脱硫脱硝 某电厂超临界机组烟气脱硫工程培训教程之电气系统

1. 总的介绍
6 J; T8 d' Q9 B, n3 i. y

1.1 电气接线原则
! d. B/ @' f  x1 B! h! O
+ l( p* D( x2 Z8 Z& G2 l1.1.1 本工程脱硫岛设置三段6kV母线段，即6kV脱硫 Ⅰ 段、6kV脱硫 Ⅱ 段和6kV脱硫 Ⅲ 段（每台炉设一段）, 全厂6kV电气系统采用中性点低电阻接地方式。每段6kV脱硫母线分别由主厂房2台厂高变低压侧引接两路电源，并采用互为备用方式。6kV单元负荷分别接于6kV脱硫Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。设置四台容量为2000kVA的低压干式电力变压器，即#1低压脱硫变、低压脱硫备用变、#2低压脱硫变和#3低压脱硫变。四台低压干式变压器分接于6kV脱硫Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段上，并分别独立地向四段380/220V母线段供电。

1.1.2 380/220V系统为中性点直接接地系统，采用PC（动力中心）、MCC(电动机控制中心)两级供电方式。低压配电动力中心采用单母线分段接线，设置四段380/220V脱硫母线段,即380/220V脱硫备用段、380/220V脱硫 Ⅰ 段、380/220V脱硫 Ⅱ 段和380/220V脱硫 Ⅲ 段。正常运行时，380/220V脱硫Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ段分别独立运行。当某一段进线电源故障时，跳开该段母线的进线开关，闭合该段母线的备用电源进线开关。三段380/220V脱硫母线段的备用电源均由380/220V脱硫备用段引接。脱硫单元负荷分别接于脱硫Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段上，公用负荷分别接于380/220V脱硫Ⅰ、Ⅱ段和由其供电的就近的MCC上。本工程设置两段就地MCC，即石灰石浆液制备MCC和石膏脱水车间MCC。MCC均采用双回供电，两路电源互相闭锁。
8 B* ~2 c5 T4 {. L+ e. o# Q/ c  n
, t7 ]: t4 |8 q+ ^1.1.3 事故保安电源系统为3台炉脱硫岛公用，确保在整个脱硫岛失电后的安全停机和设备安全。该系统设置一台容量为1250kW的快速启动柴油发电机组；设置专门的380/220V事故脱硫保安A段和B段向整个脱硫岛保安负荷供电。正常运行时380/220V事故脱硫保安A段由380/220V脱硫PCⅠ段供电，380/220V事故脱硫保安B段由380/220V脱硫PCⅡ段供电。当#2机组未投入运行时，380/220V事故脱硫保安B段暂由380/220V脱硫备用段供电。全厂失电后快速起动应急柴油发电机组继续供电。
- [! t+ m" m) ^$ P7 c4 f
1.1.4 75KW及以上的电动机回路采用空气断路器，75KW以下的电动机回路、MCC上的馈线回路采用塑壳断路器。低压电器的组合能保证在发生短路故障时，各级保护电器有选择性的正确动作。

' G1 E( `# |0 U! ~. Z, n5 M* ^1.2 直流系统
4 {! I2 E& d$ g) n
1.2.1 本工程直流系统为3台机炉脱硫岛公用，向脱硫岛内电气控制、信号、继电保护、经常照明、6kV及380V断路器合闸等负荷供电。直流系统采用单母线接线，控制、动力混合供电，电压等级采用220V，其浮充电压为2.23V，均充电压为2.32V，终止电压1.80V。直流系统包括1组200A·h铅酸阀控免维护屏装蓄电池组，2套高频开关充电器、1套微机绝缘监测装置和直流馈线屏等设备。直流电源将能保证在全厂停电后继续维持其所有负荷在额定电压下继续运行不小于60分钟。
+ N/ @1 {' k; r
1.3 UPS系统

1.3.1 本工程UPS装置为3台机炉脱硫岛公用，向脱硫岛DCS、变送器、火灾探测及报警装置及其它一些重要负荷供电。根据热工专业提供的资料，UPS的容量选择为40kVA。UPS装置将在全厂停电后继续维持其所有负荷在额定电压下继续运行不小于30分钟。UPS系统包括主机柜、旁路柜、馈线柜和蓄电池柜等设备。UPS装置自带1组300A·h铅酸阀控免维护屏装蓄电池组。UPS正常运行时负荷率不大于60%。

2. 设备及技术数据

& z7 U1 S# L9 C, S  O$ J7 D, w2.1 6kV高压开关柜
- \4 i* v8 D# P) Q) W! b
7 u2 B% b. ?; D, T2.1.1 柜体设备
% j& D5 u% w, ^3 b  y8 N8 R- [. k
. G9 |/ B  ?$ @4 W型式                         手车式金属铠装中置柜
, ?, D; f! o7 U: K0 P
! E: N2 R# I: R6 ]0 c0 w4 Z    额定电压：                    6.3kV

    长期工作电压：                6.3kV

  D. }7 P' M/ `    最高工作电压：                7.2kV

- w1 @$ o3 b4 F* ^0 S    额定频率：                    50Hz

    额定热稳定电流和时间：        50kA（有效值）1S

) H9 o3 O! o% F  G- g- ]5 P4 N, }    额定动稳定电流：              125kA（峰值）
" u0 i) c0 i8 h- {% e
    绝缘水平：

    雷电冲击耐受电压（全波）不小于75kV（峰值）

    1分钟工频耐受电压不小于42kV（有效值）

& F9 n3 W: f5 s' j. l% z8 V母线额定电流：                1600A

防护等级：                    IP3X

/ o9 W+ [3 ]/ n: e: g2.1.2 真空断路器
9 U( C# s) K  \+ `6 |6 I6 v- X
型    号：                VD4(厦门ABB进口)或VK（东芝白云进口）

6 h8 _  X$ I+ U6 A% Q1 k4 K    额定电压：                    12kV
) O; C, {- G& r( D
, W) i; y2 w6 f* J4 ?1 v    额定频率：                    50Hz

: K" i  N8 G# x' D; W    额定电流：                    1600A/630A
3 {/ [/ x) p  l
    额定开断电流：                50kA（有效值）

    额定开断电流的直流分量开断能力：≮40％

    额定热稳定电流和时间：        50kA（有效值）1S

    额定动稳定电流：              125kA（峰值）

    额定关合电流：                125kA（峰值）
# o4 Z* t- O) K1 k& ^; g+ o6 J' s
; P5 \4 i8 l* ~- g# p' ~  c. l! }    额定操作循环：                分－0.3S－合分－180S－合分
7 M! f% c- D' i
' L; z. I7 H( Y% u6 x4 R2 {    固有分闸时间：                ≤50ms

    合闸时间：                    ≤100ms

    机械寿命：                    不少于20000次

    电寿命（开断额定电流）：      不少于20000次

$ q  S8 [( b8 l( u/ n    电寿命（开断额定短路电流）：  50次
! J. o6 c6 w  ?/ j4 o6 z: Y
8 z/ h: A; ^9 t/ V/ J( A    操作机构型式 ：               弹簧操作机构

    储能电动机电压：              220V（直流）
& G- n' q: `0 d( O
9 @& g7 L! a$ b% E6 D% f! J1 y" X    操作电源电压：                220V（直流）
; U1 }, w& N4 ?# ]# E0 f2 ~
1 s# n2 s: I) j  c# d    绝缘水平：
; a4 F, x3 C1 f' o
    雷电击耐受电压（全波）不小于85kV（峰值）
$ t* p4 K- h7 e- J
+ O" a6 S! ?0 [1分钟工频耐受电压不小于48kV（有效值）

2.1.3 真空熔断器

( @+ a; S0 h( [1 k' ~8 j! Q4 {9 z额定电压：                    7.2kV

额定频率：                    50HZ

- A+ h7 \9 b8 `1 a6 \& c4 u; x预期开断电流：                50kA
5 N. L. h) G+ B; g$ ]- D' y
2.1.4 真空接触器
3 g* w2 G' i8 F$ z+ k
额定电压：                    6.3kV

最高工作电压：                7.2kV

额定电流：                       400A

7 M( W" G  h1 s; v4 L额定闭合电流：                   4000A
, M6 f( K1 t+ p2 H8 ?, V
$ W5 A  g6 l8 t7 n额定频率：                       50Hz
6 N1 i- `7 R2 q1 E6 z' w
额定开断电流（有效值）：         3.2kA（25次）
& ~, N) G( V* ~* H, q# E
" ~; }) J+ _8 R极限开断电流（有效值）：         4.5kA（3次）

" z, h1 G( C1 G4 ]# ~; k. Z瞬时允许通过电流：               50kA
; m  p& L! r6 f- \2 i2 |4 U3 j1 M$ `
: i" t8 D& R2 W3 x额定短时耐受电流：               4kA（4s）
9 w9 V* U8 r" X. _& z
3 n3 t% `$ n& K6 A* ?3 f机械寿命：                       30000次

电气寿命（开断额定电流）：       10000次

电气寿命（开断额定短路电流）：   25次

电气寿命（极限开断电流）：       3次
( c6 o9 O" L$ q; n
' b7 g5 U) s+ \: ^5 p电气寿命（额定关合电流）：       100次
  _1 n# l; [( z: N' E5 F$ H! D
操作机构：                       机械锁扣式操作机构

固有分闸时间：                   50ms
" g  K5 S0 X4 B
固有合闸时间：                   150ms
+ s$ D. x6 t( x/ }. w
操作电源电压：                   DC 220V

3 f) m  U9 b0 {, V  B绝缘水平：
9 A2 }( i2 Q- E
1 u" U1 V, K, J; C" O* E3 {雷电击耐受电压（全波）不小于75kV（峰值）
' @; n* [: C8 }$ y7 G
2.1.5 1分钟工频耐受电压不小于42kV（有效值）
& W0 e+ J) g* z6 v5 \* Q
: B* N& l+ i' C2.1.6 电流互感器
& p! F6 X, w  i: K! g
型式：                            浇注绝缘
- P1 u- o+ W; J# i) c
& K/ b. t  J+ ~) O% [额定电压：                        10kV
( w# [& x" c) Z, E' j9 g  {
' [3 [' E: ~. }5 g1s热稳定电流：                   ≥25kA
/ X# C% u7 r! w% g) N! W1 Y+ Q
动稳定电流：                      ≥80kA

8 k: o/ u+ J  x准确级：                          测量0.5   保护10P20
' C: g, L- o& p$ Q: ^- q$ C% a% M
; G7 j# j! G- n& p" _2.1.7 电压互感器
5 M5 J# p* [( q4 h
8 ~. T- z, n; F+ @- A, g0 ^型式：单相浇注绝缘

$ |2 W1 L3 Y- h. J! r% i+ ]) M准确级：0.5（测量）   3（保护）
, {* \/ w- F2 W# G' w4 u3 O/ U- ?
6 C3 Q) X, c, f/ J: }绝缘水平：
4 O/ ?+ |) e; P% Z; W& y( M- M
1 k$ q# M9 ~5 \: ^雷电击耐受电压（全波）不小于75kV（峰值）

1分钟工频耐受电压不小于42kV（有效值）

! O/ H6 f* c% }PT带有消谐装置

- r' p" @  W' g" ]- }3 a, Z3 Q2.2 低压脱硫变压器

# K, ?! C+ Q: u( L# d& }7 O% r; U4 o额定容量                2000kVA(自然通风时)

型式                    箔式环氧树脂浇注结构三相干式变压器

* f8 A- h" i2 B, ~( q变比                    6.3/0.4kV
. z/ v- {  Y3 ~  h& e; q3 c& I% ?
1 |$ V5 {; x: g( X, o分接头                  2X2.5%(高压侧，无激磁调压)

2 \$ T4 O& [( G. [1 r( t# G绕组连接                D，yn11

- f4 b6 W$ |: i& I3 g中性点接地方式          直接接地

冷却方式               强迫风冷，强迫风冷时的容量不小于额定容量的150%，并能长期运行。

短路阻抗                8%
# b! M9 b/ A' [: ~: `: [
绝缘水平                标准雷电冲击耐受电压 75kV（峰值）
7 U5 p; M) v( M% s2 O' _
工频耐受电压(1min) 35kV（有效值）

温升限值                125K

局部放电量               5PC
: `( m/ ^( E( {, O& V
绝缘等级                H级
  t  p. L% v/ E& U( ?% y. }" k
噪声水平                 60dB（在离外壳1m，高度1.5m处测量）

2.2.1 防护等级：              IP20
% i/ m% E9 e  ]. ~% |9 y
5 W: j, j  d- D7 Y% w9 r8 S4 W2.3 低压开关柜
5 _- ?: R2 |  y1 |4 B; Z' d
2.3.1 柜体设备
6 b( w( Q7 ?' J8 o! K$ ~+ t  J) I
型号：                   MNS抽屉式或金属分隔式

额定绝缘电压：           660V

        额定电压：               380V

        长期运行电压：           400V
" I5 X) b7 u! @( Z3 D1 L4 n
; O. t  V, K, B$ K- ?+ ?        额定频率：               50Hz

! Q, k, P1 F4 i# M; w        主电路绝缘水平：         工频1分钟耐压2500V

        辅助电路工作电压：
0 u0 G7 X/ D3 E" h
8 h) v7 F. k8 _$ g" c        交流                     220V
$ D4 z& I: o. k& w% M
        直流                     220V

主母线额定电流：          1250A/3150A/4000A
  ~0 {4 Q& e. Y7 f) x2 P. D
) D* {2 a; y: s+ ?主母线短时耐受电流：      40kA
& z) j# d; U, r4 Z
主母线短时峰值电流：      100kA

  t; n/ p, l  o2 Y! R防护等级：                IP23

+ Q9 I  Q6 D$ Z3 H/ x. {2.3.2 Emax框架断路器
. c3 U4 w0 E. Q! S: A  t5 y
. {6 w1 i+ m% }0 p' J9 ]型式：E3N-4000

0 b- `$ M/ w6 e! x/ I            额定工作电压：690V

6 U& F) x8 y  @0 [! Y  L            额定绝缘电压：1000V
$ i1 @; v  x# `4 f4 Y5 }4 ~
6 }" z7 K8 ^. D            额定短时分断能力(Ics)：65kA/50kA
; r# w( I/ A9 k2 k7 n
            额定短时耐受电流(Icw)：65kA/50kA(1s)

, p( L4 \, d9 G% z- K+ z            机械寿命：20000次

5 }1 w+ x9 Q7 L            电气寿命：8000次

0 c# x6 o! S: l            安装方式：抽出式
2 ^7 U" ?9 U3 M
) Z6 M' K* {3 u1 Y: ]2.3.3 脱扣器：智能式

+ S0 v; E1 ]2 v& ]( e) w5 p7 _* ]2.3.4 S型塑壳断路器
$ x+ ^6 T* P" ?8 C' N6 p" {2 V
额定工作电压：690V
$ I; N- w) ~8 ]' o  Q0 q, Z/ J
            额定绝缘电压：690V

/ g- l* N, ]0 Y/ h            额定短时分断能力(Ics)：50kA

            机械寿命：20000次
* A* g% o5 C& u3 m1 p
            安装方式：抽屉式/插入式

6 A5 T5 K9 @& J  ]脱扣器：热磁式/智能式（智能式不超过5个）
: x' U# E* t6 }. C
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/ r' c( g' S& s/ B天堂苏杭  独赏二月雪   发表于 2020-6-15 10:59 | 只看该作者▶ 语音朗读
: W3 D/ \) c) Y2.4 柴油发电机

7 [; r- Z3 v. D型式：待定（进口）

            额定容量：1250kW

5 t& Z: `! B% T# \额定工作电压：380V

% {4 c2 K  R: s) Q7 C额定频率：50Hz

6 v) C! f5 K  ~8 b$ m- ]3. 就地及远方控制设备

4. 自动控制和联锁说明
0 x8 s, g+ i0 k* n2 j
* F5 C$ Z- Q) N4.1 控制方式

6 X2 y" \# C3 c1 K; Q% Q2 O脱硫岛电气系统纳入脱硫岛DCS控制，不设常规控制屏。纳入脱硫岛监控的电气设备包括：6kV开关380V PC进线及分段开关、馈线开关、脱硫变压器、保安电源系统（包括柴油机）、直流系统、UPS装置。电气设备的控制与脱硫岛DCS采用硬接线接口。所有6kV开关柜、380V PC柜、保安段的控制电压采用220V DC，其余控制电压采用220V AC。

4.2 信号与测量
5 P& Z4 d+ H! A" l
# u2 o) t7 ?$ L2 m) a. G8 U脱硫岛控制室不设常规音响及光字牌，所有开关状态信号、电气事故信号及预告信号均送入脱硫岛DCS。脱硫岛控制室不设常规测量表计，采用4～20mA变送器（变送器装于相关开关柜）输出送入脱硫DCS。测量点按《电测量及电能计量装置设计技术规程》配置。脱硫岛包括以下电气信号及测量量：
& `/ h7 O6 n4 `7 P! p
& @7 v) T( O9 s. Z6 G6kV进线电源柜3相电流、有功功率；
# R6 p' N/ b1 @# o
6kV脱硫段母线3线电压；

380V脱硫变3相电流、有功功率；

380V脱硫母线进线及分段断路器柜3相电流
; g7 h$ ]* M; j+ U* ^0 n4 L$ L5 P
380V脱硫PC段母线3线电压；

/ L/ F& W' N* }# B6 Y380V保安段电源进线及分段断路器3相电流、有功功率；
) C0 |( K" d  r: n3 J  U4 [5 c
% S( q6 X+ f$ N! B3 t, q, g220V直流母线电压；

& @9 d1 a7 e6 L- ~. H- X" C蓄电池出口电流；
0 P- y5 I/ \: B3 T( L; R. q
UPS输出母线电压；

6kV高压电动机及45kW以上低压电动机单相电流。

1 H" v! |  q9 `  P/ e- g7 d4 G6KV开关合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失；
8 A0 L5 t/ c0 q9 y$ K& V
380V低压PC所有开关合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失；

$ l- r. Z9 p% M' C1 z干式变压器温度；

( ~) f# _8 P, y7 s: L- K7 O所有电动机的合闸、跳闸状态、事故跳闸、控制电源消失；
" Q! f9 j2 a: Z3 q* J
* S8 _: v: \& g' o: D9 Y: k$ q高低压脱硫段电源进线以及6kV高压电动机设脉冲式有功电度表；其脉冲输出送入脱硫DCS实现脱硫岛重要设备自动计量。

电气量送入脱硫DCS实现数据自动采集、定期打印制表、实时调阅、显示电气主接线、亊故自动记录及故障追忆等功能。
( Q$ T) D: e# ^! H. W( c1 e
4.3 同期
+ w, V& ~8 U' h0 ?
脱硫电气系统不设同期，所有电源进线切换均采用先断后合操作方式以防止不同电源并列运行。电气接线设有闭锁接线。

! i; g3 I4 A- \# y% |4.4 继电保护

6kV脱硫段进线及分段、脱硫变压器及6kV高压电动机采用微机式综合保护装置，放置于6kV开关柜； 380V厂用系统及电动机由空气开关脱扣器及塑壳开关实现保护。继电保护配置按《火力发电厂厂用电设计技术规定》配置，基本配置如下：
8 ]( w0 H6 M1 z& I/ H% N
进线、母联及馈线回路 差动（电源进线）、电流速断保护、过电流、过负荷
( e0 |; i1 r5 d" S# c/ L! o0 `$ Z% ^
3 Y$ n  n; A6 m2 {" F* Y脱硫变压器 差动保护、复合电压过电流、过负荷、零序过流保护、重瓦斯、轻瓦斯、温度保护

; u. D# N% L) f* ^2 {% X电动机 差动保护（2MW及以上）、电流速断保护、复合电压过电流、过负荷、接地保护、低电压
+ I, u4 Z, a5 N. C9 N
保护装置外接电源应为220V DC。
7 f& X! A9 q7 y, g( N  }. I
4.5 自动装置
7 J7 A. L8 t# R/ C( E) X4 n5 I( f
4.5.1 380V脱硫PC段工作与备用进线电源之间设置备用电源自动投入装置。

- B5 W# H- y! l, Y+ {, b2 W% S5. 模拟控制回路说明
9 c% l7 c5 P& [* M# a
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