某2×15mw生物电厂电气初步设计说明 - secret

电气初步设计说明

一、概述

1.1 依据

(1) 某2×15MW生物电厂可行性研究报告。

(2) 关于某2×15MW机组并网的批复及其它有关政府部门的批复文件，详见总的部分。

(3) 某丰基新能源电力有限公司委托江苏省某电力设计院有限公司编制的《电网接入系统方案设计》

(4) 本工程设计遵守以下现行的国家及部颁行业规程和规范： 《火力发电厂设计技术规程》DL5000-2000； 《火力发电厂初步设计文件内容深度规定》DLGJ 9-92； 有关现行发电厂电气设计规程、规范。 1.2 范围

(1) 本期工程电厂内所有电气部分。 (2) 厂外取水工艺所属电气部分。

(3) 110kV配电装置以出线绝缘子串为界，出线绝缘子串及厂区以外出线部分由业主另行委托设计。 1.3 内容

(1) 本期2x15MW凝汽式发电机+2x75t/h秸秆锅炉电厂内的电气接线及电气设备布置。

(2) 电气设备的选校。

(3) 电气元件的测量、保护及自动装置。 (4) 220V直流系统。 (5) 防雷及接地。 (6) 照明及检修系统。 1.4 主机概述

1

发电机的主要参数如下： 额定容量 22.5MVA 额定功率 18MW 额定功率因数 0.8（滞后） 额定电压 6.3kV 额定转速 3000r/min 频 率 50Hz 相 数 3 极 数 2 定子线圈接法 Y 发电机出线端子数 6 绝缘等级 F级

效率（保证值） 98.3%(应计算励磁系统的损耗) 短路比 0.54

励磁方式 交流励磁机带旋转整流器的励磁系统 1.5 基础资料

(1)设备安装地点 江苏省某市亭湖开发区华亭南路某丰基新

能源

电力有限公司

(2)电厂海拔高度 2.97米（黄海高程） (3)室外环境温度 最高+39.9℃/最低-8.2℃ (4)平均温度 最高26℃/最低4.9℃以上 (5)相对湿度 90％ (6)地震烈度 7度 (7)年平均风速 1.5 m/s (8)定时最大风速： 35.0 m/s

2

(9)厂址污秽等级 II级 二、电力系统部分

第一章 电厂在系统中的作用和低位 （一）、与本系统有关的现有系统概况

某丰基铝电有限公司根据某市亭湖区经济开发区域80公里范围内的秸秆供应量及亭湖经济开发区热负荷情况以及开发区的发展趋势，热电厂工程拟建设规模为新建三台75T/H秸秆锅炉及二套15MW抽凝式汽轮发电机组及其配套设施。同时，在设计布置中留有扩建余地，以保障秸秆热电项目进一步发展的要求。

（二）、本工程所在的地理位置，规划容量与设计分期容量的划分

某市江苏省的省辖市，下辖七县二区，总面积1.5万平方公里，人口800余万，是江苏土地面积最大、人口总数第二的省辖市。某地处江苏沿海、江淮平原东部、苏北平原中部，位于东经119°27′～120°54′，北纬32°34′～34°28′之间，东临黄海，西连淮安、扬州，南临南通、泰州，北接连云港。某属亚热带和暖温带的过渡区，气候温和，年平均日照时数2252小时，年平均气温15.7℃，年平均无霜期209～218天，年平均降水量1085.6mm。海岸线长达583公里，占江苏省的60％左右；沿海滩涂面积45万公顷，占全省滩涂面积的75％左右，且每年还以0.3万公顷左右的成陆速度向大海淤长。得天独厚的自然条件，使某被誉为“黄海明珠”。

某丰基新能源电力有限公司热电工程规划容量为3×75吨/时燃秸秆次高压锅炉、2×12兆瓦抽凝式汽轮机和2×15兆瓦发电机和辅

3

助设施。实际设计第一期工程容量为2×75吨/时然秸秆中温中压锅炉、2×15兆瓦抽凝式汽轮机和2×18兆瓦发电机和配套设备。第二期工程根据燃料供应情况和热力网政策情况，再上第三台锅炉。 （三）、本工程在系统中的作用和地位

某丰基铝电有限公司秸秆热电厂是综合利用可再生资源，并根据“热点联产、集中供热”政策建设的区域热电厂，热电厂的建设不仅能变废为宝，减少环境污染，还可提高某地区电网的供电可靠性，是某地区电网的有益补充，对于改善地区投资环境有着积极的作用。 某丰基铝电有限公司秸秆热电厂本期工程建设2×12MW供热式汽轮发电机组（配套2×15MW发电机），投运后按年发电6000小时计算年发电量18000万kwh。热电厂所发电能扣除厂用电后全部送入电网。

第二章 电力负荷及电量平衡

1） 地区电网概况

某市地处中国东部沿海开放带，属于上海经济区，受长江三角洲经济圈辐射，区位优势十分突出，经济发展迅猛，近年用电量增长很快。

某市现有220KV变电所两座，主变容量为120MVA/4台，规划中2007年某市区西南部将新建220KV西南郊变电所（主变120MVA），2008年市区东部开发区境内将建成220KV步阳变（主变180MVA），建成后某市区形成由四座220KV变电所从西南、南部、北部和东部向市区辐射供电的格局。

4

另有九座110KV系统变电所，包括一座电化厂用户变电所，总容量为622MVA。规划中2006年至2007年将新建三座110KV变电，总容量145MVA。某市区220KV 220KV、110KV及35KV网架已基本形成，目前全电网以500KV盐都变为支撑，220KV电网环网运行，110KV及以下电网环网布置，开环运行。

目前市区境内有两座电厂装机容量为260MW，分别通过220KV、110KV及35KV并网。

2） 电力负荷、供电量现状及预测

近年来某地区经济和社会事业发展迅速，电力负荷水平持续快速增长。据统计，2005年，全市最高负荷1387MW，全年供电量73.8亿千瓦时，分别较上年增长29.5%和15.94%，其中市区（含城区、开发区、市区）2005年最高负荷293MW；供电量14.8亿千瓦时，根据地方经济和负荷发展情况，预计2006年度全是最高负荷和年供电量将分别有不低于22.6%和14.5%的增长，市区将分别有不低于20%和16%的增长。

根据某市供电公司的资料进行电力负荷预测，至2015年 某电力负荷预测和供电量见下表。

某市供电量和负荷预测表

年份 2004年（实际） 2005年（实际）

供电量（亿千瓦时） 某市 63.655 73.801 市区 13.269 14.872 5

最高负荷（MW） 某市 1071 1387 市区 249.8 293

2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 2015年 85.666 98.751 113.120 128.801 136.837 202.220 19.456 22.929 26.515 30.502 31.579 48.588 1444.82 1684.44 1936.54 2187.46 2426.95 3545.32 362.04 427.02 491.08 554.96 622.92 918.67 根据某电力设计院提供的接入系统资料表明：某电厂#8机（125MW)接入110KV系统对某电网的运行有直接影响，它的起停直接影响到电网容载比、供电可靠性和无功功率，当#8机停机或检修时，某市区电网电力平衡缺口较大。

本电厂运行后，可弥补某地区电力供应不足，同时可通过电网对其它地区供电，本工程设计年利用小时数为6000小时以上。

第三章 电厂接入系统方案

某丰基铝电有限公司秸秆热电厂本期工程建设规模2×15MW抽凝式汽轮发电机组（配套2×18MW发电机），机组采用发电机——变压器组单元接线，根据热电厂所处地理位置及电网实际情况，并考虑今后扩建的可能，并保证其投入运行后的稳定运行，接入系统的电压等级为110KV，并网接入线路为两回（LGJ-240/7.2KM），即两台发电机分别经两台25MVA双卷升压主变压器升压后接入热电厂附近变电所并网运行，两回并网线路运行方式为一主一备，原设计接入220KV步阳变电站，由于时限和电网结构发生变化，需要重新确认变更（待

6

定）。

继电保护、自动装置配置：

110KV并网线路结合光纤通道建设，配置光纤纵差保护、相间和接地距离保护，零序方向电流保护，自动重合闸，热电厂升压站110KV母线设母差保护，热电厂110KV并网断路器和发电机出口断路器装设同期装置、低周低压解列装置、振荡解列装置。

计量装置设置：

在热电厂上网出线开关及备用/起动电源出线开关上均装设计量计费装置，计费装置精度按I类大户设计，即电压互感器精度0.2级：电流互感器精度为0.2S级。

根据接入系统要求，电厂监控系统需部分参数上传到省市调度所，其中

①遥测量：

a）各级母线电压：

b)110KV并网线路两侧有功功率、无功功率、电流和有功、无功电量：

c)发电机有功功率、无功功率： d）母联B相电流。 ②遥信量：

a）所有断路器位置信号； b）主变瓦斯、差动保护动作信号 c）发电机事故总信号。

7

故电厂装设电能量采集装置，将发电厂110KV线路电量及发电机发电量采集送至某市调并转省调。通信环网设备采用与某市区通讯网节点一致的光设备，功能上满足电厂自动化、调度、行政通信、监控、运动信息传输等要求。

另如有热力网，供热量参数也通过有关装置上传至省市公司。 第四章 电气主接线

某丰基铝电有限公司秸秆热电厂本期工程建设规模2×15MW抽凝式汽轮发电机组，设110KV出现两回，机组采用发电机一变压器组单元接线，经两台25MVA双卷升压主变压器接入电网，主变设中性点间隙保护装置。两回路同时建设。

热电厂升压站接线可比较采用单母线或单母线分段接线方式： 1）采用单母线接线，具有接线简单清晰，设备少，操作方便的特点，担当母线或母线隔离开关检修或发生故障时，整个电厂都将停止运行。

2）采用单母线分段接线，当有一段母线发生故障时，通过母线分段断路器将故障段切除，缩小事故或检修范围，其运行可靠性及灵活性明显优于单母线接线。

本设计采用110KV系统接线采用单母线分段接线方案。 3）通过DCS、同期装置和保护装置实现汽轮发电机稳定同步可控运行，调相装置保持功率因数保持稳定，设置保护定值，在高低压母线等发生短路故障时，快速切除故障。

4）根据某电力公司接入系统设计计算的数据和东南大学设计院

8

的设计资料，在发电机到6KV母线的出线上增加串联电抗器，无需装设并联电抗器，110KV母线和出线的接地刀和断路器以及断路器和隔离开关形成联锁制动。

5）发电机励磁装置采用可控硅励磁，励磁方式采用自并励。 6）本电厂不承担调峰容量和快控要求。 7）详细电气主接线图见图纸。 第五章 系统继电保护及安全自动装置

1）继电保护、自动装置配置：

110KV并网线路结合光纤通道建设，配置光纤纵差保护、相间和接地距离保护，零序方向电流保护，自动重合闸，热电厂升压站110KV母线设母差保护，热电厂110KV并网断路器和发电机出口断路器装设同期装置、低周低压解列装置、振荡解列装置和故障自动录波装置。具体数量和型号应根据电力公司要求和设备厂家确定。

接入系统设计的稳定计算结果和一次专业工频过电压计算结果见某市电力公司的接入系统设计计算书。

2）计量装置设置：

在热电厂上网出线开关及备用/起动电源出线开关上均装设计量计费装置，计费装置精度按I类大户设计，即电压互感器精度0.2级：电流互感器精度为0.2S级。

第六章 系统调度自动化和通信系统

热电厂生产调度拟装设一套100门程控交换装置（带自动录音系

9

统），行政通信拟装一套100门程控交换装置，生产调度与行政通信均与地区通信连接。

热电厂电气设备遥信、遥测信号需上传至地区220KV电网调度所，与地区电网调度之间的远动信息传送采用光纤通道，调度语音与数据通讯采用光纤通读方式，调度语音通讯另设市话通道作为备用，具体调度通讯方案由供电部门设计。

根据接入系统要求，电厂监控系统需部分参数上传到省市调度

所，其中

①遥测量： a）各级母线电压：

b)110KV并网线路两侧有功功率、无功功率、电流和有功、无功电量：

c)发电机有功功率、无功功率： d）母联B相电流。 ②遥信量：

a）所有断路器位置信号； b）主变瓦斯、差动保护动作信号 c）发电机事故总信号。

故电厂装设电能量采集装置，将发电厂110KV线路电量及发电机发电量采集送至某市调并转省调。通信环网设备采用与某市区通讯网节点一致的光设备，功能上满足电厂自动化、调度、行政通信、监控、运动信息传输等要求。

10

另如需供热，供热量参数也通过有关装置上传至省市公司。 具体设备类型和数量根据市公司的要求确定。

第七章 电缆

1、电缆设施

按《电力工程电缆设计规范》GB 50217-94执行。

主厂房内电缆设施主要为电缆隧道，在电缆上下集中的地方设有电缆竖井。主厂房零米以上的电缆均考虑与热控专业电缆联合敷设于电缆桥架上。

主厂房外的一些主要供电中心，均有电缆沟道与主厂房连通。 2、 电缆防火措施及阻燃电缆选用原则 (1) 电缆防火措施 1）对易遭受外部着火影响的架空敷设电缆，采取防护措施。如涂刷防火涂料，采用耐火隔板及槽盒等，减少电缆着火率。

2）对电缆着火后易造成延燃的区段，采取分段隔离措施，达到尽可能缩小事故范围，减少损失。如电缆隧道通往竖井处设防火门，用耐火材料封堵；电缆竖井，电缆贯穿楼板、墙孔及车间配电屏的电缆孔洞均用耐火隔板与软性耐火材料严密封堵；电缆隧道与电缆沟交接处设阻火隔墙；厂区电缆沟进入建筑物入口处设阻火隔墙等。

3）对某些重要部位设置火灾报警和灭火装置。 (2) 耐火与阻燃电缆选用原则

对某些重要回路采用耐火电缆。如重要直流控制电源回路、直流油泵及不停电电源等的供电及控制回路均选用耐火电缆。本工程阻燃电缆的阻燃等级均按“C”类设计。 3.电缆选用原则

(1) 电缆选用原则

本期工程电力电缆、控制电缆、测量信号电缆及计算机电缆均采

11

用阻燃铜芯电缆。直埋电缆采用带外护套有内铠装的铜芯电缆。

6kV电力电缆选用交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套铠装电力电缆，型号为： YJV22-6/6kV 、YJLV22-6/6Kv、VV22-6/6kV、YLV22-6/6KV 、VV-6/6kV、YLV-6/6KV。

低压电力电缆选用VV22-0.6/1kV或VLV22-0.6/1kV型聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，。

控制电缆选用ZRC-KVV-0.45/0.75kV或ZRC-KVVP22-0.45/0.75kV型聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯控制（屏蔽）电缆。

(2) 电缆设施

主厂房底层主要采用电缆隧道，部分为电缆沟，运转层及锅炉本体采用电缆桥架，厂区及辅助车间采用电缆沟或架空敷设，少量电缆为直埋敷设方式。

第八章 直流系统

1、 根据规程规定，本工程设置一组蓄电池，用于全厂的直流润滑油泵、事故照明、热工直流负荷、UPS、110kV高压配电装置以及机组的控制、测量、信号、继电保护、自动装置等直流负荷供电。直流系统设事故照明切换装置，为重要场所提供正常及事故照明电源。动力和控制合并供电的直流系统采用220V。

蓄电池组按无端电池设计，直流系统采用单母接线，两段母线间设联络开关，并在两个联络开关之间设有防止两组蓄电池并列的措施，直流系统包括：

220V阀控式铅酸蓄电池（贫液），共104只,400AH； 二套充电装置均采用（4+1）X20A高频开关电源模块； 两面直流充电柜、四面直流馈线柜、一面高频开关联络屏； 直流系统采用微机绝缘监测装置、微机监控器、测量表计及其它辅助设备。

12

380V动力和控制负荷原则上采用辐射供电方式，少数采用环网供电方式。

第九章 辅助厂房二次线设计原则

综合泵房、取水、布袋除尘等辅助厂房变压器6KV电源断路器由机组电气监控系统控制，其余辅助厂房低压进线断路器由PLC或就地控制。

输煤系统采用PLC程序控制，设输煤控制室和一个输煤远程I/O站。程控主站机柜和上位机布置在输煤综合楼输煤控制室内，远程站布置在煤仓间MCC配电间。输煤系统信号就近进入程控室或远程站。

第十章 电动机二次线设计原则

机、炉辅机由机组DCS系统控制；输煤辅机由输煤PLC监控或就地控制，布袋除尘辅机由除尘PLC控制或就地控制，其余辅助厂房辅机就地或集中控制。 第十一章 照明

低压厂用电电压采用380/220V，动力与照明合并供电，不设专用照明、检修变压器。

工作照明：由380V/220V低压厂用电系统供电。

电缆隧道照明、汽轮发电机局部照明采用36V电源电压，锅炉检修照明采用12V的安全电压。

事故照明：主厂房事故照明平时由交流电源通过事故照明切换屏供电，事故时切换至直流屏供电。辅助车间事故照明采用应急灯。

供人员安全疏散的场合装设事故应急灯：主厂房楼梯和出入口及其它重要出入口。 第十二章 整套启动试运

为了保证整套启动试运能顺利进行，在冷态下调试、整定的项目应安计划全部完成。

13

本工程应按下列要求整套启动试运

（1） 机组整套启动升速，额定转速下调节系统有关参数整定和调整，发电机空载试验，短路试验，励磁装置试验，并网接带负荷试验，燃烧初调整，汽水品质监督试验，各种保护系统投入，自动调节装置及控制系统投入和切换试验，厂用电切换试验，负荷摆动试验，机组启动试验，甩负荷试验，真空严密性试验等。在该试运期间，允许机组启停进行调整和处理缺陷。 （2） 机组负荷达到并保持铭牌出力后，投高加、投布袋除尘、连续168小时满负荷运行，汽水品质合格，自动装置投入（由于设计、设备或系统等不属施工原因使个别项目不能全部投入时应写明原因，由建设单位负责在试生产阶段组织完成），调节品质基本达到设计要求，机组运行正常，整套试运行即告完成。

在试运中由于系统或其他原因使试运机组不能带满负荷时，由启动验收委员会决定应带的最大允许负荷。

（3） 168小时试运完成后，应对各项设备作一次全面检查，处理试运中发现的缺陷，缺陷处理完毕后，机组应再次启动，带满负荷连续运行24小时后，移交生产单位进入试生产阶段。对暂时不具备处理条件的而又不影响安全运行的项目，由启动验收委员会规定负责处理的单位和完工时间。

（4） 168小时试运过程中，应对设备的各项运行数据（如振动、膨胀、温度、汽水品质、机组主要运行参数等）及异常情况，作出详细记录交有关单位。

14

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/crg7.html