检 索 号

373-F1761C-D-01

国能龙江生物发电工程 初步设计阶段

第8 卷 电气部分

设 计 說 明 书

山东电力工程征询院有限企业

工程设计证书甲级1 5 1 2 4 9 - s j 号

9 月 济 南

批 准：

审 核：

校 核：

编 写：

本工程初步设计文献由如下各卷构成

序号卷 号卷 名

1第1 卷总的部分

2第2 卷总图运送部分

3第3 卷热机部分

4第4 卷燃料部分

5第5 卷除灰渣部分

6第6 卷电厂化学部分

7第7 卷电气部分

8第8 卷热工自动化部分

9第9 卷建筑构造部分

10第10 卷采暖通风及空气调整部分

第11 卷第1 分卷水工工艺部分

11

第11 卷第2 分卷水工构造部分

12第12 卷环境保护

13第13 卷消防部分

14第14 卷劳动安全

15第15 卷职业卫生

16第16 卷概算部分

17第17 卷重要设备材料清册

目 录

1 概述.........................................................................................................4

1.2 工程概况..........................................................................................4

1.3 设计范围及分界..............................................................................4

2 电气主接线............................................................................................4

3 短路电流计算及重要设备选择校验....................................................4

3.1 短路电流计算..................................................................................4

3.2 重要设备选择..................................................................................5

4 110kV 配电装置..................................................................................5

5 厂用电接线及布置................................................................................5

5.1 高压厂用电......................................................................................5

5.2 低压厂用电......................................................................................5

5.3 厂用电布置......................................................................................6

5.4 电压水平...........................................................................................6

6 直流系统及励磁系统............................................................................9

6.1 直流系统..........................................................................................9

6.2 设备选择..........................................................................................9

6.3 系统接线........................................................................................10

6.4 直流设备布置................................................................................10

6.5 发电机励磁系统............................................................................10

6.6 不停电电源系统............................................................................10

7 二次线 继电保护及自动装置............................................................10

7.1 控制﹑信号及测量........................................................................10

7.2 继电保护及自动装置....................................................................11

8 电气设备布置 防火及电缆设施........................................................11

8.1 电气建构筑物的总体布置............................................................11

8.2 发电机出线小室布置....................................................................12

9 过电压保护与接地..............................................................................12

9.1 电气设备防止过电压的保护措施................................................12

9.2 直击雷保护....................................................................................12

9.3 接地装置规定................................................................................12

10 照明和检修网络................................................................................12

11 遗留问題..........................................................................................13

附 图：

图 号图 名

373-F1761C-D-02

电气主接线图

373-F1761C-D-03

短路电流计算成果表

373-F1761C-D-04

电气重要设备选择表

373-F1761C-D-05

电气建(构)筑物及设施

373-F1941C-D-06

厂用电原理接线图

373-F1941C-D-07

主厂房10kV 厂用配电装置平断面图

373-F1941C-D-08

主厂房380V 配电室平断面布置图

373-F1941C-D-09

蓄电池室平断面布置图

373-F1941C-D-10

辅助车间配电装置平断面图

373-F1941C-D-11

发电机出线小间平断面布置图

373-F1941C-D-12

110kV 屋外配电装置平面布置图

373-F1941C-D-13

110kV 屋外配电装置断面图

373-F1941C-D-14

电子设备间电气设备平面布置图

373-F1941C-D-15

发电机主变压器保护配置图

373-F1941C-D-16

220V 直流系统图

1 概述

1.1 设计根据

(1)有关的国标﹑规范及行业原则﹑规范

(2)三大主机的技术协议书及联络会纪要

(3)有关的国标﹑规范及行业原则﹑规范

(4)上级单位对本工程下达的有关指示文献

(5)业主有关的书面来文

(6)国能生物发电设计研讨会会议纪要

1.2 工程概况

本期规模為1×130t/h 振动炉排、高温高压、生物质燃料锅炉，

配1×30MW 凝汽式汽轮发电机组。

1.3 设计范围及分界

1) 各工艺系统所属电气系统及其设备

2) 本次设计以厂区围墙為界。

3) 出线侧的设计分界点在110kV 配电装置的门型架外侧,出

线耐张绝缘子串和架空导线以及拉力提资和避雷线挂线点应由其他

受委托方设计。

2 电气主接线

根据业主方提供的系统资料及接入系统审查意見，本工程新

建一台30MW 机组，电气主接线采用发电机-变压器-线路组单元接

线方式，接入附近的110kV 变电站系统。

电气主接线图見：373-F1761C-D-02。

双卷主变压器型号為SFZ9-45000/110,115+8*1.25%/10.5kV，

40MVA，YN,d11。通过招标，发电机為山东济南发电设备厂生产的空

冷式发电机，型号為QF-30-2，30MW，额定电压為10.5kV,额定电流

為2062A,额定功率因数為0.8。

发电机与双卷主变压器之间设断路器，高压厂用工作电源由发

电机出口引接。

3 短路电流计算及重要设备选择校验

3.1 短路电流计算

因缺乏业主提供的系统阻抗资料，短路电流根据经验估算,仅供

参照。

短路电流计算成果見图：373-F1761C-D-03。

3.2 重要设备选择

主变压器型号﹑参数見本阐明第2 章。

3.2.1 设备的选择：

主变110kV 侧：

断路器：LW35-126，1250A，40kA；

导线：LGJ-185/25；

隔离开关：GW4-126VI，1250A，双接地；

电流互感器：LVQHB-110W2，2*300/5A，5P20/5P20/5P20/0.2S；

电压互感器：JDQHX-110W2

避雷器：YH10W-100/260

3.2.2 电厂地处暂按IV 级污秽区考虑，其110kV 及如下电气设备外绝

缘爬电比距按3.1cm/kV( 最高工作线电压)设计。

3.2.3 其他设备的选择详見图：373-F1761C-D-04。

4 110kV 配电装置

110kV 配电装置采顾客外一般中型布置，无母线，長15 米，宽16

米。考虑1 回架空出线。自主变至配电装置的引线采用架空,為了节

省投资,拟将110kV 配电装置靠近变压器布置。

5 厂用电接线及布置

5.1 高压厂用电

高压厂用电系统采用10kV 中性点不接地系统，高压厂用工作电

源引自发电机出口。10kV 厂用母线為一段，机炉的辅机及公用负荷

接在母线上。

高压设备的选择如下：

10kV 开关柜： KYN28A-12 型金属铠装中置式开关柜

选用国产优质型真空断路器

详细负荷记录見附表。

5.2 低压厂用电

低压厂用电采用380V/220V 中性点直接接地系统，接线方式采

用PC-MCC 明备用。

设两台低压工作厂变，容量均為1250KVA,供本机组的低压负荷。

在主厂房内，设一台备用变压器，作為两台工作厂变、辅助车间

变的备用电源，容量為1250kVA。

根据负荷范围设一台辅助车间变，容量為1000kVA,為辅助车间

的负荷供电。主厂房低压工作变﹑备用变及辅助车间工作变采用干式

变压器，D,yn11 接线。

低压配电屏选用MNS 低压抽出式开关柜。

低压PC 负荷记录見附表。

5.3 厂用电布置

厂用10kV 开关柜均布置在主厂房B、C 列的零米层#4 柱至#7 柱

之间，10kV 开关柜通过电缆与发电机出线连接，厂用380/220V 开关

柜布置在主厂房B、C 列的4.3 米层#4 柱至#7 柱之间。详细详見图：

373-F1761C-D-07，08。

辅助车间配电装置布置在水工联合建筑的辅助车间配电室内。

5.4 电压水平

表5.4-1 高压厂用母线电压水平

电源电压最电源电压最高

低厂用负荷最小

厂用负荷最

大

计算值

0.9541.043

规定值≥0.95≤1.05

表5.4-2

变压器调压运行方式分接头位置

范围

10kV 母

线电压

+8

电源电压最n≤3.38≥

低0.95

厂用负荷最

大

+8

电源电压最n≥7.42≤

高1.05

厂用负荷最

小

表5.4-3

电动机自起动校验成果

项 目规定值主变

高压高下

母线压母线串

70%97.6%

接自起动

低压

母线

55%72.6%

主厂房10kV 负 荷 统 计 表

10kV 段

额定工作反馈反复

安工换安工自起

装作算装作动

容量容量容量容量容量

台台系台台

数数数数数

序

号

名 称

(kW)

(kVA(kW(kW(kW

))))

1100010001000

电动給水泵电动机211111000

100

0

29009000

送风机电机9001111720

0.

8

38008000

引风机电机8001111640

0.

8

4　　　

　Sjs1=ΣP1　　　　3　2360270027001000

51250110.9111250　0

汽机房变1125

61250110.9111250　0

锅炉房变1125

71000110.9111000　0

辅助车间变900

81250110.9111250　0

低备变1125

　Sjs2=ΣSdjs　8　　4　4275475000

　Sjs1+Sjs2　　　　　　6635745027001000

　　　　　　5635

汽机房PC

PCAPCB

序安装作 算

号台数台 系

名 称

额定容量反复容

(kW)量(kW)

工 换

数数

安装工作工作容安装工作工作容

台数台数量(kW)台数台数量(kW)

1汽机MCC

111.7362

1111111.73611111.736111.736

2給水加药MCC

56.82

111156.81156.856.8

3高压交流油泵

160110.8111280000

4凝結水泵

75210.81160116060

5消防水泵

110110.811880000

6热工DCS 电源

10110.61160000

7热工盘台、就地设备电源柜

25110.600011150

8热工试验、保温、照明电源柜

15110.61190000

9热工试验室电源

5110.60001130

10热工ETS 电源

1110.6000110.60

11热工DEH 电源

1110.6000110.60

12热工FSSS 电源

1110.6000110.60

13火灾报警盘

11111110000

14锅炉电动门配电箱

10210.61161166

15汽机电动门配电箱

20210.61112111212

汽机房PC

PCAPCB

序安装作 算

号台数台 系

名 称

额定容量反复容

(kW)量(kW)

工 换

数数

安装工作工作容安装工作工作容

台数台数量(kW)台数台数量(kW)

16热工380VAC 电源

15210.61191199

17化学MCC

196.221111196.211196.2196.2

18循环水泵

185220.811148111480

19　

20　

　　　0.8　　　　　　　

　合 计　26　　13　831.7 　　619.5 451.7

　1099.5 　

变压器计算容量(kVA)：Sjs=1.1*(819.8+978.2-347.0)=

选择变压器容量(kVA)：1250

锅炉房PC

PCAPCB

序装作 算

号台台 系

名 称

额定容量反复容量

(kW)(kW)

安工 换

数数数

安工安工

装作工作容量装作工作容量

台台(kW)台台(kW)

数数数数

1锅炉MCC

115.362

1111115.3611115.36115.36

2通风MCCA

136.6961

1111136.696000　

　通风MCCB

136.5561

11　　　11136.556　

3布袋除尘器系统

80110.800011640

4吹灰动力柜

20210.61112111212

5除灰空压机

40210.81132113232

6秸秆捆自动抓斗起重机

110220.8221760000

7启动锅炉房MCC

60.42111160.41160.460.4

15燃料MCC

322.5621111322.5611322.56322.56

　合 计　15　　8　855.0 　　742.9 542.3

　1161.1 　

变压器计算容量(kVA)：Sjs=1.1*(819.8+978.2-347.0)=

选择变压器容量(kVA)：1250

辅助车间PC

PCAPCB

序安装作 算

号台数台 系

名 称

额定容反复容量

量(kW)(kW)

工 换

数数

安工安工

装作工作容量装作工作容量

台台(kW)台台(kW)

数数数数

2循环水处理MCC

18.42

111118.41118.418.4

3公用水泵房MCC

51.82

111151.81151.851.8

4排水泵房MCC

71.22

111171.21171.271.2

5综合楼MCC

3002

111130011300300

6除二氧化碳风机

2.2210.8111.76111.761.76

7消防水泵

110210.81188118888

8大雨水泵

90330.82214411720

10深井泵

45430.82272227236

11厂区内其他负荷

50110.800011400

12　

　合 计　20　　10　747.2 　　715.2 567.2

　984.7 　

变压器计算容量(kVA)：Sjs=

选择变压器容量(kVA)：1000

6 直流系统及励磁系统

6.1 直流系统

全厂设置一组蓄电池，动力﹑控制负荷混合供电，电压為220V，不设端

电池；蓄电池选用阀控式密封铅酸电池，容量為400Ah。蓄电池配置一套充电

浮充电设备，充电浮充电设备选用高频开关电源装置，采用N+1 热备份方式。

6.2 设备选择

6.2.1 蓄电池容量选择

按照DL/T5044-《电力工程直流系统设计技术规程》中推荐的阶梯负荷

计算法计算，事故持续放电時间按1h 考虑，在计算中，蓄电池的浮充电压取

2.23V，均充电压取2.33V。

220V 蓄电池组為GM-400Ah,104 只。

在多种运行方式下直流母线电压波动范围在87.5~110%Ue的规定范围内。

6.2.2 充电﹑浮充电设备选择

充电﹑浮充电设备的额定电流按事故放电后进行充电的规定选择；充电

设备（兼做浮充电用）的额定电压应满足均衡充电规定。

计算成果是：充电﹑浮充电设备选用5 只/20A 电源模块，充电输出电压

為198~260V，电流100A 的高频开关电源装置。

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蓄 电 池 负 荷 统 计

事故负荷（A）

序装置容常常负或事备

号量（kW）荷（A）故末注

负荷名称负荷电流系数或同

装置负荷

（A）步率

1 分30 分60 分

180

分

随机

期

1

常常负荷

　7.517.5101010　　　

2

常明灯

0.20.9110.91 0.91 0.910.91　　　

3

汽机危急润

滑油泵

1568.180.9　122.73 61.3661.36　　　

4

断路器跳闸

　600.6　36　　　

5

热工直流电

源

　150.6 9999　　　

6

不停电电源

30kVA 136.360.6　81.82 81.82　　　

7

事故照明

9 40.911　40.91 40.9140.91　　　

8

随机负荷

　　　　　　5

断路器

合闸

合计

　　　301.36 204.00122.1805

17.4

1

　　　IjcI1I2I3I4 Ir

6.3 系统接线

直流系统采用单母线的接线方式，一组蓄电池设置一段单母线。

6.4 直流设备布置

在B-C 列间6~7 柱间0.0m 层设有单独的蓄电池室。直流屏与充电屏布

置在运转层的继电器室内。

直流屏采用“四统一”原则屏。

6.5 发电机励磁系统

本工程空冷发电机采用自并励静止励磁系统，系统由一台接于发电机机

端的励磁变压器作為励磁电源，经可控硅整流后供应发电机磁场电流。自动

电压调整器（AVR）变化可控硅整流装置的触发角来控制发电机的运行工况。

系统重要由机端变压器﹑可控硅整流装置﹑自动电压调整器﹑灭磁和过电压

保护装置﹑起励装置﹑必要的监测﹑保护﹑报警辅助装置构成。机端变压器﹑

可控硅整流装置﹑灭磁和过电压保护装置﹑起励装置、自动电压调整器等布

置于发电机出线小间内。

励磁系统的重要性能规定：

励磁系统顶值电压倍数不不不小于2，强励時间不不不小于10S

励磁系统响应比不低于2 倍/秒，為高起始响应

6.6 不停电电源系统

根据负荷记录，设置一套容量為30kVA单相输出的静态不停电电源装置，

布置于电气继电器室内，该装置重要部件包括：整流器、逆变器、静态开关、

手动旁路开关、旁路隔离变压器、调压变压器、配电屏等。

交流不停电电源的运行方式為，正常由工作段向UPS 提供交流电源，经

UPS 整流、逆变后将直流转换成单相220V 交流向主配电屏供电。当工作段失

电時，则由蓄电池向逆变器供电，当过载、电压超限、逆变器或整流器发生

故障停止工作而蓄电池放电至终止电压時，由静态开关在3ms 内将负荷切换

至旁路回路，由旁路供电。為提高供电的可靠性，设置了具有先合后分功能

的手动旁路开关，以保证检修UPS 時，不间断向负荷供电。

7 二次线 继电保护及自动装置

7.1 控制﹑信号及测量

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本工程采用机﹑炉﹑电集中控制。电气继电器室与热工盘柜联合布置在

除氧间8.0 米层。

电气控制纳入机组DCS 系统，实現机炉电一体化控制。该方案以CRT

和键盘為重要监控手段，对电气系统的发变线路组主回路及厂用电系统进行

数据采集、监视及控制。对于某些比较成熟的专用装置，如发电机励磁系统

的自动电压调整器、自动准同期装置、继电保护、厂用电源切换装置仍采用

独立的专用产品，但可通过硬接线以便地与DCS 接口，在DCS 的CRT 上对

以上系统进行监视。

為保证系统的安全可靠性，操作员站台暂考虑保留下列硬手操：

发电机出口断路器紧急跳闸按钮

发电机灭磁开关紧急跳闸按钮

机组还设置有电气及热工合用的机组操作台，操作台上设有发电机出口

及主变高压侧110kV 断路器的手动同期合闸按钮或开关，主变有载调压开关

操作板等。

不单独设升压站电气继电器小室。系统远动、通讯及保护的设备布置在

主厂房运转层继电器室。

7.2 继电保护及自动装置

7.2.1 保护配置及选型

本工程电气设备的保护装置装设原则按GB/T14285-《继电保护和安全

自动装置技术规程》的规定执行。

保护选型采用微机式保护装置。

保护配置详見图373-F1761C-D-15

7.2.2 保护装置的布置

发电机变压器组保护布置于主厂房运转层继电器室。

中压系统保护装置均布置于10kV 配电装置内。

7.2.3 自动装置

本工程装设一套独立的同期系统，為微机型自动准同期装置，同期接线

采用单相似期方式。

本工程设置低压备用电源自投装置。

8 电气设备布置 防火及电缆设施

8.1 电气建构筑物的总体布置

主变压器及110kV 配电装置布置在汽机房外侧。

8.2 发电机出线小室布置

发电机出线小室布置在汽机房发电机励端，小室分為两层，0m 為布置励

磁变压器、灭磁柜、励磁调整柜等，4.3m 层布置发电机引出线、厂用工作分

支断路器开关柜及电压、电流互感器的开关柜等。

8.3 电缆设施

主厂房重要采用电缆沟和电缆桥架相結合的敷设方式。

8.4 防火措施

全厂电缆敷设采用电缆桥架、电缆支吊架、电缆沟,直埋及穿管敷设方式。

全厂电缆采用C 级阻燃电缆，对电缆及其构筑物的防火封堵，按规程规

定在隧道内设防火门、防火隔墙，在必要的地方设防火隔板、堵料等封堵措

施，加装电缆槽盒，耐火隔板，对电缆刷防火涂料等。

9 过电压保护与接地

9.1 电气设备防止过电压的保护措施

按DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定设计。

為保护变压器高压侧中性点的绝缘，在主变高压侧中性点上装设一只避

雷器。

在主变高压侧装设一组避雷器。

在发电机出口及中性点分别设一组避雷器。

9.2 直击雷保护

烟囱上设置避雷针保护。

冷却塔、110kV 配电装置、厂区内110kV 架空进线也用避雷针保护。

其他需防直击雷保护的建筑物采用避雷带保护。

9.3 接地装置规定

接地装置的接地规定按DL/T621-1977《交流电气装置的接地》执行。

為保证人体和设备安全，按规程对电气设备的外壳与接地装置可靠连接。

全厂接地装置采用人工接地装置，接地装置包括角钢的垂直接地体及扁

钢的水平接地体，但以水平接地体為主。

10 照明和检修网络

工作照明电压為交流220V，事故照明电压為直流220V, 安全照明电压

為交流24V。

主厂房工作照明电源引自380/220V 工作段，事故照明由交直流事故照明

切换屏供电。

机炉电集中控制室拟采用嵌入式荧光灯照明。

主厂房设检修电源箱，检修电源引自就近的380/220V MCC 柜，远离主

厂房的各辅助车间，其检修电源由就近的配电盘引接。

照明箱和检修电源的供电采用树干式，一回串接数个照明箱或检修电源

箱。

照明系统接地方式如下：车间照明配电箱的电源线中，其中性线（N 线）

和保护地线（PE 线）合并并反复接地而照明配电箱后来分支线的中性线（N

线）和保护地线（PE）分开。

11 遗留问題

11.1 本工程业主料场设有施工电源变，业重规定将施工电源变保留,但此变

压器离辅助车间供电负荷较远，我們将深入探讨此问題。

11.2 本工程缺接入系统汇报,短路电流和设备选择都是根据经验估算，订货

前应根据接入系统重新查对厂内短路电流和设备选择。