准东五彩湾2330MW坑口电厂工程初步设计说明书 精品.docx

1、准东五彩湾2330MW坑口电厂工程初步设计说明书 精品新疆宜化热电有限公司准东五彩湾2330MW坑口电厂工程初步设计说明书第9卷 电气部分 本 卷 目 录本卷说明书及图纸目录序号图 号图 名张数1F553C-D-01电气部分说明书1本2F553C-D-02电气主接线13F553C-D-03A列外电气平面布置14F553C-D-04厂用电原理接线15F553C-D-05短路电流计算及主要设备选择结果表16F553C-D-06汽机房内发电机封闭母线及励磁封闭母线平断面布置17F553C-D-07汽机房外发电机封闭母线及共箱母线平断面布置18F553C-D-08主厂房内厂用配电装置布置19F553C

2、-D-09主厂房外厂用配电装置布置110F553C-D-10主厂房零米电缆通道规划布置111F553C-D-11发电机变压器组保护配置112F553C-D-12高压启动/备用变压器保护配置113F553C-D-13厂用电源监控系统图114F553C-D-14不停电电源系统图115F553C-D-15直流系统图116F553C-D-16直流系统设备选择117F553C-D-17直流电源及不停电电源室平面布置118F553C-D-18蓄电池室平面布置119F553C-D-19锅炉电子设备间平面布置11 概述1.1 工程概况1.1.1 工程规模本工程建设两台330MW亚临界、一次中间再热、工业抽汽、

3、间接空冷凝汽式（2机1塔）汽轮发电机组，锅炉为自然循环汽包、煤粉锅炉。同步建设电石渣石膏湿法烟气脱硫，预留烟气脱硝场地。1.1.2 厂址环境条件电厂厂址位于吉木萨尔县五彩湾工业园区内。五彩湾工业园区位于吉木萨尔县北部五彩湾帐篷沟矿区的中央无煤区内，东距奇台县边界约22km，西距216国道22km，北距富蕴县边界约25km，南距吉木萨尔县城80km。主要气象要素表序号项 目单 位数 值1多年平均气压hPa9342多年极端最高气温41.53多年极端最低气温-374多年平均气温6.95多年最冷月平均温度-156多年最热月平均温度257多年平均相对湿度%578导线最大覆冰厚度mm10915年一遇15m

4、高10分钟平均最大风速m/s3010最大积雪深度cm3811最大冻土深度cm14712最多雷暴日数天1913海拔高度m460 1.1.3 地震烈度地震烈度：地震动峰值加速度为0.05g，对照地震基本烈度为7度，反应谱特征周期为0.10S。建设场地内无液化土层存在，建筑场地类别为II类。1.2.1 国家有关法律、法规及专用条件约定的部门规章或工程所在地的地方法规。1.2.2 现行有关的国家标准、规范，专用条件约定的行业标准、规范及有关省级地方标准、规范。1.2.3 设计合同1.2.4 预可行性研究报告1.2.5 国家环保部关于环境影响评价报告审批文件1.2.6 建设单位有关设计原则的文件1.2.

5、7 建设单位提供的设计煤种和校核煤种文件1.2.8 三大主机技术规范书1.2.9 设计有关的法令、法规、标准及各专业的设计技术规程（1）中华人民共和国电力法（1995年12月）（2）中华人民共和国建筑法（1997年11月）（3）中华人民共和国水法（1988年7月）（4）中华人民共和国城市规划法（2007年10）（5）中华人民共和国节约能源法(1997年11月)（6）中华人民共和国环境保护法 （1989年12月）（7）中华人民共和国环境影响评价法（2002年10月）（8）中华人民共和国大气污染防治法（2000年4月）（9）中华人民共和国水污染防治法（2008年6月）（10）中华人民共和国消防法（

6、2009年5月）（11）中华人民共和国环境噪声污染防治法（1996年10月）（12）中华人民共和国固体废物污染环境防治法（2005年4月）（13）中华人民共和国水土保持法（1991年6月）（14）中华人民共和国循环经济促进法（2008年月）（15）建设项目环境保护管理条例（1998年11月）（16）清洁生产促进法及其配套规定（2003年1月）（17）火电行业环境监测管理规定（1996年4月）（18）工业企业厂界噪声标准（GB12348-20080）（19）房屋建筑工程抗震设防管理规定(2006年4月)（20）关于加强节能工作的决定（2006年1月）（21）燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策（20

7、02年1月）（22）建筑施工现场环境与卫生标准（JGJ146-2004）（22）火力发电厂设计技术规程（DL5000-2000）（23）火力发电厂初步设计文件内容深度规定DL/T 5427-20091.3 设计范围及接口本工程设计范围：厂区围墙内本期新建全部生产及辅助生产系统的电气设计。本工程设计分界点：接口为电厂主变压器及起动/备用变压器220kV出线端子。2 发电机及励磁系统2.1 发电机主要参数额定容量： 388MVA额定功率： 330MW最大连续出力： 与汽轮机最大连续出力相匹配额定功率因数： 0.85 (滞后)额定电压： 20kV额定转速： 3000r/min额定频率： 50Hz相数

8、： 3极数： 2定子线圈接法： Y-Y发电机出线端子数 6冷却方式： 定子绕组水冷，转子绕组及铁芯氢冷2.2 励磁系统主要参数励磁方式： 静态励磁发电机额定励磁额定电压 待定顶值电压倍数 2励磁变压器额定容量 3500kVA(待定)励磁变压器变比 20/0.73kV(待定)3 电气主接线3.1 电厂在系统中的作用及建设规模本工程建设两台330MW亚临界、一次中间再热、工业抽汽、间接空冷凝汽式汽轮发电机组，满足宜化工业园内负荷发展的需要，提高工业园内负荷供电可靠性。根据系统专业接入系统推荐方案，本工程2台330MW机组均采用发电机变压器组单元接线方式接入宜化总降220kV变。鉴于本工程与宜化总降

9、220kV变布置位置较为紧凑，采用架空线引接较为困难，因此2台330MW机组主变压器高压侧采用电缆接入宜化总降220kV变，低压侧通过离相封闭母线与发电机出线套管连接。发电机出线端设5组、中性点端设4组电流互感器，发电机出线端配置3组电压互感器和 1组避雷器。电气主接线见F553C-D-02图。3.3 主变压器选择按照火力发电厂设计技术规程DL 5000-2000第13.1.5条：“容量为200MW及以上的发电机与主变压器为单元连接时，该变压器的容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用工作变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温升在标准环境温度或冷却水温度下不超过65的条件进行选择”规定并结合同类

10、型机组工程，本工程主变压器选用强迫油循环风冷三相双绕组铜线圈无励磁调压变压器，容量为400MVA，接线组为Yn，d11，阻抗Ud=14，电压比为24222.520kV。发电机中性点采取通过单相配电变压器（二次侧接电阻）高电阻接地方式。220kV主变压器、起动/备用变压器的高压侧中性点经接地隔离开关并联放电间隙及避雷器接地，可接地或不接地运行。高压厂用变压器及高压起动/备用变压器10kV侧中性点采用低电阻接地。3.5 起动/备用电源的引接本工程起动/备用电源由宜化总降220kV变通过电缆引接。4 短路电流计算4.1 短路电流计算依据4.1.1系统情况由于缺少220kV系统阻抗资料，本工程220k

11、V母线短路水平暂按50kA控制。4.1.2各元件阻抗按220kV系统短路水平50kA进行反算，以Sj=100MVA为基准，220kV系统阻抗假定如下：正序阻抗 Xs（1）= 0.0063；负序阻抗 Xs（2）= Xs（1）；零序阻抗 Xs（0）= 0.0076。发电机次暂态阻抗取Xd”=18.15%，主变压器的阻抗电压取Ud=14 %。高压厂用工作变压器半穿越阻抗取UdI-II=10.5%；起动/备用变压器半穿越阻抗取UdI-II=11%。计算10kV厂用母线短路时，计及10kV电动机的短路反馈电流。4.2 短路电流计算结果短路电流计算方法采用电力工程设计手册（第一册）及北京博超公司EES v

12、9.4P短路电流计算程序，对220kV母线、发电机出口、高压厂用变压器10kV侧母线、高压起动/备用变压器10kV侧母线各点进行了短路电流计算，结果如下：220kV母线短路电流有效值：47.11kA，冲击值(峰值) 119.933 kA。#1、#2发电机出口短路电流有效值：137.9 kA，冲击值(峰值) 370.568kA。#1，#2高压厂用工作变压器10kV侧母线短路电流有效值：26.92 kA，冲击值（峰值）70.653 kA。#1高压起动/备用变压器10kV侧母线短路电流有效值：26.99 kA，冲击值（峰值）69.443kA。短路电流计算表见F553C-D-05图。5 导体及设备选择

13、5.1 导体及设备选择依据及原则导体及设备选择依据短路电流计算结果、导体和电器选择设计技术规定DL/T 5222-2005以及电力工程设计手册（第一册）中规定的要求进行。设备最高环境温度按41.5考虑。日照强度取0.1w/cm2，风速取0.5m/s。噪音：电器的连续性噪音水平不应大于85dB。非连续性噪音水平不大于90dB。(测试位置距设备外沿垂直面的水平距离为2m，离地高度11.5m处)。电器及金具在1.1倍最高工作电压下，晴天夜晚不出现可见电晕。最大设计风速30m/s。污秽等级为E（IV）级。电厂海拔高度为460m。地震烈度按7度考虑。5.2.1 导体（1） 发电机离相封母额定电压： 20

14、 kV额定电流： 14000 A冷却方式： 自冷式相间距： 1400 mm外壳/导体直径： 1050/500 mm（2） 高压厂用变压器高压侧分支离相封母额定电压： 20 kV额定电流： 1600 A冷却方式： 自冷式相间距 ： 1200 mm外壳/导体直径： 650/150 mm（3） 励磁分支离相封母额定电压： 20 kV额定电流： 1600 A冷却方式： 自冷式相间距 ： 850 mm外壳/导体直径： 650/150 mm（4） 离相封闭母线短路电流耐受能力安装位置热稳定电流动稳定电流发电机回路160kA(有效值)2秒400kA(峰值)厂用、励磁及PT分支回路200kA(有效值)2秒50

15、0kA(峰值)（5） 10kV共箱封闭母线额定电压： 10.5kV额定电流： 2000 A（6） 220kV导线（a） 220kV主变进线选用截面为1000mm2的220kV XLPE绝缘电缆；（b） 220kV起动/备用变压器进线选用采用截面为500mm2的220kV XLPE绝缘电缆。5.2.2 设备（1） 主变压器额定容量： 400 MVA型式： 三相变比： 24222.5%/20kV阻抗： 14%冷却方式： ODAF接线组别： YN，d11（2） 220kV避雷器 型式： 金属氧化物避雷器 电站型 额定电压： 200 kV 10kA标称冲击电流残压：520 kV6 厂用电接线及布置 6

16、.1 厂用电系统设计原则6.1.1 在正常的电源电压偏移和厂用负荷波动的情况下，厂用电各级母线的电压偏移应不超过额定电压的 5%。6.1.2 最大容量的电动机正常起动时，高压厂用母线的电压应不低于额定电压的80%。6.1.3 低压厂用工作变压器的容量应留有约10%的裕度。低压厂用系统应留有15%的备用回路。6.1.4 主厂房低压厂用变压器、动力中心和电动机控制中心应成对设置，建立双路电源通道。2台低压厂用变压器间互为备用。6.2 厂用电系统设计方案本工程厂用电电压采用10kV、380/220V两级电压。经计算，10kV母线的单相接地电流约为9.2A，大于7A。所以10kV中性点采用低电阻接地方

17、式。接地电流选为200A，10kV中性点接地电阻为28.86。380/220V中性点采用直接接地系统。6.2.1 高压厂用电系统6.2.1.1 负荷情况本工程采用350%电动给水泵方案，单台给水泵功率为5800kW；同步建设湿法脱硫装装置，脱硫负荷约5240kW（考虑引风机与脱硫增压风机合并）。6.2.1.2 高压厂用电接线方案每台机设置一台高压厂用工作变压器，变压器的高压侧电源由本机组发电机引出线上支接，10kV侧通过共箱母线引至每台机组的两段10kV工作母线上。两台机组设置一台与高压厂用工作变压器同容量的高压起动/备用变压器，起动/备用变压器10kV侧通过共箱母线引至每台机组的两段10kV

18、工作母线上作为备用电源。每台机设厂用工作A、B段，各段均采用单母线接线，双套辅机分别接于厂用工作A、B段上。公用段的设置虽然有加强机组单元性、有利于全厂公用负荷的管理及方便机组检修、停运的优点，但是公用段的设置需加大高压厂用变压器及高压厂用/备用变压器的容量，增加10kV开关设备与10kV高压电缆数量，且公用负荷都为2台及以上，公用设施所配低压厂用变压器均为成对出现互为暗备用，一台机停运或检修，不影响另一台机组运行，因此本工程高压厂用电不设公用段，公用负荷分接在两台机组的10kV母线上。6.2.2 低压厂用电系统电厂采用动力中心（PC）和电动机控制中心（MCC）的供电方式。动力中心采用单母线接

19、线，每段母线由一台干式变压器供电，两台低压变压器间互为备用，手动切换。MCC和容量为75kW及以上的电动机由PC供电，75kW以下的电动机由MCC供电。成对的电动机分别由对应的PC和MCC供电。6.2.2.1 主厂房低压厂用电接线每台机组低压工作厂用动力中心（PC）分别按汽机和锅炉配置。即在汽机房和炉间公用楼内，分别设两台1000kVA汽机变和两台1250kVA锅炉变。两台汽机变和两台锅炉变互为备用。另外，每台机设一台1600kVA公用变压器及400kVA照明变，两台机组低压公用变、照明变互为备用。本工程主厂房不设专用检修变，只设检修MCC，由主厂房公用段供电。6.2.2.2 辅助车间低压厂用

20、电接线本工程辅助车间380/220V低压厂用电系统采用动力与照明混合的供电系统。按负荷分布采用分区域集中供电，设置情况如下：（1）每台炉设2台容量为2000kVA互为备用的电除尘变压器，给电除尘系统、灰库及气化风机房等负荷供电；(2) 循环水车间设2台容量为630kVA互为备用的变压器，给循环水车间、间冷系统等供电；(3) 辅机循环水泵房设2台容量为1600kVA互为备用的变压器，给辅机循环水泵房、燃油泵房、输煤系统、制氢站、综合办公服务楼等负荷供电；厂用低压系统的负荷统计见附表2至附表8。6.2.3 水源地及灰场供电电厂用水采用500水库东引水作为供水水源，统一由园区供给，灰渣处理由园区统一

21、考虑，不需电厂提供电源。6.2.4 脱硫系统供电根据工艺负荷，脱硫区域采用与主厂房相同的电压等级，高压为10kV，低压为380/220V。脱硫高压负荷直接由主厂房10kV配电装置供电，不单独设置10kV高压脱硫段。脱硫区域设2台容量为1600kVA的低压变压器向脱硫低压负荷供电，2台变压器互为备用。脱硫区域设保安MCC，由主厂房保安PC供电，不单独设柴油发电机。6.3 高压厂用变压器和起动/备用变压器容量选择 根据负荷统计，高压厂用工作变压器及高压起动/备用变压器选择容量为40/25-25MVA变压器，高压厂用工作变压器采用三相油浸铜线圈分裂绕组无励磁调压变压器，半穿越阻抗为10.5%，变比为

22、2022.5%/10.5-10.5kV。高压起动/备用变压器采用三相油浸铜线圈分裂绕组有载调压变压器，半穿越阻抗为11%，变比为23081.25%/10.5-10.5kV。高压厂用变压器负荷统计及高压厂用变压器容量选择见附表1。6.4 电压水平校验电压水平校验见下表：校验项目厂高变UdI-II=10.5%起动/备用变UdI-II =11%计算值要求值计算值要求值给水泵正常启动88.6%80%92.5%80%电动机成组自 起 动高压母线81.7%70%84.7%70%低压母线70.7%55%73.1%55%从上表可以看出，电动机成组自起动和电动机正常启动时，厂用母线电压均能满足要求。电压调整计算

23、见下表序号变压器调压范围(kV)运行方式分接头位置n10kV母线电压值电压偏移允许值1高压厂用变压器2022.5%/10.5-10.5电源电压最低厂用负荷最大-21.010.95电源电压最高厂用负荷最小+21.051.052起动/备用变压器(有载调压)23081.25%/10.5-10.5电源电压最低厂用负荷最大-81.050.95电源电压最高厂用负荷最小+81.051.056.5 设备选型6.5.1 高压厂用电设备选择主厂房10kV高压开关柜采用金属铠装中置式开关柜，电源柜采用真空断路器柜，额定电流为2000A，额定开断电流40kA，动稳定电流100kA；馈线采用真空断路器柜和高压真空接触器

24、+高压熔断器（FC）回路柜，真空断路器馈线柜额定电流为1250A，额定开断电流40kA，动稳定电流100kA；FC回路柜：高压真空接触器开断电流4kA，高压熔断器开断电流40kA。本工程10kV馈线回路柜配置原则为：容量大于1250kVA的变压器及容量大于1000kW的电动机采用真空断路器柜。容量小于等于1250kVA的变压器及容量小于等于1000kW的电动机采用真空接触器柜(F+C)。6.5.2 低压厂用电设备选择低压厂用变压器全部采用干式变压器，电压比为10.5 22.5%/0.4kV，接线组别为D，yn11。低压动力中心PC和电动机控制中心MCC均采用密封性能良好的抽屉柜。6.6 厂用配

25、电装置布置 10kV厂用配电装置布置在汽机房7、8柱及15、16柱6.30m层。汽机PC及照明PC布置在汽机房7、8柱及15、16柱0.00m层低压公用PC、保安PC布置在主厂房B、C列7-9轴间0.00m层。锅炉PC布置在主厂房B、C列7-9轴间6.30m层。主厂房MCC分散布置在主厂房各层。辅助车间的动力中心PC按供电区域分别布置在各负荷中心的配电间。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。主厂房内厂用配电装置布置见F553C-D-08图。主厂房外厂用配电装置布置见F553C-D-09图。7 事故保安和不停电电源7.1 事故保安电源根据火力发电厂设计技术规程DL50

26、00-2000第13.3.17条规定：“容量为200MW及以上的机组，应设置交流保安电源。交流保安电源宜采用快速启动的柴油发电机组”。本期工程每台机组设置1套630kW级的柴油发电机组作为机组的事故保安电源。每台机组设置2段380/220V交流事故保安段，正常运行时分别由主厂房380/220V工作段供电，当任一保安段失去电源后，发出信号自动启动本机组的柴油发电机组，待转速和电压达到额定值后，立刻向失去正常工作电源的保安段供电。保安负荷需按顺序自动投入，以保证柴油发电机组的频率和电压值保持在允许的范围之内。7.2 事故保安电源的主要负荷事故保安电源的主要负荷有：汽轮机交流润滑油泵、汽机盘车电动机

27、、回转式空气预热器盘车电动机、氢密封油泵、汽轮机顶轴油泵、空预器辅助油泵、火焰监视冷却风机、辅机润滑油泵、蓄电池浮充电装置、UPS电源，电梯、烟囱及冷却塔标志灯、事故照明等。7.3 柴油发电机规范额定容量：630kW级额定电压：0.4kV功率因数：0.8额定频率：50Hz 柴油发电机中性点接地方式与主厂房低压厂用电系统相同。柴油发电机组随时可以远方或就地、手动或自动投入运行。机组在接到启动信号后，10s内达到额定转速。从接到启动信号到带至额定负荷的时间应不超过30s。7.4 保安电源设备布置2台机组的柴油发电机组及其控制设备、辅助设备、柴油发电机组自用电配电柜布置在炉间公用楼0.00m层。7.

28、5 交流不停电电源系统（UPS）7.5.1 单元机组UPS系统本工程每台机组设置1套三相输入/单相输出静态型交流不停电电源装置（UPS），总容量暂定为80kVA，对热工DCS系统、远动柜、控制仪表、自动装置及其它重要的交流负荷供电。UPS系统设备布置在主厂房6.3米层直流屏及UPS室，见图F553C-D-17。UPS系统图见F553C-D-14。7.5.2 除灰、输煤UPS系统除灰、输煤系统设置一套单相输出的交流不停电电源(UPS)，容量暂定为15kVA，UPS装置的直流输入电源来自UPS自带蓄电池组，对除灰PLC、除尘PLC、输煤PLC上位机、火灾报警区域控制器等负荷供电。8 电气设备布置8

29、.1 主厂房A列外变压器场地布置主变压器、高压厂用变压器、起动/备用变压器及其中性点设备等布置在主厂房A排柱外。主变压器、高压厂用变压器及高压起动/备用变压器“一”字型水平并列布置。高压厂用变压器和起动/备用变压器10kV侧中性点接地电阻柜布置在变压器基础旁边。变压器考虑就地检修，每台变压器都设有贮油20%的贮油池，每个贮油池都与能贮最大一台变压器油量60%的总事故油池相连。事故油池设有油水分离装置。A列外电气平面布置见F553C-D-03图。8.2 发电机引出设备及共箱母线布置发电机封闭母线从汽机房6.3米层上侧引出，穿过A列墙接至主变压器低压侧套管。高压厂用变压器高压侧电源从发电机出线主回路采用封闭母线支接。高压厂用变压器和高压起动/备用变压器10kV共箱母线沿A列布置再穿过A列外墙进入主厂房接至10kV厂用配电装置。发电机出口电压互感器及避雷器柜、励磁变压器布置在汽机房6.3米层主封闭母线侧面，发电机中性点接地柜布置在发电机中性点引出套管附近，用封闭母线与发电机中性点连接。封闭母线布置见F553C