周正一 广西电力工业勘察设计研究院 南宁 530023
1 概述
桂林电厂以大代小技改工程一期安装两台2×135MW汽轮发电机组,规划最终容量为4×135MW。一期用两回220kV线路与系统连接。工程实行限额设计。
2 厂用电接线方式
厂用电系统为高压采用6kV、低压采用380/220V动力和照明共用的中性点直接接地的三相四线制系统,高压厂用工作电源从发电机出口引接,高压厂用起动/备用变从本厂220kV母线引接。
2.1 6kV厂用电接线
6kV高压厂用母线采用单母线接线。每台机组设立2段独立的6kV厂用工作母线段,将本机炉的两套辅机电动机分别接在两段6kV厂用母线上,1#、2#高压工作变压器容量分别为20000kVA和16000kVA。全厂性公用负荷分别接在1#、2#机6kV母线上,不另设公用段。 全厂设置一台高压启动/备用变压器,主要作为事故备用电源并兼作机炉检修、起动或停电电源。电源引自220kV母线,容量20000kVA,为有载调压变压器。
2.2 0.38kV厂用电接线
0.38kV低压厂用母线采用单母线接线。每台机炉由两段工作母线供电,并将两套辅机电动机分别接在两段母线上,两段母线接一台容量为1000kVA的低压工作厂变,该变压器接于对应的本机6kV厂用工作母线上。从01#备用变压器引来的电源分接两段母线上,事故时自动投入。 由于本工程公用负荷多、容量大、故采用集中供电,设立一公用母线段,并用刀闸将母线分为两个半段,公用变容量为800kVA,其备用电源从01#备用变引接。 水处理变压器、1#循环水变压器和2#循环水变压器设立相应的母线段,并用刀闸将母线分成两个半段,备用电源均从2#备用变引接,事故时自动投入。所设置的01#、02#两台备用变容量分别为1000kVA和800kVA,均从6kV备用段引接。 输煤变压器、除灰变压器、电除尘变压器各设2台,采用两台变压器互为备用方式,每台变压器设一段母线,二段母线之间空气开关连接,正常运行时断开,事故时手动合上。
3 0.38kV厂用低压备用电源引接方式
根据本工程的具体情况,对需要取得备用电源的低压厂用变压器,当几台变压器布置相对集中时,设置一台共用的备用变压器,经济上较为合理,所以本工程设置了二台低压备用变。01#备用变压器供给1#厂变、2#厂变、公用变及预留二期的3#、4#厂用工作变;02#备用变给水处理变、1#循环水变和2#循环水变。当变压器相对独立时采用两台变压器互为备用方案,如输煤变压器。 设立02#备用变压器的方案技术经济比较结果见表1。
表1 两方案技术经济比较
比较项目
方案一 设02#备用变压器)
方案二 (全厂仅设01#备用变压器)
设
备
投
资
费
用
低压变压器 S9-800/10
1台
9万元
高压开关柜 KYN300-10
1面
5万元
6kV电力电缆 YJY22-3X120
200m
3.83万元
1kV电力电缆 VV22-3×240+1×120
4.2km
122.64万元
控制电缆 KVV22-14×1.5
200m
0.363万元
配电室土建费用
10万元
合 计
28.193万元
122.64万元
差 价
+94.447万元
技术条件
满足技术要求
满足技术要求
从表1可知,增设02#备用变压器不但满足技术要求,而且可节省投资94万余元,因而本工程采用设02#备用变压器的方案。
4 厂用负荷的接入和统计
厂用负荷的接入方式和统计方法大大影响变压器容量的选择,也影响厂用电系统运行的可靠性。本工程1#、2#机不是同时投运,有些6kV负荷是属于1#、2#机的公用负荷,有些是属于1#~4#的公用负荷。这些负荷的双电源应该分接1#机和2#机,或者1#机和3#机比较合理,但是在其他机组未投运前,这些6kV负荷无法保证可靠的双电源供电。为了解决这个问题,就将未来接至2#或3#机的负荷临时接到6kV备用段,并将电缆预留足够长度。为了减小2#厂高变的容量,也将一些将来可接3#、4#机的负荷暂改接到6kV备用段。经过这些调整后1#高压工作变压器容量为20000kVA、2#高压工作变压器容量为16000kVA。 输煤系统的负荷额定容量很大,如果按厂用电规程上的办法计算,两台互为备用的变压器容量要大大超过1250kVA。经过仔细分析输煤系统的几十种运行方式和输煤系统的特点,确认在单台1250kVA变压器运行时,也能保证输煤系统一定的上煤和卸煤同时运行方式,不影响电厂的正常发电。 本工程的消防系统设备的容量也很大,全部接在水处理变压器上,如果按厂用电规程上的办法计算,630kVA的变压器远远不够。消防负荷是一类负荷,必须严格保证。但是分析其负荷构成发现它是由3种负荷组成的:一是常规消防水泵;二是主变压器喷淋系统;三是泡沫灭火系统。经与其它专业的工程师协商后认为,三种火灾同时发生的概率很小,如真的同时出现这种概率时,其它发电设备也不可能还正常运行,那么此时变压器的容量还是能够满足的。
5 设备选型
5.1 6kV开关设备
厂用6kV选用中置式手车高压柜。对于容量小于1250kW的电动机和容量低于1600kVA的变压器均采用F-C回路(高压熔断器+高压真空接触器)。电源回路及大容量电动机回路采用真空断路器。 一回F-C回路与一面少油开关柜的价格相当,但F-C回路开断能力大,F-C回路中的真空接触器允许断合次数很高,特别适合频繁操作。另外同样回路的F-C回路开关柜要比断路器回路的开关柜体积要小一半,可大大节省占地面积。
5.2 0.38kV低压开关设备
0.38kV低压开关设备分别选用固定分隔式开关柜和抽出式开关柜。固定分隔式开关柜具有可靠性高,价格低,开关柜内回路数多,分断能力大的优点,把它用在柜内刀开关加熔断器回路较多的主厂房和公用配电装置上,可以节省投资、提高可靠性。抽出式开关柜用于其他主厂房外的低压配电装置,这些配电装置的许多馈电回路都要装设接触器、热继电器等元件,抽出式开关柜可较好的满足这些回路的运行和检修。 所有的低压空气开关均选用长征电器九厂MA40智能型空气开关,它有多种智能保护功能,可做到选择性保护,且动作精确,而不需要加装继电器,整定及运行维护非常方便。 两类开关柜内的刀开关熔断器回路均选用法国溯高美电气公司的FUSERBLOC熔断器开关,该开关结构紧凑,性能可靠,操作方便。 两类开关柜选型时均选用动稳定为50kA的产品,这样低压变压器阻抗电压可以选得较小,如1250kVA的变压器阻抗电压为6%,损耗减少了许多。
5.3 低压变压器选型
主厂房内的变压器以及电除尘变压器选用干式变压器,以节省占地,实现厂内无油化。主厂房以外的低压变压器均选用低损耗的油浸式变压器,以节省投资。
6 结论
在限额设计过程中,为了解决好设备选型的先进性、系统的可靠性与经济性的矛盾,就要仔细分析负荷的工作特点,比较不同的接线方式,确定关键部位,以选用较高等级的设备。这样就可以用有限的资金,设计出较好的厂用电系统。
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