电除尘器电气技术规范及电力系统继电保护课程设计

PAGEPAGE26检索号37-F2972CB-D02嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期工程2×300MW机组静电除尘器电气部分技术规范书1总则:1.1嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期2×300MW机组工程，每台炉配用两台双室四电场电除尘器。1.2本技术规范书包括电除尘器电气设备的设计、性能、安装和试验方面的技术要求。1.3本技术规范书提出的是最低的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应保证提供符合本技术规范书和国家有关标准的优质产品。1.4签订合同之后,需方有权提出因规范标准和规程发生变化而产生的一些补充要求，具体项目由供、需双方共同协商。1.5本技术规范书所使用的标准如遇与供方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。1.6本技术规范经供需双方签字后作为订货合同的附件，与合同正文具有同等法律效力。1.7未尽事宜,双方友好协商解决。2设备规范2.1电除尘器配套电气部分采用一级配电方式，分区供电。2.2高压控制部分采用微机控制，低压控制部分采用可编程序控制器或微机控制装置。2.3硅整流变压器采用户外中阻抗型,高位布置。3运行环境：参见《电除尘器技术规范书》本体部分。4技术性能要求4.1电源4.1.1交流电源±10%Ue长期和-22.5%Ue不超过一分钟，直流电源＋10%～-16%Ue（Ue为220Ｖ）。在上述交直流电源变化范围内，供方所供电除尘电气设备应能正常使用，正常控制。4.1.2供方在产品设计时应考虑各相负荷的平衡，可允许的最大不平衡负荷为5千伏安。4.1.3供方所供380V低压电器及配电屏均应满足在额定电压下切断40kA对称短路电流有效值的要求，并能承受相应的动热稳定,历时3秒钟。4.2高压硅整流设备的主要参数及技术要求:4.2.1高压硅整流电源装置应符合JB2174-93《除尘器高压硅整流器》的规定。4.2.2型号及数量(注：每台锅炉配两台除尘器,分区供电)每台除尘器配GGAJ02-□/72KV型高压硅整流装置8套。4.2.3高压直流输出电压调节范围为0～100%。4.2.4高压整流变设在除尘器顶部,高压为水平侧出线,接线盒应密闭,防尘防水。整流器顶部电缆连接处应有不锈钢罩子且密封良好。4.2.5高压直流输出电流调节范围为0～100%。4.2.6每台除尘器配高压隔离开关柜8台,左右各4台,要求对称布置侧进下出线，柜内设二点式隔离开关(包括操动机构和两对常开辅助接点)；高压控制柜设隔离开关位置信号指示,开关柜考虑防尘、防水并配备密封橡胶垫圈。4.2.7整流变为中阻抗型，硅堆与变压器合体，高压侧应配阻尼电阻，及穿墙套管。4.2.8整流变应具有油温检测装置，70℃报警、85℃时高压自动降压并切断高压电源,同时发出声光报警。4.2.9整流变底部带集油盘（集油盘采用不锈钢材料制作，要求工艺美观）,每台除尘器设一集油箱,布置在零米层,集油箱应能容纳一台整流变120%的油,由本体厂配套提供排油管、集油箱。4.2.10整流变选用#45克拉玛依变压器油,并提供总油重20%的备用油。4.2.11整流变滚轮方向与高压侧套管平行,采用导轨轮,可转90°，并提供整流变可拆卸固定装置。4.2.12高压控制柜,隔离开关柜与人孔门,应设电气安全联锁。4.2.13高压硅整流设备应采用微机控制器，其主要功能如下（但不限于此）：（1）具有间歇脉冲供电方式（2）具有最佳工作点探测运行方式（3）火花跟踪控制,临界火花控制（4）具有封锁时间自动跟踪（5）具有电弧、短路、欠压、过流、开路、偏激磁等保护功能,适应电场工况多变的特点。（6）火花率整定控制运行方式。（7）具有中央集中控制功能。4.2.14整流变压器工作时不应对无线电、电视机和电话产生干扰。4.2.15整流变压器不应有漏、渗油现象。4.3仪表和控制要求4.3.1控制水平高压直流供电装置、低压供电装置采用PLC程序控制。供方提供的程序控制系统应符合常规程控系统的配置要求。除尘工艺中的基本过程控制功能在下位机完成，优化控制功能和过程管理功能在上位监控机完成。PLC控制系统的CPU选用MODICON、AB或SIEMENS公司的产品，由需方最终确定。PLC的上位机网络应为双网冗余。两台机组共配置两套互为冗余的上位机，CRT为19″彩色监视器，CPU冗余配置。程控系统应留有与机组DCS的RS485通讯接口。程控系统应能实现根据烟尘浊度自动调整输出电量的闭环控制。程控系统留有接口，接受烟尘浊度仪信号。每台炉设2台浊度仪，浊度仪及其安装支架、防雨罩、接口法兰等附件均由供方提供。浊度仪的安装调试工作由供方负责，需方配合完成，浊度仪型号及设计接口待联络会确定。程控系统在上位机故障时，不影响其他部分的运行。低压电源控制系统的控制满足既由计算机程序自动控制，又能作到脱离计算机进行手动控制。低压控制装置应保证在振打电机被卡死时，在不采用保护销的情况下，通过电动机保护杜绝电机烧毁现象。绝缘子和灰斗采用自动温控装置，应能在控制室CRT上直接显示数值。绝缘子加热器工作电源为380V。供方应提供两台足够容量和适当电压的UPS电源自用，需方提供两路交流电源220±15%，50Hz±2%的电源。4.3.2配电柜和控制箱电除尘器的配电柜型式与电厂的其他设备的配电柜相协调，山东电力工程咨询院提供对电除尘器配电柜型式的要求。由于柜体是封闭式的,选择柜内设备时,应按0.8系数降容使用。供方提供的整流变压器、振打装置、加热装置、灰斗等的控制柜能防尘、防震、防小动物进入（不低于IP30）。如属露天就地安装，其防护等级不低于IP54，并防振。柜的表面应平整光滑,凡是钢结构必须在喷塑前进行表面磷化防锈处理。控制柜体钢板厚度应满足刚度和寿命(至少30年)的要求。设计配电柜电缆入口时，应留有25%的备用空间，以备今后电缆增加或线路改变。控制柜的端子排应留有20%的备用量。控制柜内配备照明灯，每面柜至少一盏灯，且在门内设置开关，灯的亮灭与柜门的开闭同步。当配电柜内散发出的热量超过部件允许温度时，柜内应采用机械通风措施，其控制开关具有起动—停止功能。控制盘在出厂前应作模拟工况的动作试验。0.配电柜（进线开关柜及联络柜）配置要求每台炉配两台进线开关柜及一台联络柜（主断路器采用YSA2智能开关，智能控制器选用ST45-M，额定电流3200A）。其他配电柜5面，柜内元器件参数由需方提供。柜内指示仪表选用Q72系列，控制开关选用ADA20型。4.3.3控制线路要求控制导线应采用具有足够载流能力的铜线，导线上应没有损伤。电流互感器和断路器的跳闸回路的导线截面不小于4mm2，其他强电控制回路所用导线的截面也不小于1.5mm2。所需要向外引出的设备，供方提供端子排，每个端子只连接一根外部导线，供方内部导线与端子排的连线也宜每个端子为一根，最多二根，端子排竖直安装。由于电除尘器周围环境存在有电磁干扰，因此电气控制线路中受干扰影响工作的回路应设置电磁屏蔽。控制开关若为旋转式的，增加的方向从前面看应为顺时针，控制开关与选择开关在操作手柄的形状上应有区别，开关接点通过的连续电流小于其额定值的80%。4.3.4指示灯与信号指示灯颜色的应用绿色：表示电源断开、除尘器停运、阀门全关等红色：表示电源闭合、除尘器运行、阀门全开等绿色灯加红色灯：阀门半开白色：控制回路电源监视灯黄色：不正常状态报警（预告）信号设备出现异常时，具有报警（预告）信号：动力或控制电源消失；整流变压器或它的自动电压调整器故障；单个或整组振打装置故障；单个或整组加热器故障；此外，供方应提供不少于10%的备用显示量。过负荷保护应为手动复归式。4.4电除尘器控制设备在设计时，应充分考虑高海拔以及煤灰中Na2O、K2O含量低、比电阻大等因素对收尘的影响，使电除尘器达到规范书所规定的性能。电气系统应具有以下措施：采用脉冲间隙供电、降压振打等控制方式；适当提高振打频率，实现有效清灰，防止反电晕。4.5供方应将电器电子设备严格包装，以确保不致在运输和保管期间损坏，并防止受潮和浸水。4.6联锁系统电除尘器本体上的所有检修门、人孔门、通向除尘器高压电气设备的门均应与高压电源系统有可靠的联锁手段，即只有在电源被切断并消除残留电荷的情况下才能进入除尘器内部，以保证人身安全。4.7电缆及其敷设4.7.1起终点都在本体上的电缆，由本体厂负责施工设计并开列电缆清册。除尘器本体至除尘器配电、控制室的电缆应由本体厂开列电缆清册，上述两项电缆清册由本体厂家汇总编制电缆清册供给需方。4.7.2电除尘配电、控制室内的屏间电缆由电源厂家开列电缆清册。4.7.3电缆清册应至少包括以下内容：电缆编号，始点，终点，电缆型号，电缆截面，电缆外径及备用芯数。4.7.4所有电缆由需方供货。但属于柜内的电缆及其他特殊电缆、预制电缆由供方供货。4.7.5整流变压器高低压侧的电压、电流引到控制盘的屏蔽电缆，不应与其他动力电缆在电缆桥架上同层敷设。4.8接地4.8.1供方需要接地的电气设备应设有接地用的端子并有明显标记。4.8.2电除尘器本体及电源接地方面的技术要求，供方应向设计单位提出，以便考虑接地设计。4.8.3硅整流变压器就地牢固接地，经不小于75mm2的多芯屏蔽电缆（铜芯），直接引入控制室接地端。4.9其它4.9.1高、低压控制柜采用柜顶母排供电方式，柜顶母线由电源厂配套供货。母线为铜母线，且应为现场增加屏予留条件（如母线打孔等）。4.9.2供方负责设备的现场调试，并负责为需方培训运行维护人员，均应符合能源部DL/T514-93标准有关规定，并提供出厂调试报告。4.9.3所有设备应符合有关的国标、部标。电气设备的配套试验、验收均应符合能源部DL/T514-93标准有关规定，并提供出厂调试报告。4.9.4供方（本体厂）负责除尘器本体照明设计，照明系统设专用绝缘地线，并提供高压钠灯、灯具照明控制箱、照明导线及布线用镀锌钢管。4.9.5供方（本体厂）负责电缆桥架（本体部分）底梁以上的设计及供货。为避免现场施工在本体上焊接造成设备损坏，供方应为本体上的电缆支架提供生根条件（如提供固定槽钢）。本体电缆桥架电缆充盈度不超过40%（动力电缆）及60%（控制电缆），以方便需方检修或增加电缆。4.9.6本体厂应负责电除尘器本体的检修电源设计和供货。每台电除尘器应设置不少于两只检修电源箱（容量50kVA）。每只检修电源箱内应设置一只进线开关250A、三只100A的馈线开关，280/220V、220V安全插座各三只。5低压部分5.1低压柜动力回路及信号回路初步统计表（按一台除尘器配置两台低压控制柜）序号回路名称回路数容量/台1阴极振打电机162阳极振打电机83大梁电加热器404瓷轴电加热器325槽板振打46进出温度监测47大梁温度监测48阴极温度监测89灰斗料位信号16共输出32组接点信号5.2每台炉电除尘器配有16个灰斗，设高、低射频导纳料位计。由本体厂供货。5.3每台炉电除尘器设：进出口测温电阻4支，瓷套测温电阻4支，灰斗测温电阻32支。6上位机部分6.1上位机系统配置：6.1.1主机：奔四工控机6.1.2彩显：19寸彩色显示器。6.1.3硬盘：40G（昆腾）。6.1.4内存：256M。6.1.5显存：32M。6.1.6高速打印机：HP彩色A3打印机6.1.7集中管理控制器及配套软件6.1.8通信电缆6.2CRT显示内容：电除尘器高压控制单元的运行参数，包括一次电流、电压、二次电流、电压、闪络频率、导通角。高压控制综合运行参数表。高压控制单元运行参数表。电场的U—I特性曲线。二次电压、二次电流的时间曲线。故障实时报警显示。高压控制单元的故障状态显示。电除尘器的进出口温度、绝缘子室、灰斗显示。低压控制单元的工况显示。低压控制单元的控制参数显示。低压控制单元的故障性质显示。低压控制单元的时序图显示。低压控制面板显示高压控制面板显示电场运行参数表头显示出口浊度显示。功率浊度图显示。接入的开关量和模拟量显示。6.3管理功能：自动记录高压运行参数自动记录开停操作自动记录故障信息自动计算设备的投运率自动记录系统启用档案自动记录电场功率提供用户操作档案按时间、电场、班值等查询条件查询历史档案记录档案保存时间用户设定记录档案可追加删除设备运行注意事项及操用指导等显示7资料交付7.1供方提供的图纸资料（2003年月日提供前期图纸资料）主要包括：A、高、低压控制柜电路图B、高、低压控制柜一次线路图C、高、低压控制柜端子排列图D、高、低压控制柜前门布置图D、高、低压控制柜正面布置图D、高、低压控制柜背面布置图E、高、低压控制柜外形尺寸图（前期）F、高、低压控制柜排列布置图（前期）G、高压整流变压器外形及接口尺寸图（前期）H、就地操作箱、检修箱、联锁箱的外形尺寸图（前期）I、联锁箱电气原理及端子排列图J、测温传感器外形尺寸图K、电气设备电缆清册，包括通信电缆清册，电缆敷设示意图。以上资料向设计院、本体厂各提供1份。另向设计院提供一套电子版和交付进度清单，并经业主确认。7.2、本体厂于2003年月日前提供资料包括：A、除尘器电气系统图B、除尘器电气负荷资料C、除尘器电气设备布置图D、本体照明布置图、电缆桥架布置图E、本体接地装置示意图，对接地的要求等以上资料向业主、设计院、供方各供1份。7.3供方向业主提供十二份设备资料（安装、运行和维修说明书及有关的图纸），另附2套电子版本。供方在包装箱内随设备装有以下文件资料一式二份：装箱清册、出厂试验报告、合格证书。8设计配合8.1需方、供方在适当时间由供方牵头组织召开一次设计联络会，确认供方的设备设计等有关事宜，一切费用由供方承担。9.质量保证9.1为本工程配套的电气设备，均应达到本规范规定的技术性能条件的要求，但本规范未对一切技术细节作出规定，凡未提及的部分亦应符合现行国家的标准规范的要求。9.2电气设备出厂前应作模拟工况下的动作试验和整机试验，并具有试验数据和合格证。9.3高、低压控制设备保修期18个月（自投运时计起），在保修期间内如出现制造质量问题，供方负责免费维修，并提供易损备品件。保修期外如出现质量问题，供方应协助解决。9.4供方应协助进行电气设备的空载和投运时调试及技术培训。9.5为了便于运行单位进行调试和检修，制造厂应按产品说明书提供常规的备品备件。9.6供方应免费及时为需方控制软件升级,并负责人员培训。附件一供货范围一、设备成套一览表(按一台炉两台除尘器配套)序号名称型号规格单位数量备注1高压微机控制柜台16含母排2硅整流变压器台163高压阻尼电阻支164穿墙套管支165高压隔离开关柜四点隔离开关柜台166低压控制柜台4含母排7振打操作箱防雨、防尘只88安全联锁箱防雨、防尘只29检修箱防雨、防尘只210照明控制箱防雨、防尘只311灰斗料位端子箱防雨、防尘只212温度端子箱防雨、防尘只213温度传感器支14进出气烟箱设烟气温度检测各一点支415仪表柜面216浊度仪台217低压开关柜及联络柜配YSA2智能开关台3含母排18低压开关柜（含PT）柜内参数由需方提供台5含母排19中央集中控制系统包括通信电缆（含微机台）套120卸灰就地控制箱防雨、防尘只421母线桥3200A套1二、其他：(按一台炉两台除尘器配套)序号名称数量备注1照明灯具1套本体厂提供，需方确认2热镀锌桥架及盖板1套本体厂提供3射频导纳灰斗料位计1套本体厂提供说明：照明、电动葫芦、射频导纳灰斗料位计等设备电源由电源厂提供。三、专用工具序号名称型号规格单位数量生产厂家12四、主要备品备件序号名称型号规格单位数量备注1234567五、进口件清单序号部件名称材质及牌号产地生产厂家123电力系统继电保护课程设计指导教师评语报告（30）报告（30）总成绩修改（40）平时（30）总成绩修改（40）平时（30）专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院20年7月4日1．设计原始资料1.1题目如下图所示网络，系统参数为：试对保护1,9进行三段电流保护的设计。图1.1电力系统网络1.2要完成的内容(1)选择线路保护的配置及保护装置的类型；(2)选择线路保护用电流互感器和电压互感器的型号；(3)线路相间保护的整定计算、灵敏度校验；（计算公式、过程、计算原则详尽，灵敏度是否满足规程要求，若不满足应采取的措施。）；(4)短路电流计算（绘制电力系统的阻抗图，计算结果列表）；(5)绘制一套保护回路的交流装置展开图和直流装置展开图；(6)设计总结。 2.分析课题的内容2.1设计规程1动作与跳闸的继电保护，在技术上满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性。1.系统运行方式对发电厂发电容量的最大和最小运行方式的考虑以及发生短路或故障时，流过保护装置的短路电流的最大和最小运行方式的考虑。2短路点的选择在每一条线路上的短路点，至少选择3个，即线路的始端，中点和末端。3短路类型动作电流整定时，相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三项短路电流。灵敏度的计算时，应在系统最小运行方式下两项短路电流。2.2本设计简单的配置电网继电保护装置包括测量部分和定制调整部分、逻辑部分和执行部分。测量部分从被保护对象输入有关信号，与给定的整定值相比较，决定保护是否动作。根据测量部分个输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合，是保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定保护应有的动作行为，由执行部分立即或延时发出信号或警报。2.2.1主保护本设计运用三段式电流保护，经灵敏度校验可得某些情况下I段和II段不能作为主保护，因而在某些保护中运用距离保护作为主保护。2.2.2后备保护本设计运用III段作为近后备保护和远后备保护。3.短路电流的计算3.1等效电路的建立图3.1等效电路图3.2短路点的选取选取B.C.D.E点为短路点进行计算。3.3短路点的计算3.3.1最大方式由题目知，线路的总阻抗的计算公式为Z1:线路单位长度的阻抗值；L:线路长度；将数据带入上式公式可得：经分析得最大运行方式即阻抗最小时，即电流最大，即两台发电机运行。最大运行方式下流过保护元件的最大的短路电流为对于保护1来说,若母线E之后的某处在最大运行方式方式下发生三相短路，流过保护1的最大三项短路电流为：(4)对于保护9来说，保护8处发生三相短路时，该处保护9的短路电流为：3.3.2最小方式（1）同理，经分析得最小运行方式即阻抗最大时，即电流最小时，只有G3和L3运行时，在最小运行方式下流过保护元件的最小短路电流的公式为（2）对于保护1来说,，若母线E之后的某处在最大运行方式方式下发生三相短路，流过保护1的最大相项短路电流为：3>.对于保护9来说，若母线B或母线A处在最大运行方式下发生三相短路，流过保护的最大三相短路电流为:4.保护的配合整定计算4.1主保护整定的设计4.1.1动作电流电流速断的动作电流是按躲过最大运行方式下本线路末端三项短路时流过保护的最大短路电流。限时电流速断的动作电流是按与相邻线路I段动作电流相配合的原则来整定的。1>.对于保护1的I段来说,等效电路图如图所示，若母线E之后的某处在最大运行方式方式下发生三相短路，流过保护1的最大三项段路电流为：2>.对于保护1的II段整定，需要按与相邻线路I段动作电流相配合的原则来整定，而保护1没有相邻线路，所以保护1没有II断整定，即无限时电流速断整定.3>.对于保护9的I段来说,保护8处发生三相短路时，该处保护9的短路电流为：即9处的电流速断保护在最小运行方式下也没有保护区。4>.对于保护9的II段整定来说，即保护9的限时电流速断整定值与保护3和保护4处的电流速断保护整定值相配合。(1).与保护3相配合所以保护9与保护3配合的限时电流整定值为：(2).与保护4配合所以保护9与保护4配合的限时电流整定值为：所以根据以上计算，取两种情况下配合的最大值.为其整定值。4.1.2动作时间电流速断的动作时间为保护装置的固有动作时间。限时电流速断的动作时间应比相邻线路保护I段的时限高一个时限级差Δt假设母线E上过电流保护的时间为0.5S.(1)对于保护1来说1)该处电流速断保护没有保护区，所以它没有电流速断动作时间..2)该处没有限时电流速断，所以它没有限时电流速断的动作时间.所以对于保护1来说，其主保护的动作时间为0.5S(2)对于保护9来说1)该处电流速断保护没有保护区，所以它没有电流速断动作时间,(2).该处的限时电流速断为4.1.