乌海市懿峰工贸有限责任公司循环产业链2×300MW煤矸石自备电厂新建工程初步设计

1、乌海市懿峰工贸有限责任公司循环产业链2×300MW煤矸石自备电厂新建工程电气设计 校 核： 目 录1 概 述11.1 工程概述11.2 设计依据11.3 气象条件21.4 地震根本烈度21.5 污秽等级21.6 设计范围22 电气主接线22.1 发电机-主变压器回路接线32.2 220kV配电装置接线43 短路电流计算53.1 原始数据53.2 短路电流计算结果54 导体及设备选择64.1 导体及电气设备选择原那么64.2 导体和设备的选型及标准65 厂用电接线及布置105.1 主要设计原那么105.2 6kV厂用电接线10厂用电接线165.4 厂用电气设备选择及布置285.5 厂用

2、电压水平验算295.6 厂用电率296 事故保安电源306.1 事故保安电源的接线方式306.2 保安负荷316.3 柴油发机组的选择316.4 保安电源设置布置316.5 脱硫保安段设置316.6 交流不停电电源系统327 电气设备布置337.1 主厂房A排外变压器场地布置337.2 分相封闭母线的布置337.3 共箱封闭母线的布置337.4 220kV配电装置布置338 直流电系统338.1 单元机组直流电源系统338.2 网控直流电源系统408.3 辅助车间直流电源系统408.4 交流不停电电源UPS系统419 二次线、继电保护及自动装置419.1 二次线419.2 继电保护449.3

3、发电机励磁系统4610 过电压保护及接地4610.1 过电压保护4610.2 接地4811 照明与检修网络4911.1 照明网络4911.2 检修网络5112 厂内通信5212.1 概况5212.2 行政管理通信5212.3 生产调度通信5212.4 煤调度通信5312.5 厂内设置一套无线通信系统5312.6 其它5312.7 系统通信5313 检修及试验5313.1 电气试验室5313.2 电气检修设施5314 电缆设施5314.1 电缆选择原那么5314.2 电缆敷设型式5414.3 电缆桥架及布置5514.4 电缆防火551 概 述1.1 工程概述懿峰化工园区是内蒙古乌海市海南区拉僧庙

4、化工园区的重要组成局部，是乌海市懿峰工贸在乌海地区打造的年产50万吨PVC、40万吨烧碱、30万吨糊树脂、120万吨电石、160万吨白灰和200万吨电石渣制水泥的综合利用、循环经济产业园区，本工程是懿峰化工园区的自备电厂，作为循环产业链关键环节，为循环产业链园区提供充足的电能和热能。本工程建成后不仅能够利用煤矸石变废为宝，节约能源和降低企业运营本钱；同时在供电方面可以缓解乌海市电源容量缺乏的局面，提高地区供电可靠性，满足当地新增负荷的供电需求，而且解决了园区工业用热和冬季采暖的需求，大大地改善乌海市环境和质量，进一步促进乌海市的经济开展。根据业主要求本工程建设规模为新建2×300MW

5、亚临界煤矸石直接空冷发电机组最终规模。1.2 设计依据 工程设计任务书 东电二公司关于本工程开展初步设计的?委托书? ?乌海市懿峰工贸循环产业链2×300MW煤矸石自备电厂新建工程可行性研究报告? 主要设计标准a GB50660-2021 ?大中型火力发电厂设计标准?；b DL/T5427-2021 ?火力发电厂初步设计文件内容深度规定?；c DL/T5153-2002 ?火力发电厂厂用电设计技术规定?；d DL/T5222-2005 ?导体和电器选择设计技术规定?；e DL/T5352-2006 ?高压配电装置设计技术规程?；f DL/T620-1997 ?交流电气装置的过电压保护

6、和绝缘配合?；g DL/T621-1997 ?交流电气装置的接地?；h DL/T5136-2001 ?火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定?；i DL/T5044-2004 ?电力工程直流系统设计技术规定?；j GB50229-2006 ?火力发电厂与变电站设计防火标准?；k GB311.1-1997 ?高压输变电设备的绝缘配合?；l DL/T5390-2007 ?火力发电厂和变电站照明设计技术规定?；m GB50217-2007 ?电力工程电缆设计标准?；n 国家及行业现行的法令、法规、政策和设计规程、标准、规定等。1.3 气象条件历年年平均最高气温： 40.2历年年平均最低气温： -32

7、.6历年平均相对湿度： 冬：63% 夏：68%历年夏季盛行风向： 东南风历年冬季盛行风向： 西北风历年平均降水量： 历年平均蒸发量： 标准冻土深度： 150cm历年最大冻土深度： 178cm历年最大积雪厚度： 9cm1.4 地震根本烈度根据?建筑抗震设计标准?GB50011-2021，拟选厂址地震动峰值加速度为，地震根本烈度为8度，抗震设计分组为第一组。1.5 污秽等级由于本电厂厂址地处化工园区内，因此污秽等级按级进行设计，电气设备外绝缘爬电比距为/kV对最高工作线电压。1.6 设计范围满足本期工程投产发电所需的厂内电气相关内容，其中220kV升压站以出线门型构架挂线点为界。2 电气主接线本工

8、程装机容量为两台300MW发电机组，电厂2×300MW机组采用发电机变压器组接线方式接至厂内220kV母线，220kV配电装置采用双母线接线。电厂规划以220kV一级电压就近接入乌海市220kV电网。目前本工程电厂接入系统方案尚未审核，现阶段电气主接线暂按可研报告接入系统方案设计，最终接线方案将根据电厂接入系统审查意见确定。2.1 发电机-主变压器回路接线 概述本工程建设2×300MW发电机组，采用发电机-变压器单元接线，发电机出口不设断路器，发电机经主变压器升压后接入厂内220kV配电装置。发电机出线端和中性点端各设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

9、器。发电机与主变之间的连接采用全连式分相封闭母线，高压厂用变压器和励磁变压器由发电机与主变低压侧之间经分相封闭母线“T接。W，带有100V抽头。 发电机主要参数最终根据发电机厂技术协议确定a 额定容量 389MVAb 最大连续功率 330MW与汽轮机的最大连续出力相匹配c 额定功率 330MWd 额定功率因数 0.85滞后e 额定电压 20kVf 额定电流 11207Ag 额定转速 3000r/minh 频率 50Hzi 相数 3j 极数 2k 定子线圈接法 YYl 效率保证值 99%m 发电机定子出线端数目 6个n 冷却方式 水-氢-氢o 旋转方向 从汽轮机向发电机方向看为顺时针方向p 相序

10、 从汽端向发电机端看，从左至右，应为A，B，CU，V，W。q 次暂态电抗Xd 18.09% 主变压器主要参数a 额定容量 390MVAb 型式 三相、油浸式c 变比 242K2×2.5%/20kVd 阻抗 18%e 冷却方式 ODAFf 接线组别 YN，d112.2 220kV配电装置接线 概述本工程新建2×300MW发电机组采用发电机变压器组单元制接线。电厂暂按建设2回220kV出线接入系统考虑，同时为满足工业园区供电需要，暂定由电厂内220kV变电所引接4回线路用于园区配电。厂内新建220kV屋外配电装置一座，接线方式为双母线。高压起动/备用电源由本期新建的220kV配

11、电装置引接。本方案供电可靠，I母线发生故障时，可利用II母线使无故障电路迅速地恢复正常工作；运行调度灵活，便于试验；扩建方便，向双母线的左右任何一个方向扩建，均不影响电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电；出线回路可以顺序布置，连接不同的母线段时不会出线导线交叉跨越。2.2.2 220kV配电装置的设备配置220 kV配电装置采用敞开采用普通中型屋外配电装置。.1 220kV隔离开关的配置a 主变压器进线断路器两侧离开关的设置：由于在检修该断路器时，变压器侧不带电，且可随发电机回路同时检修。所以，在主变压器侧不装设隔离开关，而在另一侧装设隔离开关。b 母联回路和线路断路器两侧均装设隔离开关

12、。.2 220kV电压互感器的配置a 每回出线的A相上装设单相电压互感器；b 主母线上装设三相电压互感器；.3 220kV电流互感器的配置每台断路器均配置了一组电流互感器，每组电流互感器有7个二次绕组。.4 220kV避雷器的配置a 每回220kV母线上均配置一组避雷器；b 每回220kV变压器出口侧上均配置一组避雷器。.5 220kV起动/备用变压器电源接线本工程两台机组共设一台起动/备用变压器，起动/备用变压器电源经架空线引自新建220kV母线上。起动/备用变压器高压侧中性点接地型式：直接接地。3 短路电流计算3.1 原始数据 装机容量：2×300MW最终建设规模。 系统短路容量

13、：本期工程接入系统尚未审核，短路电流暂按2×300MW机组以220kV一级电压接入系统，电厂220kV电气设备短路电流水平暂按50kA有效值计算。 各元件的阻抗标么值见附图FA03021 C-D-04?短路电流计算结果表?。3.2 短路电流计算结果额定电压三相短路电流周期分量220kV侧三相短路37.02 kA220kV侧单相短路38.29 kA#1机20kV侧0 kA#2机20kV侧121.20 kA37.41 kA38.28 kA4 导体及设备选择4.1 导体及电气设备选择原那么导体及电气设备选择遵照?导体和设备选择设计技术规定?DL/T 5222-2000。并考虑以下特殊气象条

14、件。2，风速为/s，屋外导体在日照下载流量为电器额定电流的80%。4.1.2 220kV设备的最大设计风速为/s离地面10m高、30年一遇10min平均最大风速。 电器设备连续性噪音水平不大于80dB，非连续性噪音水平屋内不大于90dB，屋外不大于110dB测试位置距声源设备外沿垂直面的水平距离为2m，离地高度1处。 电器及金具在1.1倍最高相电压下，晴天夜晚不出现可见电晕。 选择导体及设备的最高环境温度为40.2，屋外设备耐受的最低环境温度为-32.6。 电厂厂址位于化学工业园区，周围属IV级污区，电气设备外绝缘泄漏比距大于等于/kV。 选择设备时，考虑地震根本裂度为8级。 电厂厂址海拔高度

15、为1100m，在选择电气设备应适当考虑海拔高度的影响。4.2 导体和设备的选型及标准 导体.1 离相封闭母线a 发电机主封闭母线· 额定电压 20kV· 额定电流12500A· 热稳定电流2S150kA· 动稳定电流350kA· 冷却方式自冷式· 导体/外壳材质铝· 相间距 1400mmb 高厂变高压侧及励磁变高压侧分支离相封闭母线· 额定电压20kV· 额定电流2000A· 热稳定电流2S150kA· 动稳定电流350kA· 冷却方式自冷式· 导体/外壳材质铝&#

16、183; 相间距1000mmc 设微正压装置.2 厂用共箱封闭母线· 额定电压6kV· 额定电流3500A· 热稳定电流2S40kA· 动稳定电流100kA· 导体材质铝.3 励磁共箱封闭母线a 励磁交流共箱母线· 额定电压1kV· 额定电流3150A· 导体/外壳材质铜/铝合金b 励磁直流共箱母线· 额定电压1kV· 额定电流4500A· 导体/外壳材质铜/铝合金.4 220kV主母线· 额定电压220kV· 额定电流2500A· 热稳定电流3S50kA

17、· 动稳定电流125kA· 导体材质 铝镁合金管母线· 导体尺寸120/110· 安装方式本工程地震烈度为8度，采用悬吊式进行安装.5 220kV导线220kV架空导线采用钢芯铝绞线，型号为2×LGJ-400/50。 设备.1 220kV电气设备a 220kV断路器· 型式SF6，柱式，单断口· 额定电压252kV· 额定电流4000A· 额定开断电流50kA· 3s热稳定电流50kA· 额定动稳定电流 125kA· 根本冲击电压水平BIL950kVb 220kV隔离开关&#

18、183; 型式 单柱母线、三柱母线及出线· 额定电压252kV· 额定电流3150A· 3s热稳定电流50kA· 额定动稳定电流125kA· 根本冲击电压水平BIL950kVc 220kV电流互感器· 型式 SF6· 额定电压220kV· 额定一次电流2×1250A出线及母联，2×750A主变进线， 2×600A起备变进线及工业园区馈线· 额定二次电流1A· 根本冲击电压水平BIL950kVd 220kV电压互感器· 型式电容式· 电压比kV母线

19、 kV出线· 二次负载 200VA· 根本冲击电压水平BIL950kVe 220kV避雷器· 型式氧化锌阀式· 额定电压200kV· 标称冲击电流残压 520kV.2 6kV厂用电系统a 真空断路器柜· 额定电压 6kV· 额定开断电流 40kA· 额定电流 1250馈线/4000A进线b F-C回路· 额定电压 6kV· 额定短路电流水平 40kA· 额定电流 400A c 6kV动力电缆最小截面 · 真空断路器回路 3×95铜· F-C回路 3

20、5;70铜设备导体选择结果见图FA03021 C-D-05?主要设备导体选择结果表?。5 厂用电接线及布置5.1 主要设计原那么 本工程厂用电系统采用6kV和380V两级电压。低压厂用变压器和容量大于等于200kW的电动机负荷由6kV供电，容量小于200kW的电动机、照明和检修等低电压负荷由380V供电。 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%。最大容量的电动机给水泵电动机正常起动时，厂用母线的电压不低于额定电压的80%。 高压母线起动最大电动机和低压PC发生三相短路时，不使高压母线上其它运行电动机停转和反响电压的装置误动作。 厂

21、用电系统内各级保护元件，在短路故障时能有选择的动作。5.2 6kV厂用电接线 概述每台机组设一台高厂变，高厂变为分裂变压器，引自各自的发电机出口，低压绕组电压为6.3kV，两台机组共设一台起动/备用变压器，起备变为分裂变压器，电源从220kV配电装置引接，低压绕组电压为6.3kV。经计算，6kV厂用电接线系统的接地电容电流大于7A，根据DL/T 5153-2002?火力发电厂厂用电设计技术规定?条规定，当接地电容电流大于7A时，其中性点宜采用低电阻接地方式。因此本工程6kV厂用电系统中性点采用低电阻接地方式，并将单相接地故障电流限定在400A。6kV厂用电接线系统不设公用段，每台机组6kV母线

22、分为A、B两段，单元机组的负荷分别接到厂用A段，B段上，两台机组公用负荷平均分配在两台机组厂用A段， B段上。 高压厂用工作变压器的主要技术数据a 型式 三相、油浸式、分裂变压器b 额定容量 55/35-35MVAcd 冷却方式 ONAFe 阻抗 21%以55MVA为基准f 接线组别 D,Yn1-Yn1g 中性点接地方式 经低电阻接地高压厂用电负荷统计见表5-1。表5-1序号设备名称额定容量kW安装台数备用台数#1厂用变压器负荷计算重复容量kW#2厂用变压器负荷计算重复容量kW第1A段第1B段第2A段第2B段连接台数工作台数工作容量kW连接台数工作台数工作容量kW连接台数工作台数工作容量kW连

23、接台数工作台数工作容量kW1电动定速给水泵54006222108001154005400221080011540054002凝结水泵630621163022126063011630221260630P1kW114306660603011430666060303一次风机3200401132001132001132001132004二次风机2600401126001126001126001126005引风机5600401156001156001156001156006高压流化风机45062114502290045011450229004507辅机循环冷却水泵35531113551135511355

24、8除灰空压机40010222800331200228003312009细粒碎煤机11202111112011112010斗轮机250101125011C-4胶带机220211122011220P2kW13255151954501300514840450Sg=P1+0.85*P2kW641319274641312厂用变压器kVA2500421125001125002500112500112500250013公用变压器kVA16002111160011160014照明检修变压器kVA80021118001180015空冷岛变压器kVA20008222400022400020002240002240

25、00200016除尘除灰变压器kVA12502111125011125017输煤变压器kVA16002111160011160018化学变压器kVA12502111125011125019厂前区变压器kVA10002111100011100020脱硫变压器kVA10002111100011100021灰场变压器kVA3151011315SekVA11800970045001211597004500Sd=0.85*SekVA100308245382582453825分裂绕组负荷Sg+SdkVA10238327822751910238高压绕组负荷 kAV50310选择变压器容量kAV55000/3

26、5000-3500055000/35000-35000 起动/备用变压器根据DL/T 5153-2002?火力发电厂厂用电设计技术规定?对300MW机组的要求，本工程两台机组共设1台起动/备用变，其容量与高厂变的相同。起动/备用变压器高压绕组中性点直接接地。低压绕组中性点接地方式与高厂变相同，即经低电阻接地。起动/备用变满足以下要求：1起动/备用a 起备变提供一台机组起动要求的100%负荷。b 起备变压器给不同机组的高厂变作备用。2正常停机正常停机时，高工变同期手动切换到起备变。3紧急停机机组紧急停机，继电保护动作后，快速自动切换到起备变。 起动/备用变压器的技术数据a 型式 三相、油浸式、分

27、裂变压器b 额定容量 55/35-35MVAcd 冷却方式 ONAFe 阻抗 21%以55MVA为基准f 接线组别 Yn，yn0-yn0+d5.2.5 6kV开关设备的配置对于额定功率小于等于1000kW的电动机和1250kVA及以下的变压器，使用接触器加熔断器的方案F-C回路；大于1000kW的电动机和大于1250kVA的变压器，采用真空断路器。5.2.6 6kV脱硫负荷的供电方式本工程同步建设脱硫装置，采用干法脱硫方式，根据厂家提供资料，脱硫系统不设高压6kV高压电机，因此在脱硫区域仅设置两台互为备用的6kV脱硫低压干式变压器，向脱硫岛区域及其周边的附属设施供电，两台变压器分别由主厂房#1

28、、#2机组6kV工作段各引接一路电源为其供电。 灰场供电方式设置灰场PC，由于本工程灰场厂址未确定，灰场电源暂定由电厂主厂房内6kV工作段提供单电源供电。 概述 0.4kV厂用电接线采用动力中心以下简称PC和电动机控制中心以下简称MCC的供电方式。PC采用单母线分段，每段母线由一台低压变压器供电。变压器备用方式采用互为备用和明备用两种方式。容量200kW、75kW的电动机和容量650kW、150kW的静态负荷由PC供电。容量75kW的电动机和150kW的静态负荷由MCC供电。成对的电动机分别由对应的PC和MCC供电。低压厂用电负荷统计见表5-25-9。表5-2 #1#2厂用PC段负荷统计表#1

29、#2厂用PC序号负荷名称额定容量kW计算系数计算容量kVA安装台数运行台数备用台数PC I段PC II段重复容量kVA运行台数计算容量kVA运行台数计算容量kVA汽机负荷1水环式真空泵160112211111211121122闭式循环冷却水泵160112211111211121123螺栓电加热器电源箱60421100014204EH供油装置35211115汽封冷却器风机211116密封油真空净化装置8711010007电动定速给水泵稀油站油泵5321271锅炉负荷8皮带秤重给煤机5101005509一次风机润滑油站1522011010二次风机润滑油站1522011011石灰石风机1601123

30、2111122224112热控负荷12锅炉热工配电箱55110100013锅炉吹灰动力箱152111114锅炉点火动力箱201411011400015汽机、除氧热工配电箱503511000135016汽机胶球清洗控制装置201411000114017空预器控制电源1071101700018热控总电源柜704911014900019锅炉电源柜35110001020汽机电源柜201411000114021汽水取样仪表装置1071101700022汽水加药仪表装置1071100017023除渣热工配电箱20142111141141424除渣220V电源201411011400025脱销系统热控电源1

31、5110100026脱销系统热控电源251100010电二负荷27110V直流系统电源153301221028220V直流系统电源604211014200029励磁系统初励电源5110100030励磁系统照明及加热器1110100031励磁系统风机电源1072111717732机组区域火灾报警控制器51100010336kV配电柜屏顶交流小母线电源522011034集控继电保护试验电源51100010电一负荷35厂用变风机电源122011036主变冷却电源50352111351353537高厂变冷却电源1072111717738汽机MCC A段12011202111120112012039汽机

32、MCC B段12011202111120112012040锅炉MCC A段15011502111150115015041锅炉MCC B段15011502111150115015042给煤机MCC段501502111501505043空冷岛电控楼MCC10011002111100110010044渣仓MCC12011202111120112012045保安段560156021115601560560Sc211721491813Sd=Sc1+Sc1-Sc3选择变压器容量kVA2500表5-3 公用PC段负荷统计表公用PC序号负荷名称额定容量kW计算系数计算容量kVA安装台数运行台数备用台数PC I

33、段PC II段重复容量kVA运行台数计算容量kVA运行台数计算容量kVA汽机负荷1汽机房吊车1000011010000水工负荷2机力通风冷却塔风机75330121050暖通负荷3循环水泵9063642318931891264恒温恒湿空凋机组11077211177177775恒温恒湿空凋机组55211138.51电二负荷6网控220V直流系统电中火灾报警控制器152201108网控继电保护试验电源15211119集控电气继电器柜交流小母线电源52111110网控电气继电器柜交流小母线电源521111热控负荷11公用系统热工配电箱25110100012全厂CCTV1072

34、111717713BOP网电源1071100017014SIS网电源201411011400015MIS网电源201411000114016空调控制系统1072111717717凝结水精处理控制系统151101000电一负荷18公用变风机电源122011019照明检修变风机电源122011020起备变冷却电源1072111717721主厂房公用MCC30013002111300130030022主厂房化学MCC34513452111345134534523煤仓间MCC15011502111150115015024网控室MCC501502111501505025辅机循环水泵房MCC5015021

35、115015050Sc135513971175Sd=Sc1+Sc1-Sc3选择变压器容量kVA1600表5-4 保安段负荷统计表#1#2保安PC序号负荷名称额定容量kW计算系数计算容量kVA安装台数运行台数备用台数计算容量kVA备注汽机负荷1电动定速给水泵稀油站油泵54330122交流润滑油泵371103顶轴油泵3024211244盘车装置3024110245氢密封备用油泵电动机2211017.66空侧交流密封油泵221107氢侧交流密封油泵110锅炉负荷8一次风机润滑油站1512220249二次风机润滑油风机润滑油站3622011电梯22110热控负荷12锅炉热工配

36、电箱50251102513汽机、除氧热工配电箱50251102514公用系统热工配电箱25110仅#1机组15空预器控制电源105110516DCS总电源40201102017BOP网电源1051105仅#1机组18SIS网电源201011010仅#1机组19MIS网电源201011010仅#1机组20热控总电源柜120101101021热控总电源柜270351103522DEH电源511023ETS电源511024TSI电源511025凝结水精处理控制系统15110仅#1机组26集控室大屏幕1051105仅#1机组27空冷系统热工配电箱1052115电二负荷28110V直流系统电源1533029220V直流系统电源60301103030UPS不停电电源主回路80401104031UPS不停电电源旁路80401104032网控220V直流系统电源15330仅#1机组33网控UPS不停电电源52205仅#1机组34220kV断路器和隔离开关的操作电机电源2511035事故照明切换电源1051105仅#1机组电一负荷36主厂房事故照明50401104037锅炉本体事故照明50401104038烟囱障碍灯541104仅#1机组39柴油发电机组自用电5411