天然氣分布式能源站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

天然氣分布式能源站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案概況本工程為xxxxx分布式能源站項(xiàng)目，利用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電及熱交換器余熱回收，滿足廠區(qū)部分電力及熱負(fù)荷需求。目前廠區(qū)的電負(fù)荷主要由廠區(qū)自備熱電廠及35kV市政線路兩路電源供電。廠區(qū)自備電廠電力供給能力為15MW,無(wú)法滿足全廠用電需求；其余廠區(qū)用電負(fù)荷由35kV市政電源供給。本項(xiàng)目是以燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)+余熱交換器分布式能源系統(tǒng)為廠區(qū)內(nèi)提供生產(chǎn)生活所需的熱水及部分電力。整個(gè)項(xiàng)目的施工過(guò)程不影響廠區(qū)的正常生產(chǎn)，系統(tǒng)對(duì)接時(shí)利用工廠非生產(chǎn)時(shí)間。工作范圍本工程可研設(shè)計(jì)范圍包括xxxxx分布式能源站電氣主接線、變配電系統(tǒng)、電力傳動(dòng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)。負(fù)荷等級(jí)及供電要求根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052—2009，分布式能源站內(nèi)用電負(fù)荷等級(jí)為三級(jí)，電源采用1路10kV線路，擬采用電力電纜接至分布式能源站10kV母線段。本項(xiàng)目主要設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表5.6-1。表5.6-1泛能站各設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)名稱臺(tái)數(shù)單臺(tái)

容量

(kW)運(yùn)行容量(kW)系數(shù)計(jì)算負(fù)荷安裝工作備用KxCosΦ有功

(kW)無(wú)功

(kVar)視在

(kVA)低壓負(fù)荷(380/220V)1#1發(fā)電機(jī)電源1101001000.80.880601002#2發(fā)電機(jī)電源1101001000.80.880601003給水泵11075750.80.856037.270.64儀表控制系統(tǒng)202010.82015255直流電源系統(tǒng)202010.82015256自控系統(tǒng)12120.90.8510.86.712.77暖通負(fù)荷30300.70.82116268照明系統(tǒng)20200.70.85148.716.59小計(jì)30621812Kp=0.927513Kq=0.9520714近期合計(jì)27520734415無(wú)功補(bǔ)償-12016變壓器容量40017變壓器損耗42018補(bǔ)償后合計(jì)27910719總計(jì)279107299接入系統(tǒng)方案建設(shè)規(guī)模xxxxx分布式能源燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電裝機(jī)規(guī)模2×3333千瓦，分布式能源站總用電負(fù)荷約299千伏安。電站年運(yùn)行小時(shí)數(shù)根據(jù)工藝專業(yè)提資，本項(xiàng)目燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)年利用小時(shí)數(shù)按5280小時(shí)進(jìn)行估算。接入系統(tǒng)方案本分布式能源站選型發(fā)電機(jī)組機(jī)端電壓選取10.5千伏，通過(guò)發(fā)電機(jī)組配套的并網(wǎng)控制柜采用10.5千伏、50赫茲接入分布式能源站配電室10千伏母線，再以電纜線路的形式接至廠區(qū)35千伏變電站10千伏母線，本分布式能源站10千伏配電室同時(shí)為能源站內(nèi)負(fù)荷供電。根據(jù)本工程具體情況，在發(fā)電機(jī)的出口開(kāi)關(guān)柜設(shè)置同期并網(wǎng)點(diǎn)，利用發(fā)電機(jī)并網(wǎng)控制柜實(shí)現(xiàn)同期并網(wǎng)操作。發(fā)電機(jī)接入采用并網(wǎng)不上網(wǎng)的方式，通過(guò)并網(wǎng)控制柜自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率，以適應(yīng)冬夏兩季或一天內(nèi)峰平段時(shí)變的用電負(fù)荷波動(dòng)，達(dá)到電量不外送的目的。發(fā)電機(jī)的保護(hù)及控制均由并網(wǎng)控制柜完成。在能源站聯(lián)絡(luò)出線開(kāi)關(guān)設(shè)置同期檢測(cè)點(diǎn)，防止非同期合閘。電氣接入詳見(jiàn)圖5.6-1圖5.6-1泛能站接入系統(tǒng)方案本項(xiàng)目電氣接入系統(tǒng)方案需經(jīng)電力行政管理部門批復(fù)以后確定。本方案只是暫定方案，最終實(shí)施應(yīng)以電力行政管理部門批復(fù)的接入系統(tǒng)方案為準(zhǔn)。發(fā)變電系統(tǒng)并網(wǎng)方案制定原則在目前的電力政策及并網(wǎng)技術(shù)下，制定和選擇分布式能源系統(tǒng)并網(wǎng)方案主要考慮以下因素：（1）合理的電氣主接線方式，它不僅決定了下一步的電氣設(shè)計(jì)和施工可行性，而且還直接影響系統(tǒng)投運(yùn)后的運(yùn)行方式和運(yùn)行維護(hù)工作的難度，繼而直接關(guān)系到運(yùn)行成本和收益。（2）當(dāng)在配電末端增加一個(gè)較大電源時(shí)，繼電保護(hù)必須作相應(yīng)的調(diào)整，主要考慮兩個(gè)方面，一是電網(wǎng)的保護(hù)增設(shè)和整定，二是發(fā)電機(jī)的保護(hù)配置。（3）國(guó)家對(duì)電源的管理有嚴(yán)格規(guī)定，分布式能源站應(yīng)有必要的安全管理和電量管理措施。（4）設(shè)計(jì)天然氣分布式能源系統(tǒng)后，關(guān)于電能的計(jì)量要和供電部門協(xié)商一致，維護(hù)電力公司和用電單位的利益。泛能站電氣主接線方案初步擬定分布式能源站變配電室設(shè)置一段10千伏母線，10千伏采用單母線接線形式。設(shè)置一段400伏低壓母線，單母接線，400伏低壓系統(tǒng)通過(guò)一臺(tái)容量為400千伏安變壓器與10千伏系統(tǒng)連接。新建兩臺(tái)發(fā)電功率為3333千瓦的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，發(fā)電機(jī)出口電壓選用10.5千伏，接入廠區(qū)35kV變電站10千伏母線。發(fā)電機(jī)同期點(diǎn)設(shè)在10千伏母線發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)位置，發(fā)電機(jī)設(shè)置自動(dòng)并車系統(tǒng)，并車時(shí)經(jīng)嚴(yán)格檢測(cè)發(fā)電機(jī)發(fā)電與市電的電壓、頻率、相位滿足要求后，并車開(kāi)關(guān)閉合，發(fā)電系統(tǒng)與市電系統(tǒng)并列運(yùn)行。變配電間微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)變配電間采用微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置，內(nèi)設(shè)當(dāng)?shù)匚C(jī)操作站，并通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)終端將數(shù)據(jù)送入智能控制系統(tǒng)，對(duì)于重要的低壓回路也納入智能控制系統(tǒng)，通過(guò)站控系統(tǒng)對(duì)電氣設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙信，達(dá)到無(wú)人值班，以滿足電網(wǎng)調(diào)度和管理自動(dòng)化的要求。變配電間微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與站控系統(tǒng)采用以態(tài)網(wǎng)口，TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。電氣設(shè)備的開(kāi)關(guān)操作應(yīng)滿足遠(yuǎn)控、站控和就地控制的要求。電氣設(shè)備除具備電氣專業(yè)本身所需的各種保護(hù)外，還根據(jù)其它專業(yè)的要求設(shè)置繼電保護(hù)?？刂齐娫聪到y(tǒng)變配電間操作電源采用220伏直流電源裝置，為10千伏開(kāi)關(guān)柜提供跳、合閘電源和控制保護(hù)電源。直流電源采用微機(jī)監(jiān)控模塊式高頻開(kāi)關(guān)電源，蓄電池采用閥控密封鉛酸蓄電池，蓄電池容量40安時(shí)。直流系統(tǒng)采用1組蓄電池的單母線接線，控制母線和合閘母線分開(kāi)，兩路輸入電源，配1組充電裝置，充電裝置的輸出電流不小于20安，充電裝置采用多個(gè)高頻開(kāi)關(guān)整流充電模塊并聯(lián)，N+1熱備份，可帶電拔插。直流系統(tǒng)組成1面屏。無(wú)功功率補(bǔ)償本項(xiàng)目泛能站用電負(fù)荷電壓為0.4千伏低壓負(fù)荷，低壓側(cè)采用集中自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆绞?，補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到0.93以上。電能計(jì)量根據(jù)《中華人民共和國(guó)電力供應(yīng)與使用管理?xiàng)l例》規(guī)定，在能源站10kV出線柜設(shè)置雙向電能計(jì)量裝置。配電系統(tǒng)配電方式分布式能源站內(nèi)配電方式采用放射式配電系統(tǒng)。照明照度標(biāo)準(zhǔn)按照《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034—2013)和《建筑設(shè)計(jì)防火設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50016—2014)執(zhí)行。照明分正常工作照明和應(yīng)急照明。正常照明故障時(shí)可能發(fā)生危險(xiǎn)的重要場(chǎng)所，如控制室、電子設(shè)備間和高低壓配電間等裝設(shè)應(yīng)急照明，應(yīng)急照明燈具采用自帶蓄電池的應(yīng)急燈方式?？刂剖?、電子設(shè)備間和高低壓配電間的消防應(yīng)急照明保證正常照明的照度。并在值班辦公區(qū)、建筑物出口處等位置設(shè)置燈光疏散指示標(biāo)志。電纜敷設(shè)高壓電纜采用YJV-8.7/10千伏、低壓電纜采用YJV-0.6/1千伏型電纜，照明導(dǎo)線穿鍍鋅鋼管沿墻及頂板暗敷設(shè)，插座導(dǎo)線穿鍍鋅鋼管沿墻及地面暗敷設(shè)。防雷、防靜電及接地防雷、防靜電措施（1）防雷分類按自然條件、當(dāng)?shù)乩妆┤蘸徒?gòu)筑物的重要程度劃分類別，泛能站為第二類防雷建筑物。（2）防雷措施第二類防雷建筑物防直擊雷的措施，采用在建筑物上裝設(shè)接閃網(wǎng)作保護(hù)。接閃網(wǎng)沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，并在整個(gè)屋面組成第二類防雷建筑物不大于10米×10米或12米×8米的網(wǎng)格。（3）信息設(shè)備的防電涌措施為防止雷電波侵入及高電位對(duì)設(shè)備、人體的反擊、操作過(guò)電壓、電器設(shè)備絕緣損壞時(shí)外殼帶電對(duì)人體的傷害，在10千伏母線及真空斷路器的出線側(cè)設(shè)置過(guò)電壓保護(hù)器。低壓電源進(jìn)線柜處加裝第一級(jí)保護(hù)的開(kāi)關(guān)型電涌保護(hù)器；自控設(shè)備前端的電源配電箱、UPS裝置等加裝第二級(jí)保護(hù)的限壓型電涌保護(hù)器；自控等電子設(shè)備電源進(jìn)線處加裝第三級(jí)保護(hù)的限壓型電涌保護(hù)器，使儀表、通信等設(shè)備受到保護(hù)。電器設(shè)備及安裝支撐架、電纜金屬鎧裝帶、配線保護(hù)鋼管均接地。接地泛能站設(shè)置公用接地網(wǎng)，作為防雷、防靜電、電氣、自控等公用接地裝置，接地電阻不大于1歐姆。0.4千伏采用TN—S系統(tǒng)，中性點(diǎn)直接接地。等電位聯(lián)結(jié)泛能站做總等電位聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)范圍包括：總配電(柜)箱PE母排，進(jìn)入建筑物公用設(shè)施的金屬管道，如上、下水等管道，建筑物金屬結(jié)構(gòu)、防雷裝置等。建筑物金屬門窗應(yīng)就近與梁或柱內(nèi)鋼筋做輔助等電位聯(lián)結(jié)，衛(wèi)生間等做局部等電位聯(lián)結(jié)。主要設(shè)備選型10千伏干式變壓器按SCB11系列低損耗節(jié)能型變壓器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，聯(lián)結(jié)組別為D，yn11。10千伏配、變電站內(nèi)高壓配電裝置采用KYN28A—12(Z)鎧裝抽出式戶內(nèi)交流金屬封閉中置式開(kāi)關(guān)柜，柜內(nèi)配置真空斷路器，采用直流電動(dòng)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。低壓配電柜采用智能型低壓抽屜開(kāi)關(guān)柜。變配電所直流電源選用高頻開(kāi)關(guān)直流電源，帶通訊接口。主要設(shè)備工程量本項(xiàng)目分期實(shí)施，一期對(duì)應(yīng)主要設(shè)備工程量見(jiàn)表5.6-2。表5.6-2電氣與電力接入系統(tǒng)主要工程量序號(hào)設(shè)備、材料名稱(規(guī)格)單位數(shù)量備注1高壓配電柜面42干式變壓器SCB11—400/10400kVA面1帶外殼和溫控器3低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜面54同期屏面15微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置套16遠(yuǎn)動(dòng)裝置套17直流電源40Ah套18UPS系統(tǒng)3kVA套1后備時(shí)間2h9動(dòng)力配電箱個(gè)310照明配電箱個(gè)211防爆燈具套1012普通燈具套401310kV電纜米40014低壓電力電纜米60015控制電纜米1000軟化水系統(tǒng)巨