水泥廠總降變電站初步設(shè)計說明

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上水泥有限公司二期4000t/d熟料水泥生產(chǎn)線工程 110kV總降壓站設(shè)計說明設(shè) 計 ： 校 對 ： 專業(yè)負(fù)責(zé)人 ：審 核 ： 審 定 ： 項目負(fù)責(zé)人 ：目錄1.概述22.電氣主接線 43.負(fù)荷計算 44.無功功率補償55.短路電流計算56. 主設(shè)備選型 67. “五防”配置 108. 電氣總平面布置 119. 過電壓保護及接地 1210. 二次接線及繼電保護1211. 調(diào)度與通訊1712. 采暖通風(fēng)部分1713. 火災(zāi)報警視頻監(jiān)控部分 1814. 照明部分1815. 保安電源 18 1、概述1.1建設(shè)規(guī)模本項目一期生產(chǎn)線已經(jīng)建成一座110/10.5kV總降壓站，現(xiàn)有一

2、臺主變壓器容量為40000kVA，并且預(yù)留了二期主變壓器的位置，高壓線桿為一桿雙線，預(yù)留了二期高壓線架設(shè)位置。二期總降從距廠區(qū)800m的變電站引一路110kV電源，架空引入，與一期線路同塔架設(shè)。二期110kV采用GIS線變單元，110kV側(cè)與一期不聯(lián)絡(luò)；10kV側(cè)與一期聯(lián)絡(luò)，一期已經(jīng)設(shè)計并已安裝了隔離柜。1.2設(shè)計范圍110kV進線終端桿塔之后的110kV變電所（二期）工程設(shè)計。通訊屏一期已經(jīng)設(shè)計，二期與一期共用。110kV變電所照明及火災(zāi)自動報警一期已經(jīng)設(shè)計，二期不用考慮。110kV變電所防雷接地一期已經(jīng)設(shè)計，二期設(shè)備直接連接至一期預(yù)留接口處。1.3設(shè)計依據(jù) 水泥有限公司與設(shè)計公司簽訂的設(shè)計

3、合同。 GB 50059-2011 GB 50060-2008 GB 50227-2008 GB 50062-2008 GB 50034-2013 GB 50229-2006 DL/T 620-1997 GB 50065-2011 GB 50057-2010 1.4站址選擇本站為用戶變電站，站址設(shè)在廠區(qū)正北方向，交通運輸方便。全年主導(dǎo)風(fēng)向北偏西北,變電站位于上風(fēng)口。1.5氣象條件年平均氣溫： 17.0極端最高氣溫： 38.9極端最低氣溫： -11.2最熱月平均氣溫： 29.0最冷月平均氣溫： -4.8年平均降雨量： 1450mm日最大降雨量： 191.2mm年平均相對濕度： 75%主導(dǎo)風(fēng)向：

4、北偏西北最大積雪厚度： 9cm廠區(qū)海拔高度： 96120m1.6其它條件污穢等級III級地震烈度VI度1.7 值班人員設(shè)置總降壓站按照12人值守設(shè)計。2、電氣主接線本工程一期和二期110kV系統(tǒng)均采用線變單元接線方式，一期與二期GIS不聯(lián)絡(luò)。10kV側(cè)一期和二期聯(lián)絡(luò)，一期已經(jīng)設(shè)計并已安裝了隔離柜，二期設(shè)置母聯(lián)柜與一期隔離柜連接。正常運行情況下，母聯(lián)柜與一期和二期進線柜做連鎖（三臺斷路器只允許兩臺同時合閘）；僅某期變壓器出線故障時，合上母聯(lián)柜，保證兩條生產(chǎn)線部分重要負(fù)荷供電。3、負(fù)荷計算（項目一期）#2主變負(fù)荷裝機功率計算有功Pe(kW)Pjs(kW)二期原料磨配電站1592011144二期窯頭

5、配電站64304830二期水泥磨配電站92306461二期水泥磨配電站（預(yù)留）763053412#主變壓器總負(fù)荷3921026800二期余熱發(fā)電90006500考慮余熱發(fā)電后#2主變3021020300根據(jù)以上計算，#2主變壓器選用25000kVA，#2主變負(fù)荷率為85.5。4、無功功率補償無功功率采用靜電電容器補償，總降壓站現(xiàn)有兩套電容補償裝置，容量分別為4200kVar和5400kVar，從目前運行情況看一套5400kVar即可滿足一期生產(chǎn)線的補償容量，因此，總降二期改造時將利用原4200kVar這套電容補償裝置，不再新增。在二期各電氣室和變電所的低壓母排上設(shè)低壓電容集中補償裝置，根據(jù)設(shè)定

6、的功率因數(shù)自動投切，采用可控硅自動投切。通過以上補償，滿足110kV側(cè)功率因數(shù)不小于0.95的要求。5、短路電流計算5.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 系統(tǒng)極大運行方式下上級110kV母線阻抗值(暫缺) 基準(zhǔn)容量：100MVA5.2最大運行方式下的短路電流 短路點項目110kV母線10kV母線短路點平均電壓Up(kV)11510.5基準(zhǔn)電流Ij(kA)0.5025.499超瞬變短路電流有效值I(kA)暫缺20.82短路沖擊電流值ich(kA)暫缺53.26、主設(shè)備選型6.1主變壓器（二期）名稱：三相油浸自冷式有載調(diào)壓雙繞組電力變壓器型號：SZ13-25000/110額定容量：25000kVA額定電壓：一次側(cè)：11

7、081.25%kV二次側(cè)：10.5kV相數(shù)：三相頻率：50Hz阻抗電壓百分比：10.5%冷卻方式：油浸自冷連接組別：Yn,d-11有載調(diào)壓特性：十七檔81.25%6.2 110kV配電設(shè)備（二期）名稱：SF6組合電器(GIS)額定電壓：110kV標(biāo)稱電壓：126kV 額定頻率：50Hz 額定電流：2000A額定短路開斷電流：40kA額定峰值耐受電流：100kA控制電源電壓：DC220V電機額定電壓：DC220V6.3 110kV斷路器名稱：SF6斷路器操作機構(gòu)：彈簧機構(gòu)額定電壓：110kV標(biāo)稱電壓：126kV 額定頻率：50Hz 額定電流：2000A 額定短路開斷電流：40kA額定峰值耐受電流

8、：100kA控制電源電壓：DC220V電機額定電壓：DC220V6.4 110kV隔離開關(guān)名稱：隔離開關(guān)操作機構(gòu)：電動操作機構(gòu)額定電壓：110kV標(biāo)稱電壓：126kV 額定頻率：50Hz 額定電流：2000A 額定短路開斷電流：40kA額定峰值耐受電流：100kA控制電源電壓：DC220V電機額定電壓：DC220V6.5 110kV接地開關(guān)名稱：接地開關(guān)操作機構(gòu)：電動操作機構(gòu)額定電壓：110kV標(biāo)稱電壓：126kV 額定頻率：50Hz 額定電流：2000A 額定短路開斷電流：40kA額定峰值耐受電流：100kA控制電源電壓：DC220V電機額定電壓：DC220V6.6 110kV電流互感器名稱

9、：電流互感器額定電壓：110kV標(biāo)稱電壓：126kV 額定頻率：50Hz 額定短路熱穩(wěn)定電流: 40kA額定短路動穩(wěn)定電流: 100kA一次電流：見系統(tǒng)圖二次電流：5A準(zhǔn)確級次：計量繞組：0.2S測量繞組：0.5保護繞組：3*10P20 互感器容量：30/30/30/30/30VA6.7 110kV電壓互感器 名稱：電壓互感器標(biāo)稱電壓：126kV 額定頻率：50Hz 額定短路熱穩(wěn)定電流: 40kA額定短路動穩(wěn)定電流: 100kA一次繞組額定電壓：110kV二次繞組額定電壓：2*剩余繞組額定電壓：100V準(zhǔn)確級次：計量繞組：0.2測量繞組：0.5剩余繞組：3P互感器容量：75/120/300VA

10、6.8 10.5kV開關(guān)柜名稱：中壓開關(guān)柜型號：KYN28A-12額定電壓：10.5kV額定頻率：50Hz 額定電流：見系統(tǒng)圖 額定短路開斷電流：31.5kA額定峰值耐受電流：80kA控制電源電壓：DC220V6.9 所用電柜本站二期設(shè)50kVA所用變壓器一臺,裝設(shè)在二期所用變室內(nèi)。二期所用變低壓側(cè)連接至一期交流屏，作為站用交流備用電源。所用變壓器的參數(shù)如下：型號：SC11-50/10額定容量：50kVA形式：干式額定電壓：一次側(cè)：10kV二次側(cè)：0.4kV相數(shù)：三相頻率：50Hz連接組別：D,yn-116.10高壓電容補償裝置2#電容補償額定容量：4200kVar（利用一期現(xiàn)有設(shè)備）額定電壓

11、：10kV額定頻率：50Hz每套高壓電容補償裝置包括以下設(shè)備：電容器、電抗器、噴逐式熔斷器、避雷器、放電線圈等。6.11 10kV斷路器名稱：真空斷路器操作機構(gòu)：彈簧機構(gòu)額定電壓：10.5kV額定頻率：50Hz 額定電流：見系統(tǒng)圖 額定短路開斷電流：31.5kA額定峰值耐受電流：80kA控制電源電壓：DC220V7、“五防”配置7.1 110KV配電裝置的聯(lián)鎖斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等所有開關(guān)設(shè)置電氣聯(lián)鎖，以保證系統(tǒng)安全與人身安全。隔離開關(guān)與接地開關(guān)之間采用機械閉鎖裝置，隔離開關(guān)閉合時，不能合接地開關(guān)，接地開關(guān)閉合時，隔離開關(guān)不能合。進線間隔設(shè)有單相帶電指示器，與進線處快速接地刀聯(lián)鎖。7.2

12、 10kV高壓開關(guān)柜的“五防”閉鎖 小車進退機構(gòu)與斷路器之間閉鎖當(dāng)斷路器處于合閘狀態(tài)時，通過機械聯(lián)鎖使小車處于鎖定狀態(tài)，防止帶負(fù)荷推拉小車。小車未推到位或處于拉出位置時，通過機械和電氣聯(lián)鎖保證斷路器不能合閘。 小車與接地開關(guān)之間閉鎖只有當(dāng)小車移出柜外時，才能合上接地開關(guān)；接地開關(guān)合上時，小車不能推進柜內(nèi)。 二次插頭和小車鎖定機構(gòu)之間的聯(lián)鎖二次插頭未插好，小車不能進入鎖定狀態(tài)。只有當(dāng)小車處于拉出位置時，才能拔下二次插頭。 柜后門與接地開關(guān)及斷路器間聯(lián)鎖后門完全關(guān)閉后，斷路器才能合閘；只有接地開關(guān)合上后，后門才能打開。7.3其它電氣閉鎖系統(tǒng)在成套電容補償裝置前、后門裝設(shè)電磁鎖，進線處裝有帶電顯示裝

13、置，可以控制電磁鎖。當(dāng)進線處有電壓時，電磁鎖鎖住電容補償裝置前后門；當(dāng)電容補償裝置前、后門沒有完全關(guān)閉時，不能合配電開關(guān)柜的斷路器。8、電氣總平面布置本變電站一期土建工程已經(jīng)完成，預(yù)留了二期設(shè)備位置。整個建筑物長28米，寬17.6米，占地面積493平方米（包括室外變壓器的占地面積），建筑面積748.5平方米。110kV配電裝置布置在二層平面，寬9.6米，長15.5米，層高7.5米。變壓器為在一層平面戶外布置。由于兩臺變壓器之間距離太小，中間加防火隔墻。控制室布置在二層平面。二期主變保護屏、主變測控屏及線路保護屏都安裝在本控制室中。10kV開關(guān)室布置在一層平面，寬9.6米，長19.5米，層高5.

14、0米。兩期開關(guān)柜均為雙列面對面布置，中間采用封閉式母線橋連接。電容器室布置在一層平面，獨立房間。電容器柜單列布置。電氣設(shè)備間之間門采用防火門。 9、過電壓保護及接地9.1 過電壓保護為防止雷電波侵入本站，在110kV進線處、變壓器中性點設(shè)置氧化鋅避雷器。在10kV母線處裝設(shè)大容量過電壓保護裝置，安裝在10kV開關(guān)柜內(nèi)。為防止在操作真空斷路器時產(chǎn)生的操作過電壓，在各出線回路裝設(shè)過電壓保護裝置，安裝在10kV開關(guān)柜的電纜室。9.2 防雷一期已經(jīng)全部完成。9.3 接地一期已經(jīng)完成一期設(shè)備可靠接地，二期新增設(shè)備連接至一期預(yù)留接地接口。 10、二次接線及繼電保護10.1直流系統(tǒng) 直流電源一期已經(jīng)考慮了二

15、期容量和回路預(yù)留，為此總降控制室內(nèi)二期的直流電源直接引自直流屏備用回路。10.2繼電保護 繼電保護采用數(shù)字式微機保護裝置,具有遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、遙脈功能。保護配置如下：(1)110kV線路差動保護 110kV進線裝設(shè)線路縱差保護，與上級縱差屏配對設(shè)置。(2) 主變壓器保護 比例制動差動保護，動作于跳開主變兩側(cè)斷路器。 110kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護，動作于跳開主變兩側(cè)斷路器。 10kV側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護，動作于跳開主變10kV側(cè)斷路器和10kV母聯(lián)斷路器。 非電量保護（本體重瓦斯、壓力釋放、有載調(diào)壓開關(guān)重瓦斯），動作于跳開主變兩側(cè)斷路器。本體輕瓦斯、本體油溫高、本體油位低、有載

16、輕瓦斯、有載油位低動作于信號。(3) 10kV配電變壓器保護 電流速斷、過電流，動作于跳閘。 零序保護，動作于跳閘。 重瓦斯保護，動作于跳閘。 輕瓦斯、溫度，動作于報警。(4) 高壓電動機保護 2000kW及以上的電機，設(shè)比例制動的差動保護，動作于跳閘。 電流速斷保護、過電流保護，動作于跳閘。 過熱保護，動作于跳閘。 零序保護，動作于報警。 低電壓保護、負(fù)序電流保護，動作于跳閘。(5) 電容器保護 電流速斷保護、過電流保護，動作于跳閘。 過電壓保護，動作于跳閘。 低電壓保護，動作于跳閘。 不平衡電壓保護，動作于跳閘。 零序保護，動作于報警。(6) 10kV線路保護 電流速斷保護、過電流保護，動

17、作于跳閘。 過負(fù)荷保護，動作于跳閘。 零序保護，動作于報警。10.3電氣測量配電變壓器回路：裝設(shè)綜合電能表，測量電流、有功電度。電機回路：裝設(shè)綜合電能表，測量電流、有功電度。10kV進線回路：裝設(shè)綜合電能表，測量電流、電壓、有功電度、無功電度、有功功率、無功功率、功率因數(shù)。電容器回路：裝設(shè)綜合電能表，測量電流、無功電度。母聯(lián)柜：裝設(shè)電流表。10.4計量110kV進線裝設(shè)計量裝置，計量屏與一期合用同一個屏，在原一期計量屏里增加計量電表（原一期已預(yù)留了安裝計量表的位置）。計量用電流互感器的精度等級為0.2S級，電壓互感器的精度等級為0.2級。計量屏的端子應(yīng)加封簽，計量屏內(nèi)計量表計的設(shè)置與供電部門協(xié)

18、商決定，選擇符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求的產(chǎn)品。10.5監(jiān)控系統(tǒng)(1) 控制功能 110kV斷路器的控制操作控制操作具有四層操作可供選擇，第一層控制設(shè)置在站內(nèi)監(jiān)控計算機工作站上，可通過鍵盤或鼠標(biāo)進行控制操作，作為在站內(nèi)操作控制的主要操作方式。第二層控制設(shè)置在主變保護柜上，完全獨立于通訊網(wǎng)絡(luò)，通過選擇開關(guān)和控制開關(guān)直接面向?qū)ο蟮牟僮鞣绞?，采用傳統(tǒng)的二次接線對斷路器實施控制，主要作為當(dāng)通訊網(wǎng)絡(luò)完全失效，而不能通過遠(yuǎn)動通道在調(diào)度中心和站內(nèi)監(jiān)控計算機工作站上對斷路器控制操作的一種后備方式。第三層控制設(shè)置在遠(yuǎn)方調(diào)度控制中心，遠(yuǎn)方調(diào)度中心運行值班人員可通過遠(yuǎn)動通道對變電站斷路器控制操作。第四層控制在l1OKV斷路

19、器就地操作機構(gòu)箱上，通過選擇開關(guān)和控制按鈕進行操作控制，主要作為開關(guān)檢修、調(diào)試時用，也是控制操作的最后后備方式。 10kV斷路器的控制操作第一層控制設(shè)置在站內(nèi)監(jiān)控計算機工作站上，可通過鍵盤或鼠標(biāo)進行控制操作，作為在站內(nèi)操作控制的主要操作方式。第二層控制設(shè)置在保護屏或開關(guān)柜上，完全獨立于通訊網(wǎng)絡(luò)，通過選擇開關(guān)和控制按鈕進行操作控制，主要作為開關(guān)檢修、調(diào)試時用，也是控制操作的后備方式。(2) 監(jiān)測功能 實時數(shù)據(jù)采集實時數(shù)據(jù)的采集分為二部分：一部分為來自現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，另一部分為微機采集裝置和自動裝置傳送的有關(guān)數(shù)字信息，包括交流模擬量、電度量及開關(guān)量。模擬量信號為來自現(xiàn)場PT、CT二次側(cè)和站用變的交流模

20、擬量，主變溫度量。開關(guān)量輸入回路的信號電源采用DC 220V引入采集裝置。部分信號通過通訊方式傳送到監(jiān)控計算機中。 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對所采集的實時數(shù)據(jù)進行處理及監(jiān)測，根據(jù)電壓量、電流量計算有功、無功功率、功率因數(shù)等。(3) 事件記錄及故障處理 事件記錄事件記錄包括：各保護裝置動作記錄，斷路器跳、合閘信號等。所有記錄的事件，系統(tǒng)應(yīng)將事件發(fā)生的時刻、性質(zhì)、名稱記錄在實時數(shù)據(jù)庫，并可遠(yuǎn)傳至調(diào)度端。 異常報警系統(tǒng)對采集到的各實時數(shù)據(jù)進行檢測，所檢測數(shù)據(jù)與定義的正常參數(shù)狀態(tài)不符合時予以報警。報警信號分為事故和預(yù)告兩種，事故和預(yù)告用兩種音響報警。(4) 遠(yuǎn)動接口 具備遠(yuǎn)動功能，提供232(485)接口能以多種規(guī)約向上一級遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)。 遙測功能包括調(diào)度中心所需要的交流電流、交流電壓、有功功率、無功功率、主變溫度、有功、無功電度量等。 遙信功能包括調(diào)度中心所需的