初步設(shè)計說明電氣

1、11 供配電11.1 概述11.1.1 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計采用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范本工程設(shè)計將以最新版本的國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為工程設(shè)計的基礎(chǔ)，主要采用的標(biāo)準(zhǔn)如下：- GB 50060-2008 3110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范- GB50059-92 35110kV變電所設(shè)計規(guī)范- GB/T 50062-2008 電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范- GB 50053-94 10kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范- GB 50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范- GB 50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范- GB50055-93 通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范- GB50056-93 電熱設(shè)備電力裝置設(shè)計規(guī)范- G

2、B 50057-94 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 （2000版）- GB 50058-92 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范- GB 50217-2007 電力工程電纜設(shè)計規(guī)范- GB50034-2004 建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)- GBJ65-83 工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范- HGJ5-86 燒堿節(jié)能設(shè)計技術(shù)規(guī)定- SH3038-2000 石油化工企業(yè)生產(chǎn)裝置電力設(shè)計技術(shù)規(guī)范- SH3097-2000 石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范- SH/T3116-2000 煉油廠用電負(fù)荷設(shè)計計算方法11.1.2 設(shè)計范圍和分工本工程設(shè)計包括24萬噸/年離子膜燒堿裝置、30萬噸/年P(guān)VC裝置以及配套工程及輔助工程3

3、5kV整流開關(guān)所、整流所、10kV開關(guān)所、車間變配電所、照明和防雷、防靜電接地及界區(qū)供電外線的設(shè)計。設(shè)計分交點(diǎn)為各級電壓進(jìn)線開關(guān)柜。11.1.3 電源狀況本裝置隸屬德州實(shí)華化工有限公司，其供電依托于公司擬建的供電系統(tǒng)。為配合項目的建設(shè)，實(shí)華公司擬建設(shè)110kV總降壓變電站一座，該變電站位于實(shí)華公司新建的熱電站內(nèi)?？傋冸娬緝?nèi)設(shè)110/38.5/10.5kV三線圈變壓器2臺，并預(yù)留第三臺主變的位置。主變額定容量50000kVA,三側(cè)容量比為100%/100%/100%。變電站110kV,35kV及10kV系統(tǒng)均采用單母線分段接線方式。實(shí)華公司擬建設(shè)自備熱電站一座，熱電站規(guī)模為兩爐一機(jī)，即2臺130

4、t/h鍋爐和1臺C25MW汽輪發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)通過發(fā)變組接入總變電站35kV系統(tǒng)運(yùn)行?？傋冸娬镜娜萘繚M足本項目的用電需要，并設(shè)有足夠多的出線回路。本項目擬從總變35kV不同母線段引6個回路作為35kV整流變壓器的電源（含原廠拆遷1臺整流變）；從總變10kV母線引2個回路作為從原廠拆遷過來的10kV整流變壓器的電源回路；另從總變10kV不同母線段引4個回路作為本項目10kV動力開關(guān)所的電源。 熱電站及110kV總變電站由甲方委托其他設(shè)計院設(shè)計。 11.1.4 用電負(fù)荷及供電要求11.1.4 .1 用電負(fù)荷及供電要求本工程離子膜燒堿裝置生產(chǎn)規(guī)模大，工藝連續(xù)性強(qiáng)，裝置的主要生產(chǎn)環(huán)境大多為爆炸性危險場

5、所及腐蝕性場所。在生產(chǎn)過程中如果突然斷電不僅會使生產(chǎn)中斷，離子膜受損,還有可能造成氯氣泄漏, 同時使得PVC原材料及中間產(chǎn)品報廢，造成較大經(jīng)濟(jì)損失，生產(chǎn)恢復(fù)時間較長，故供電可靠性要求較高。負(fù)荷計算見表11.1.4。本裝置電解負(fù)荷約為87750kW，工藝和輔助工程動力負(fù)荷約為35316kW，其中PVC及燒堿部分用電負(fù)荷為一級負(fù)荷，估算容量約6282kW。輔助設(shè)備為三級用電負(fù)荷。為保證一級負(fù)荷的需要，本項目擬設(shè)兩路10kV應(yīng)急電源，一路來自熱電廠，由發(fā)電機(jī)機(jī)端母線出線。另一路來自區(qū)外獨(dú)立變電站10kV母線，當(dāng)主工作電源斷電時，應(yīng)急電源不會同時失電，該應(yīng)急電源具體出處由甲方會同當(dāng)?shù)仉娏Σ块T確定。兩路

6、應(yīng)急電源與正常電源之間設(shè)置ATS自動切換并互鎖。11.1.4 .2 功率因數(shù)補(bǔ)償本裝置整流負(fù)荷及10kV、380V各電壓等級下用電負(fù)荷的自然功率因數(shù)分別為0.9、0.85和0.8，根據(jù)各電壓等級的供電方案，分別在10kV和380V側(cè)裝設(shè)電容補(bǔ)償裝置（其補(bǔ)償容量見負(fù)荷計算表），以保證各級電壓下的功率因數(shù)達(dá)到0.9以上。因生產(chǎn)裝置連續(xù)運(yùn)行，補(bǔ)償電容器亦長期投入。10kV采用高壓靜態(tài)電容補(bǔ)償裝置，手動投切。低壓380V采用帶微機(jī)自動投切裝置的電容補(bǔ)償屏進(jìn)行補(bǔ)償，將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.92以上。35kV側(cè)功率補(bǔ)償及整流濾波裝置在熱電廠總變電站35kV母線統(tǒng)一考慮。11.1.4 .3 電動機(jī)起動方式10k

7、V高壓電動機(jī)采用直接起動。380V：110kW 電動機(jī)采用直接起動；110kW 電動機(jī)采用軟起動以改善供電母線的電壓質(zhì)量。當(dāng)變壓器容量不能滿足起動要求時應(yīng)根據(jù)計算決定起動方式。11.1.5 裝置供電方案1) 根據(jù)整流負(fù)荷容量，各整流變壓器均從熱電廠總變電站35kV母線或10kV母線直配，在整流配電室內(nèi)為每臺整流變壓器設(shè)置1臺35kV或10kV開關(guān)柜和PT柜完成整流變壓器的控制和保護(hù)。2) 根據(jù)全廠高、低壓動力負(fù)荷的分布狀況，全廠設(shè)10kV開關(guān)所3座，分別為：a) VCM10kV開關(guān)所（303）：單母線分段接線，電源來自熱電廠總變10kV母線。供VCM、乙炔發(fā)生、電石破碎及部分公用工程10kV電

8、動機(jī)和10/0.4kV動力變壓器用電，并為燒堿10kV開關(guān)所（302）提供電源。b) 聚合10kV 開關(guān)所（304）：單母線分段接線，電源來自熱電廠總變10kV母線。供PVC、循環(huán)水等10kV電動機(jī)和10/0.4kV動力變壓器用電。全廠應(yīng)急電源系統(tǒng)設(shè)于聚合10kV 開關(guān)所（304）。c) 燒堿10kV開關(guān)所（302）：單母線分段接線，布置在燒堿界區(qū)，其雙回路電源引自303 10kV母線，供燒堿界區(qū)10kV電動機(jī)和10/0.4kV動力變壓器用電。在聚合變電所設(shè)置10 kV應(yīng)急電源母線，兩路應(yīng)急電源和主工作電源直接接入該母線段，應(yīng)急電源與主工作電源之間設(shè)置連鎖，當(dāng)主工作電源失電時，才可投入一路應(yīng)急

9、電源。10kV系統(tǒng)設(shè)置ATS自動切換裝置。3) 根據(jù)全廠低壓動力負(fù)荷的分布狀況，全廠設(shè)10/0.4kV車間變電所5座，分別為：a) 燒堿變電所（302）：與燒堿10kV開關(guān)所布置在同一建筑內(nèi)，供燒堿裝置低壓負(fù)荷用電。b) VCM變電所（303）：與VCM 10kV開關(guān)所布置在同一建筑內(nèi)，供VCM及部分公用工程界區(qū)低壓負(fù)荷用電。c) 聚合變電所（304）：與聚合 10kV開關(guān)所布置在同一建筑內(nèi)，供PVC界區(qū)及部分輔助設(shè)施低壓負(fù)荷用電。d) 公用工程變電所（305）：布置在循環(huán)水界區(qū)，供循環(huán)水裝置及廠前區(qū)低壓負(fù)荷用電。e) 乙炔變電所（306）：布置在乙炔發(fā)生界區(qū)，供乙炔發(fā)生和電石破碎界區(qū)低壓負(fù)荷

10、用電。380V系統(tǒng)均采用單母線分段接線， 母聯(lián)裝設(shè)自動投切裝置，使任一電壓等級下的某一電源故障時，其母聯(lián)開關(guān)均可自動和手動投入，以保證一、二級負(fù)荷的正常供電。11.1.6 重要設(shè)備選擇所有高、低壓電力設(shè)備及電纜均按負(fù)荷 、環(huán)境條件、電壓、經(jīng)濟(jì)電流密度或斷流能力選擇，按短路電流的動、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。35kV 系統(tǒng)設(shè)備短路容量選擇暫定31.5 kA，10kV系統(tǒng)設(shè)備短路開斷容量暫定40kA，電纜熱穩(wěn)定截面暫按95mm2考慮。11.1.7 開關(guān)所型式所有高低壓變配電所均采用戶內(nèi)布置，以便于管理并節(jié)省占地面積。11.1.8 主要電力設(shè)備和線路的繼電保護(hù)及自動裝置1.1 繼電保護(hù)繼電保護(hù)裝置均按照原水電部頒

11、發(fā)的電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范（GB50062-92）中的原則進(jìn)行配置。按照各進(jìn)出口回路保護(hù)對象，分別采用如下繼電保護(hù)的方式：- 35kV系統(tǒng) a) 整流變壓器 ¨ 瞬時過電流保護(hù)¨ 延時過電流保護(hù)¨ 過負(fù)荷保護(hù)¨ 瓦斯保護(hù)¨ 溫度保護(hù)¨ 接地保護(hù)- 10kV系統(tǒng) a) 進(jìn)線 ¨ 帶時限電流速斷保護(hù)¨ 過電流保護(hù)b) 母聯(lián) ¨ 帶時限過電流保護(hù)c) 動力變壓器¨ 過電流保護(hù)¨ 電流速斷¨ 單相接地保護(hù)¨ 瓦斯保護(hù)¨ 溫度保護(hù)d) 高壓電動機(jī)回路

12、¨ 瞬時過電流保護(hù)¨ 過負(fù)荷保護(hù)¨ 單相接地保護(hù)¨ 低電壓保護(hù)e) 電力電容器 ¨ 過電流保護(hù)¨ 過電壓保護(hù)¨ 低電壓保護(hù)¨ 單相接地保護(hù)¨ 中性點(diǎn)不平衡電流（或開口三角電壓）保護(hù)f) 整流變壓器 ¨ 瞬時過電流保護(hù)¨ 延時過電流保護(hù)¨ 過負(fù)荷保護(hù)¨ 瓦斯保護(hù)¨ 溫度保護(hù)¨ 接地保護(hù)- 380V系統(tǒng) a) 進(jìn)線 ¨ 過電流保護(hù)b) 母聯(lián) ¨ 過電流保護(hù)c) 電動機(jī)回路 ¨ 短路保護(hù)¨ 過負(fù)荷保護(hù)d) 饋線回

13、路 ¨ 短路保護(hù)¨ 過電流保護(hù)¨ 漏電保護(hù)（必要時）380V系統(tǒng)均采用單母線分段接線，母聯(lián)開關(guān)設(shè)置備用電源自動投入裝置，正常情況下母聯(lián)開關(guān)斷開，兩回路供電電源單獨(dú)運(yùn)行互為備用； 當(dāng)任一電壓等級下的某一電源故障時，其母聯(lián)開關(guān)自動投入，由一回路供電電源保證一、二級負(fù)荷的正常供電。35kV和10kV系統(tǒng)設(shè)置微機(jī)監(jiān)控和微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用集散式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在開關(guān)所電氣控制室內(nèi)利用微機(jī)自動化系統(tǒng)對各級開關(guān)所進(jìn)行管理、控制及操作，并可通過通訊線路將必要的信號輸送至上級各供電部門。微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)采用組屏或安裝于各高壓開關(guān)柜繼電器小室內(nèi)的微機(jī)綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)對每一條線路的控制

14、、繼電保護(hù)、測量和小電流接地選線等功能。微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能完成實(shí)時數(shù)據(jù)采集及處理 、事件報警、實(shí)時監(jiān)控及人機(jī)對話，以實(shí)現(xiàn)控制室對開關(guān)所的情況進(jìn)行全面的監(jiān)控和記錄。 燒堿變電所（302）、VCM變電所（303）、聚合變電所（304）均設(shè)置后臺監(jiān)控系統(tǒng)，并通過通訊聯(lián)系。三變電所監(jiān)控信號應(yīng)通過通訊上傳至熱電廠總變電站。11.1.9 電力設(shè)備過電壓保護(hù)在建筑物屋面裝設(shè)避雷網(wǎng)作為開關(guān)所防直擊雷保護(hù)； 在各級電壓母線上裝設(shè)避雷器作為雷電波侵入過電壓保護(hù)；裝設(shè)氧化物避雷器以防御靜電電容器及高壓斷路器的操作過電壓。11.1.10 中壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式35kV系統(tǒng)接地方式由熱電廠總變電站設(shè)計院確定。 10kV系

15、統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地方式。11.1.11 操作電源及直流系統(tǒng)35kV、10kV系統(tǒng)采用220V直流操作，其操作電源采用微機(jī)監(jiān)控免維護(hù)直流電源，蓄電池采用免維護(hù)鉛酸電池。裝置帶有微機(jī)通訊接口，其故障及運(yùn)行信號，均由微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來處理。直流電源裝置設(shè)置在各裝置變電所內(nèi)。11.1.12 生產(chǎn)裝置的環(huán)境特征及配電材料選擇各生產(chǎn)裝置環(huán)境特征依據(jù)爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范GB 50058-92 和 化工企業(yè)腐蝕環(huán)境電力設(shè)計技術(shù)規(guī)定CD90A6-85進(jìn)行劃分，配電材料按其環(huán)境特征相應(yīng)選擇一般、防爆、防塵、防腐及防水型。11.1.13 動力用電的操作及保護(hù)動力用電的操作和保護(hù)根據(jù)工藝生產(chǎn)對控制的要求進(jìn)行

16、設(shè)置：- 設(shè)置就地控制開關(guān)- 滿足工藝調(diào)速要求- 滿足工藝聯(lián)鎖要求- 滿足DCS控制、顯示及報警要求11.1.14 照明在變電所設(shè)置專用照明配電盤供全廠道路照明，全廠戶外照明及全廠所有現(xiàn)場照明箱用電。全廠道路照明采用高壓鈉燈，光電控制及門衛(wèi)手動控制，照明線路采用鎧裝聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜直埋地敷設(shè)。裝置區(qū)根據(jù)環(huán)境特征采用防爆或密閉式燈具，各輔助設(shè)施裝設(shè)一般照明器具，當(dāng)安裝高度低于4米時裝設(shè)熒光燈，當(dāng)安裝高度高于4米時裝設(shè)金屬鹵化物燈。所有燈具均在照明箱上控制，防護(hù)等級為IP54.在控制室和辦公區(qū)內(nèi)裝設(shè)裝飾熒光燈，分散控制。廠區(qū)重要部位裝設(shè)應(yīng)急燈（如生產(chǎn)裝置的重要部位，變電所，控制室、滅火

17、設(shè)備安裝處，火災(zāi)報警呼叫點(diǎn)等），各進(jìn)出走廊及所有建筑物的出口區(qū)域裝設(shè)疏散照明燈具，應(yīng)急照明及疏散照明采用自帶蓄電池的照明燈具，蓄電池應(yīng)至少維持30分鐘并自動控制。正常照明和應(yīng)急照明的照度按照國標(biāo)要求確定。11.1.15 配電線路燒堿裝置整流變壓器由35kV供電；各車間變壓器及裝置10kV電動機(jī)由界區(qū)內(nèi)10kV開關(guān)所供電；各低壓用電設(shè)備視總圖布置情況分別采用二次配電或由相應(yīng)的車間變電所直配供電。35kV電纜采用單芯35kV阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜;10kV電纜采用三芯10kV阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜;380V電纜采用1kV阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜。各電壓

18、等級的電纜規(guī)格，其載流量除滿足用電設(shè)備額定電流要求外，尚應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度、敷設(shè)方式等進(jìn)行修正。對于高壓回路電纜的最小規(guī)格應(yīng)滿足電氣系統(tǒng)的短路電流和保護(hù)裝置的最低要求。在危險區(qū)內(nèi)電動機(jī)饋電線的載流量不應(yīng)低于電動機(jī)滿負(fù)荷電流的125%。電力負(fù)荷用動力和控制電纜采用電纜橋架沿管廊由變電所及MCC敷設(shè)至各車間后視車間的不同情況采用橋架明敷或穿鋼管埋地敷設(shè)。11.1.16 防靜電、防雷及接地 根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)，發(fā)生雷電的可能性和后果，本裝置生產(chǎn)廠房及部分輔助設(shè)施分別屬于二、三類防雷等級，一般采用在建筑物易受雷擊部位裝設(shè)避雷帶或針以防直擊雷,鋼結(jié)構(gòu)建筑采用直接接地。 特殊建構(gòu)筑物（罐區(qū)、戶外架空管道、煙囪等）的

19、防雷應(yīng)根據(jù)所容納物料的性質(zhì)、容器壁厚以及雷擊的后果等因素區(qū)別對待，分別采取相應(yīng)的防雷措施。凡生產(chǎn)，儲運(yùn)過程中會產(chǎn)生靜電積累的管道、容器、儲罐和加工設(shè)備均設(shè)防靜電接地。 380系統(tǒng)采用TN-S接地系統(tǒng)。所有電氣設(shè)備金屬外殼均設(shè)置保護(hù)接地線。界區(qū)內(nèi)保護(hù)接地、防雷接地、防靜電接地和變壓器中性點(diǎn)接地共用一個接地系統(tǒng)，接地電阻不大于1。界區(qū)接地網(wǎng)采用7x27 銅包鋼接地線，埋地敷設(shè)。11.2 整流所11.2.1 概況根據(jù)新上燒堿電解工藝的設(shè)備臺數(shù)及所需要的操作電壓和操作電流，選用5套一次電壓為35kV的有載調(diào)壓整流變壓器（主調(diào)一體式結(jié)構(gòu)），每臺變壓器帶2套整流柜。整流元件采用可控硅，整流方式采用三相橋式

20、整流。調(diào)壓方式采用有載開關(guān)粗調(diào)結(jié)合可控硅細(xì)調(diào)實(shí)現(xiàn)全電壓范圍內(nèi)的電壓調(diào)整。為了降低諧波對電網(wǎng)的不良影響，整流設(shè)備采用單機(jī)組12相加移相，2機(jī)組形成等效24相接線。另外3套一拖一結(jié)構(gòu)整流機(jī)組及其電解槽完全從老廠搬遷過來，為利舊設(shè)備，在此不再贅述。11.2.2 整流裝置的選擇新上5套一次電壓為35kV，20000kVA（暫定）的有載調(diào)壓整流變壓器（主調(diào)一體式結(jié)構(gòu)），每臺變壓器帶2套整流柜，整流柜直流輸出電壓為 550V,直流輸出電流為 16.2kA。整流元件采用可控硅，整流方式采用三相橋式整流同相逆并聯(lián)接線。為了降低諧波因數(shù)對電網(wǎng)的不良影響，整流設(shè)備采用單機(jī)組12相加移相，2臺整流機(jī)組構(gòu)成等效24相

21、接線。調(diào)壓方式采用有載開關(guān)粗調(diào)結(jié)合可控硅細(xì)調(diào)實(shí)現(xiàn)全電壓范圍內(nèi)的電壓調(diào)整。機(jī)組直流輸出的調(diào)壓范圍為0100%連續(xù)可調(diào)，手動自動均能正常操作；有載開關(guān)的調(diào)壓范圍為70%105%。變壓器冷卻方式：強(qiáng)油風(fēng)冷。整流柜冷卻方式：水水冷卻。11.2.3 整流裝置的保護(hù)為保護(hù)整流變壓器的短路故障及變壓器的內(nèi)部故障，在一次側(cè)裝設(shè)瞬時過電流、在調(diào)變和整變之間裝設(shè)延時過電流和過負(fù)荷保護(hù)，在變壓器本體上裝設(shè)瓦斯和溫度保護(hù)。輕瓦斯和溫度動作于信號，其余保護(hù)均動作于跳閘。整流變的保護(hù)集中在高壓側(cè)，信號則根據(jù)需要分別顯示在高壓控制室、整流柜和電解控制室。整流系統(tǒng)設(shè)置過載、過流、電流反饋丟失保護(hù)、水溫過高、水壓過低、元件壞1、元件壞2、控制角越上限、控制角越下限、母線溫度過高、互感器電流反饋丟失鉗流等各種保護(hù)，并具有可靠的內(nèi)部和外部過電壓吸收裝置及可指示損壞快熔位置的快熔損壞檢測電路。整流系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)置在整流柜和整流控制柜上，其信號可根據(jù)需要送至電解控制室。11.2.4 整流裝置的測量整流裝置交流側(cè)計量設(shè)置電壓表、電流表、功率因數(shù)表和電度表；