）》；《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置规范化设计规范》（Q/GDW175-2008）；《国家电网公司输变电工程典型设计220kV变电站二次系统部分》；《辽宁电网220kV及以上系统继电保护“六统一”规范化设计规范实施细则》。
《国家运检部关于印发生产技术改造和设备大修原则的通知》（运检计划[2013]428号），等及国家颁布的相关技术规程、规定、规范。
（2）蒙东地区、通辽地区、霍林河地区电网现状情况及蒙东电网与通辽地区电网相关规划以及《内蒙古锦联原铝熔炼车间新建工程接入系统设计》报告、《国网内蒙古东部电力有限公司关于内蒙古锦联原铝熔炼车间新建工程接入系统技术方案审查意见的批复》蒙东电发策[2014]535号、《内蒙古锦联原铝熔炼车间新建工程接入系统安稳专题研究》报告。
（3）锦联铝材公司提供的工程文件、工程建设规模及年度建设计划、用电负荷容量及性质、动力车间与熔炼车间建设进度安排等相关资料。
（4）内蒙古锦联铝材有限公司与我院签订的技术咨询合同。
1.2工程简况
1.2.1总体工程简况
杭州锦江集团是以环保能源、有色金属、化工为主产业的大型企业集团。
随着国家开发大西北等政策的实施，锦江集团顺应国家鼓励煤电铝联营产业向中西部能源富集地区转移、鼓励通辽市建设国家重要的铝工业基地的有关政策规定，联合内蒙古矿业集团、霍煤集团共同投资建设煤电铝一体化工程，设立了“内蒙古锦联铝材有限公司”，注册资本人民币100亿元。
内蒙古自治区于2012年下发“关于内蒙锦联铝材有限公司年产100万吨铝板带箔产品工程备案的通知（内经信字报规[2012]258号）”。
工程选址位于霍林郭勒工业园区B区。
终期计划建成300万吨铝板带箔生产线，配套300万吨铝熔炼车间、5680MW动力车间、150万吨碳素阳极车间和井工矿，工程于2012年正式开工，计划5年内全部建成。
截至目前，动力车间2×200MW机组已通过220kV南锦#1线和南锦#2线两条线路在霍林河南广场220kV变电站并入东北电网发电运行，主供公司一期一系列40万吨原铝车间负荷用电。
随着工程建设的进度，原铝熔炼车间一期二系列的40万吨原铝生产线相继建成投产，形成80万吨原铝生产规模，总的电力需求为1400MW。
为满足原铝熔炼车间一期二系列及后续二期工程的投运，目前通过220kV阿锦#1线和阿锦#2线由阿拉坦变电站满足下带负荷的需求。
1.2.2厂内负荷简况
锦联铝材有限公司铝镁合金铝板带箔工程中的铝镁合金液态原铝生产系列即原铝熔炼车间，车间分为二期四个系列工程分期建设。
每条生产系列分别建设一套独立供电整流系统，该整流供电系统的内容主要包括：
220kV开关站、调压整流变压器间隔及整流所、主控楼、动力变压器间隔及10kV中心配电所、事故油池和各车间高低压变配电所等。
根据负荷性质及供电要求，每条生产系列供电系统220kV开关站需要2回相互独立的进线作为供电电源。
同时提供2回220kV馈出回路作为铝加工生产系统的工作电源，每回电源的供电能力应大于50MVA。
原铝熔炼车间一期一系列电解最大负荷616612kW，平均负荷595347kW，动力负荷44000kW；原铝熔炼车间一期二系列电解最大负荷616612kW，平均负荷595347kW，动力负荷29767kW，联晟负荷150000kW；原铝熔炼车间二期一、二系列负荷相同，均为电解最大负荷760050kW，平均负荷728400kW，动力负荷28930kW；保证安全的最小负荷按电解负荷的90%计算，可以长期运行；80%可以维持8小时；70%可以维持4小时，完全断电1.5小时（注：
铝厂一期数据根据东大设计院的技术技术方案，二期数据根据沈阳铝镁设计院的初步设计技术方案）。
本工程用电属于一级负荷。
原铝熔炼车间的吊车、阳极提升机、全厂供水水泵、整流所的自用电设备等均为一级负荷。
一级负荷约占全厂总用电负荷的95%，修理车间的设备为三级负荷，其余的设备均为二级负荷。
原铝生产对供电连续性要求极高，因此，整流所应不少于两个独立供电电源，当任一电源停电时，其余电源应能供全部用电负荷。
整流所的主接线在任一设备或母线故障（或检修）时，应保证不破坏车间正常生产。
锦联铝材公司原铝熔炼车间负荷情况统计表
表1-1
工程分期
平均负荷
（kW）
电解最大负荷
（kW）
动力负荷（kW）
其他负荷
（kW）
最大负荷合计
（kW）
一期一系列
（40万吨）
595347
616612
44000
—
660612
一期二系列
（40万吨）
595347
616612
29767
150000
796379
二期一系列
（50万吨）
728400
760050
28930
—
788980
二期二系列
（50万吨）
728400
760050
28930
—
788980
一二期负荷合计
2647494
2753324
131627
150000
3034951
注：
合计负荷按电解最大负荷考虑。
1.2.3厂内电力系统简况
原铝熔炼车间内每个系列设置一座220kV变电站，采用GIS布置方式，每期馈出线共10回，8回馈线向8台整流机组供电，2回馈线向2台动力变供电。
锦联铝材有限公司原铝熔炼车间一期一系列变电站已于2013年投运，为220kV锦联变，共装设7台127MVA整流变与两台40MVA动力变；锦联变通过2回220kV线路（2×NRL60GJ-1440/2×0.18km）接入厂内动力车间（220kV锦江变）满足用电需求，220kV锦江变安装1台63MVA主变；锦江变通过2回220kV线路接入220kV南广场变（2×LGJ-300/2×2.76km）；另外动力车间2×200MW机组采用发电机变压器组型式通过2回220kV线路接入220kV锦联变。
220kV锦联变电气主接线图如附图一所示。
现原铝熔炼车间一期二系列、二期两个系列工程新设置三座220kV变电站，均采用GIS布置，本报告中暂定名锦联#2站、锦联#3站、锦联#4站。
各站下带负荷如表1-1所示。
结合厂内二期工程建成220kV锦江变电站，220kV配电装置采用GIS布置型式，主接线采用双母线双分段接线方式，该变电站电气主接线如附图二所示。
220kV锦江变供电能力有限，在2×200MW机组满发方式下还需220kV南广场变提供约300MW电力才可满足锦联变满负荷用电，无额外电力空间满足新增3条系列用电需求。
220kV锦联#2站、锦联#3站、锦联#4站均由220kV锦江变出2回220kV线路（厂内线路，长约200m）满足其用电需求。
为满足锦江变电站的用电需求，2015年初已建成220kV锦江变-阿拉坦变2回线路，线路长约2×43km，导线型号选择LGJ-400×2，双回路同塔架设。
1.2.4供电技术方案研究简况
本报告结合通辽及霍林河地区电网规划和新增用电负荷的情况以及审定的《内蒙古锦联原铝熔炼车间新建工程接入系统设计》报告和《国网内蒙古东部电力有限公司关于内蒙古锦联原铝熔炼车间新建工程接入系统技术方案审查意见的批复》蒙东电发策[2014]535号文，研究在保证锦江公司厂内系统安全稳定运行的前提下2×660MW机组的接入系统技术方案。
1.3设计水平年
根据本工程规划投产日期，本工程设计水平年选为2015年，并对地区电网潮流情况展望至2017年。
1.4主要设计原则
本工程结合通辽及霍林河地区整体电网情况及远期规划确定系统接线和运行方式，保证供电可靠性。
要求接入系统技术方案潮流分布合理，正常和“N-1”方式下各线路潮流均在经济输送范围内，无过载线路，接入系统技术方案网损及年电能损失要少。
设计技术方案要保证而此系统运行灵活安全可靠，满足工程新建的需要。
1.5设计范围及内容
本报告设计范围主要按照锦联公司一期及二期四个系列原铝熔炼车间新建工程的用电需求，结合通辽地区、霍林河地区电网现状及规划，论证分析编制动力车间二期工程2×660MW机组接入系统二次技术方案。
主要内容包括：
1）论述系统保护对于动力车间二期工程2×660MW机组接入系统的要求。
2）论述系统远动对于动力车间二期工程2×660MW机组接入系统的要求。
3）论述系统通讯对于动力车间二期工程2×660MW机组接入系统的要求。
2电力系统简况
2.1电力系统现状
2.1.1蒙东地区电力系统现状
蒙东电网位于内蒙古自治区的东部，与东北三省相邻，分为呼伦贝尔电网、兴安电网、通辽电网和赤峰电网，供电面积46.8万km2。
随着蒙东地区电力工业的快速发展和装机容量的高速增长，蒙东地区的电网建设也取得了显著进展，电网输送能力不断提高。
目前，蒙东电网尚未形成统一的电网。
赤峰电网和通辽电网联入辽宁和吉林电网，呼伦贝尔电网通过友好～伊敏～伊敏电厂～冯屯线路实现与东北主网联网运行；兴安盟电网分两部分，一部分由呼伦贝尔电网供电，另一部分由通辽电网供电。
蒙东电网经2回伊敏电厂～冯屯变500kV线路与黑龙江省电网相连，3回220kV线路（宝龙山～长岭，城园～双辽，通辽～梨树）与吉林省电网相接，经6回500kV线路（2回科尔沁～沙岭，2回青山～燕南、2回青山~北宁）与辽宁电网相连。
截至2014年底，蒙东电网±500kV直流换流站1座，容量3000MVA；500kV变电站6座，主变12台，变电容量9000MVA；500kV线路28条，线路长度3021km。
220kV变电站60座，变电容量12676MVA；220kV线路196条，线路长度10144km。
截至2014年底，蒙东电网装机容量23440.6MW，同比增长8.98%；其中：
火电15530.5MW，同比增长10.19%；风电7478.7MW，同比增长6.35%；另外锡盟白音华电厂1200MW机组直接接入赤峰电网。
2014年完成发电量819.7亿千瓦时，同比增长10.92%；其中：
火电661.9亿千瓦时，同比增长5.28%；风电144.1亿千万时，同比增长40.65%。
2014年蒙东电网完成全社会用电量386.78亿千万时，同比增长5.02%；最大供电负荷4390MW，同比增长8.93%。
2014年蒙东地区220kVkV及以上电网接线如图2.1-1所示。
图2.1-12014年蒙东地区220kV及以上电网地理位置接线示意图
2.1.2通辽地区电力系统现状
通辽地区电网位于东北电网的中西部，承担着通辽市、兴安盟部分地区的供电任务，供电面积12万km2。
目前，通辽地区电网通过3回220kV线路（宝岭、电双、通巨）与吉林电网相连，通过2回科尔沁～沙岭500kV线路与辽宁电网相连。
通辽220kV城网为通辽地区电网枢纽点，现已形成500kV科尔沁变、城园变、通辽厂、河西变间220kV双环网结构及通辽变、铝厂变、通辽热电厂间单环供电网。
并由通辽220kV城网分别经2回220kV线路向通辽北部扎鲁特、兴安盟右中方向和通辽西部开鲁、奈曼方向供电，经单回220kV线路向科左后、库伦方向供电。
通辽电网供电面积12万km2（含兴安地区），供电人口310万，用电客户120.94万户（含农电）。
截至2014年末，通辽电网发电装机容量8213.8MW，其中，火电厂9座，装机容量3926MW，风电场33座，装机容量4077.8MW，光伏电厂5座，装机容量210MW。
接入500kV系统装机容量1800MW（全部为火电机组）；接入220kV系统装机容量5948.3MW，其中，火电装机容量2000MW，风电装机容量3948.3MW；接入66kV系统装机容量465.5MW，其中，火电装机容量126MW，风电装机容量129.5MW，光电装机容量210MW。
截至2014年末，通辽电网共有66kV及以上主变332台，容量12062.95MVA。
其中，500kV变电站2座，主变4组，容量3000MVA；220kV变电站21座，主变45台，容量4888MVA；66kV变电站179座，主变283台，容量4174.95MVA。
截至2014年末，通辽电网共有66kV及以上输电线路327条，线路长度8040.76km；500kV输电线路7条，线路长度805.16km；220kV输电线路82条，线路长度3017.3km；66kV输电线路238条，线路长度4218.3km。
2014年度，通辽电网全年完成供电量104.57亿千瓦时，同比2013年（99.4亿千瓦时），增加5.17亿千瓦时；全网售电量98.35亿千瓦时，同比2013年（93.46亿千瓦时），增加4.89亿千瓦时。
2014年度，通辽电网外送吉林电量4.16亿千瓦时（最大电力403MW），外送辽宁电量96.76亿千瓦时（最大电力2476MW），外送兴安电量2.09亿千瓦时，合计外送电量103亿千瓦时。
2014年度，通辽电网风电发电量65.1亿千瓦时，同比2013年72.37亿千瓦时，减少7.27亿千瓦时，风电最大电力2450MW，发生在5月01日。
2014年度，通辽电网最大负荷193万千瓦，发生在2014年7月24日，通辽电网最小负荷82万千瓦，发生在2014年4月2日。
2014年通辽地区220kV变电站统计表
表2.1-1单位：
MVA
序号
变电站
单台主变容量（MVA）
主变台数（台）
总容量
1
甘旗卡变
90
2
180
2
开鲁变
120
2
240
3
鲁北变
120
1
120
4
河西变
120
2
240
5
奈曼变
120+90
2
210
6
库伦变
120
1
120
7
哈达变
120
1
120
8
通辽变
120
3
360
9
宝龙山变
120
2
240
10
城园变
180
2
360
11
霍林河变
120
2
240
12
北沙变
120
1
120
13
右中变
63
2
126
14
海鲁吐变
120
2
240
15
舍伯吐变
120
1
120
16
南广场
120
1
120
17
通铝变
90×4+20×2
4
400
18
锦联变
127×7+40×2
9
969
19
锦江
63
1
63
20
和谊变
180
1
180
21
扣河子
120
1
120
全地区
4888
通辽地区电网电源装机容量表
表2.1-2
序号
机组名称
额定有功
类型（火/风）
电压等级
投产日期
调度关系
1
通辽二发电厂
600
火电（1台）
500
2008.06
东北网调
2
霍林河坑口电厂
1200
火电（2台）
500
2008.06
东北网调
3
通辽发电厂
800
火电（4台）
220
1985.08
东北网调
4
霍煤自备电厂
600
火电（6台）
220
2005.01
东北网调
5
通辽盛发电厂
270
火电（2台）
220
2006.12
东北网调
6
京科电厂
330
火电（1台）
220
2007.09
东北网调
7
通辽热电厂
84
火电（6台）
66
1992.10
通辽地调
8
通辽国能生物电厂
12
火电（1台）
66
2008.08
通辽地调
9
奈曼林木质电厂
30
火电（2台）
66
2011.07
通辽地调
10
西风口风电场
50
风电（25台）
66
2009.05
通辽地调
11
三湖风电场
79.5
风电（53台）
66
2009.10
通辽地调
12
代力吉风电场
297
风电（198台）
220
2008.12
东北网调
13
华宝风电场
177
风电（118台）
220
2008.12
东北网调
14
乌力吉风电场
295.5
风电（189台）
220
2009.11
东北网调
15
高力板风电场
198
风电（132台）
220
2009.12
东北网调
16
扎北风电场
245.35
风电（186台）
220
2009.12
东北网调
17
昆都楞风电场
148.5
风电（99台）
220
2009.12
东北网调
18
北清河风电场
300
风电（200台）
220
2010.01
东北网调
19
塔拉风电场
99
风电（66台）
220
2010.01
东北网调
20
莫力庙风电场
49.3
风电（58台）
220
2010.05
东北网调
21
敖日木风电场
49.5
风电（33台）
220
2010.07
东北网调
22
哈日塘风电场
99
风电（66台）
220
2010.10
东北网调
23
深能义和风电场
150
风电（100台）
220
2010.12
东北网调
24
木仁风电场
49.5
风电（33台）
220
2010.12
东北网调
25
代钦风电场
49.5
风电（33台）
220
2011.01
东北网调
26
三合风电场
49.5
风电（33台）
220
2011.01
东北网调
27
浩日格吐风电场
300.15
风电（188台）
220
2011.01
东北网调
28
街基风电场
99
风电（66台）
220
2011.01
东北网调
29
建华风电场
100.5
风电（67台）
220
2011.01
东北网调
30
花灯风电场
99
风电（66台）
220
2011.01
东北网调
31
努古斯台风电场
150
风电（67台）
220
2011.01
东北网调
32
满斗风电场
148.5
风电（99台）
220
2011.04
东北网调
33
双井子风电场
49.5
风电（33台）
220
2011.04
东北网调
34
国泰风电场
300
风电（133台）
220
2012.03
东北网调
35
哈日道布风电场
49.5
风电（33台）
220
2012.01
东北网调
36
兴盛风电场
49
风电（32台）
220
2012.05
东北网调
37
翰嘎利风电场
49.5
风电（25台）
220
2012.09
东北网调
38
唐兴风电场
99
风电（66台）
220
2012.12
东北网调
39
吉利风电场
49.5
风电（33台）
220
2013.04
东北网调
40
敖伦风电场
49.5
风电（33台）
220
2014.01
东北网调
41
萨日风电场
49.5
风电（33台）
220
2014.09
东北网调
42
永兴风电场
49.5
风电（33台）
220
2014.10
东北网调
43
乌兰楚鲁光伏电厂
80
光伏发电
66
2013.12
通辽地调
44
欣盛光伏电站
20
光伏发电
66
2013.12
通辽地调
45
霍煤光伏
20
光伏发电
66
2014.12
通辽地调
46
北新光伏
50
光伏发电
66
2014.12
通辽地调
47
呼和图雅光伏
60
光伏发电
66
2014.12
通辽地调
2014年通辽地区220kV及以上电网地理位置接线图见图2.1-2。
图2.1-22014年通辽地区220kV及以上电网地理位置接线图
2.1.3霍林河地区电力系统现状
霍林河电网位于通辽电网的最北部，承担着市区及霍林河矿区的供电任务。
目前霍林河电网通过4回220kV线路（霍林河-阿拉坦2回、北沙-阿拉坦1回、南广场-阿拉坦1回）及2回500kV线路（霍林河坑口电厂-阿拉坦变）与通辽主网相连。
霍林河地区现有1个与蒙东主网间无联络的独立电网，源源电厂通过2回220kV线路接入政府变，并经1回220kV线路接入锡盟电网九连变。
截至2014年底，霍林河地区共有3座220kV系统变电站，分别为霍林河变、北沙变和南广场变；委托通调企业变电站2座，分别为锦江变和锦联变；政府出资的220kV变电站1座，为政府变；企业220kV变电站2座、110kV变电站1座。
2015年初霍林河地区110kV及以上电网地理接线图详见图2.1-3。
截至2014年底，地区共有火电装机2500MW，分别为接入500kV电网的霍林河坑口电厂（2×600MW）、接入220kV电网的鸿骏电厂（2×50+2×100+2×150MW）和霍林河电厂（2×300MW）、源源电厂（2×50MW）。
地区现有风电场2座，装机总容量393.85MW，分别为接入220kV北沙变的扎北风电场（245.35MW）与接入500kV阿拉坦变220kV侧的昆都楞风电场（148.5MW）。
蒙东能源霍煤鸿骏铝电公司目前以建设300kA、350kA、400kA三个系列电解铝生产线，为配合电解铝生产，已建成由自备电厂组成的供电网络、由电解铝厂组成的受电网络以及与系统的联络线组成的微电网系统。
蒙东能源系统通过2回220kV线路与蒙东主网的220kV霍林河变电站相连，线路导线型号为LGJ-400，线路长约2×11km，该线路作为蒙东能源系统与系统连接的备用线路，在蒙东能源系统内部检修或故障需要供电时，向蒙东能源系统提供不超过280MW的电力。
鸿骏电厂110kV母线通过3回110kV线路接入电解铝厂一期，供鸿骏铝业一期20万吨电解铝用电；鸿骏电厂220kV西母线通过1回220kV线路接入鸿铝变220kV东母线，最终由霍林河电厂为鸿铝变23万吨电解铝供电，目前霍林河电厂处于孤网运行状态。
霍林河坑口电厂以3回220kV线路分别接入鸿铝变、扎铝变和霍林河电厂，线路型号均为LGJ-400×2，目前仅有霍林河坑口电厂至扎铝变的1回220kV线路投入运行。
根据《国网内蒙古东部电力有限公司关于内蒙古锦联原铝熔炼车间新建工程接入系统技术方案
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