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电气专业一.电气工艺系统简介1．系统简述华银铝的外部供电由百色500KV变电站引2回220KV线路至德保220KV变电站，再由德保220KV变电站引2回220KV线路至热电厂的220KV总降压站。热电厂的供电系统对华银铝全公司的供电网络（除靖西矿山110kv系统外）进行供电，供电范围包括有1座220kV开关站、11座10kv高压配、3台汽轮发电机组、德保矿山的35kv系统和各厂的低压配电系统。靖西矿山110kv系统由靖西110kv的万吉变电站供电。全厂总变电站布置在厂区南部，热电厂主厂房以东，总变电站内共有主控楼、10kV总配、10kV无功补偿装置、变压器、露天开关站、消防泵站等。热电厂有25MW背压式汽轮发电机组二台，8MW高背压式汽轮发电机组一台。由于是背压式汽轮发电机组，其出力主要决定于蒸发车间的用汽量。根据生产用汽平衡后，二台25MW发电机出力只能达到42.5MW（额定出力的85%），年发电量约为3.18亿度，一台6MW发电机出力只能达到5.4MW（额定出力的90%），年发电量约为0.41亿度。发电机所发功率全部进入厂内10kV系统，不足部分由电网通过两台63MVA、220/10.5kV降压变压器供给，即使发电机由于某种原因不能发电，变压器有能力供给全部厂内10kV负荷，保证了供电的可靠性。2.用电负荷情况2.1供电范围内用电负荷表（年产160万吨氧化铝）表7-1用电负荷表序号用电单位名称计算负荷备注有功功率（kW）无功功率（kVAr）视在功率（kVA）11P原料磨区域14227.610134.222P1溶出，蒸发区域6795.56148.132P2溶出，蒸发区域10158.5898343P1分解分级区域9869.89260.953P2分解分级区域12750.511836.764P焙烧区域7784.96872.375P1，5P2热电厂区域190661618196P热电空压站区域4249.43234.9107P煤气站区域5120.14070.210所用变243.1242.111矿山（德保矿山）4462205712全厂照明5024合计94777.479044.4序号用电单位名称计算负荷备注有功功率（kW）无功功率（kVAr）视在功率（kVA）计入同时系数KY=0.95KY=0.9585299.775092.2113643.6Cosφ=0.75电容补偿-40000补偿后85299.735092.292236.1Cosφ=0.92变压器损耗1844.79223.62×63000kVA220/10kV电力变压器折合220kV侧87144.444315.897765.2Cosφ=0.9耗电量566439k-kWh2.2电力负荷平衡根椐热力平衡,为节省能源，热电厂的两台背压式汽轮发电机组，其容量为25MW，一台6MW高背压式汽轮发电机组，发电机组电压采用10kV，接于总配电所10kV母线上并网。电力负荷平衡如表7-2。表7-2电力负荷平衡表名称发电量氧化铝及配套用电电力平衡单位MWk-kWhMWk-kWhMWk-kWh氧化铝厂及配套工程87.14566439三台发电机运行（系统最大运行方式）47.8935918187.1456643939.25207258一台25MW发电机运行(系统最小运行方式)21.2515937587.1456643965.89407064注：电力、电量平衡栏表示从电力系统应补充的电力和电量。2.3负荷性质氧化铝生产的特点是碱性湿法生产，连续性强，一旦全厂停电会发生料浆沉淀，生产陷于瘫痪，因此要求停电不超过20分钟。热电厂锅炉的特点是连续供给氧化铝厂蒸汽，一旦锅炉停电，氧化铝生产不正常，引起压力容器中的料浆倒灌，发电机不能运转；给水泵停电，将造成锅炉烧干；燃烧系统停电将使锅炉炉膛产生正压，破坏炉墙，危及设备及人身安全。鉴于上述特点，因此氧化铝厂的分解槽搅拌装置电机、全厂循环水系统、赤泥输送泵，热电厂的锅炉送,排风机、给煤（粉）机、磨煤机、凝结水泵和循环水泵，煤气站的鼓风机、排风机等设备均为一级负荷；修理设施及氧化铝包装堆栈为三级负荷；其余为二级负荷。其中一级负荷约占30%，二级负荷占60%，其余为三级负荷。3.供电系统3.1供电电压等级氧化铝厂一期供电电压等级为外部供电电压220kV；厂内配电电压等级：35kV电压供矿山；10kV电压供厂内各分配电所。厂内各车间、工段低压用电为380/220V。3.2主接线方式220kV配电装置采用单母线分段结线，分9个间隔，即：两回进线；两回主变馈线；两回电压互感器；一个母线分段及两回备用间隔。当任一母线检修或故障时，另一段母线可带氧化铝厂全部负荷。热电厂总变配电所安装有两台SFPZ10-63000KVA的主变及两台SFZ10-6300KVA的升压变压器。总配电所的35kV升压变为变压器线路组方式，在35kV侧设有断路器。10kV总配电室采用双母线分段结线，两段工作母线，一段备用母线。正常运行时，负荷分别接在两段工作母线上，当任一工作母线故障或检修时，将该段负荷倒换到备用段母线上。操作灵活供电可靠性高。在10kV总配双母线馈出线加装线路电抗器以限制短路电流和维持要求的残余电压，提高了供电可靠性。全厂共设十个10kV配电所（见下表）：编号配电所名称1P原料磨区域10kV配电所2P11#蒸发、溶出10kV配电所2P22#蒸发、溶出10kV配电所3P11#分解分级10kV配电所3P22#分解分级10kV配电所4P烧10kV配电所5P11#热电厂主厂房10kV配电所5P22#热电厂主厂房10kV配电所6P热电厂空压站10kV配电所7P煤气站10kV配电所10kV总配工作母线I段连接一台25MW低背压式汽轮发电机组和一台6MW高背压式汽轮发电机组；II段连接一台25MW低背压式发电机组。每段母线设一回馈线供接地变，包括自动跟踪补偿的消弧线圈及所用变；二回供补偿电容器组；一回供6.3MVA、10/35kV升压变对矿山供电。I段设十一回、二段设十回馈线分别对1P、2P1、2P2、3P1、4P、5P1、5P2、6P、7P配电所供电并留有备用回路。10kV配电所对10kV高压电机及10/0.4kV车间变电所动力变压器供电。2台10/35kV升压变采用变压器线路组对矿山供电，线路为电缆出线的架空线路方式。氧化铝厂对一、二级负荷配电采用放射式供电，当变配电所一段母线故障或检修时，另一段母线能保证对全部负荷供电。车间变电所一台动力变压器检修或故障时，另一台动力变压器能保证对全部负荷供电。焙烧炉的ID风机变压器的电源采用双电源供电。3.3供电系统配置情况220kV配电装置采用户外配电装置，单母线分段结线。设电源进线两回，220kV出线两回，母联一回，电压互感器两回，为二期年产160万吨预留两回出线间隔。10kV总配电所为二层配置：一层为电抗器室，二层安装10kV双母线高压开关柜。十个分配电所为双层配置：一层为电缆夹层，二层安装高压开关柜。主控制楼在220kV配电装置一侧，为三层建筑物。一层为所用电、修理间、办公室，二层为电缆夹层，三层为主控室、办公室。主控室内装有220kV及35/10kV配电装置和发电机的控制屏、计量监控及模拟屏、保护屏、直流屏等。对220kV总降压站、主厂区各10kV配电站母线热塑，并有防烟火、防小动物、防水、防潮、防尘、防雷、良好通风功能；3.4供电运行方式3.4.1系统简图3.4.2运行方式运行方式I：一台主变供电，10kV分段断路器闭合，三台发电机同时运行；运行方式II：两台主变供电，220kV及10kV分段断路器断开。3.5主要设备选型3.5.1配电装置1）220kV配电装置断路器：LW25-252/3150-50A252kV3150A额定开断电流40KA电流互感器：LGBJ-220220kV6(2X800/1A)0.2/0.5/5P/5P/5P/5P电流互感器:LGBJ-220220kV5(2X300/1A)0.5/5P/5P/5P/5P电流互感器：LGBJ-220220kV4(2X500/1A)0.5/5P/5P/5P电压互感器：SVS-245220/√3/0.1/√3/0.1/√3/0.1kV0.5/3P/3P隔离开关：GW7-252IIDW/2000A-50A252kV2000A避雷器：YH10WZ-192/500220kV电力变压器：SFPZ10-63000/220220±8X1.25%/10.5kVYn,D11电力变压器：SFZ10-6300/3535±8X1.25%/10.5kVYn,D112）10kV配电装置断路器：ZN65A-12/4000-6312kV4000A额定开断电流63KA断路器：VD4(HS3110M)等同档次12kV630A额定开断电流25KA断路器：VD4(HS3110M)等同档次12kV1600A额定开断电流31.5KA隔离开关：GN22-10/200010kV2000A隔离开关：GN22-10/300010kV3000A隔离开关：GN22-10/500010kV5000A干式空心限流电抗器：XKGKL-10型电抗百分率：6%电力变压器：S9-500～2000/10,10./0.4kV,500～2000kVA,Y,d113）开关柜10kV总配双母线高压开关柜：GSG-1A固定式10kV配电所高压开关柜：KYN28（GZS1）金属铠装移开型低压开关柜：NGC（MNX）低压抽出式3.5.210kV电缆配置10kv总配电所馈出线：配置有95，120，150，185，240平方毫米四种规格截面的电缆。10kV分配电所馈出线：配置有70平方毫米规格截面的电缆。3.5.3所用变压器10kV单相接地电容电流大约为100A左右，配置两台630kVA接地变压器，该接地变压器除供消弧线圈使用外，还兼供所用电。3.5.4车间控制设备车间控制设备防护等级，应按环境特征选择，并应符合下列原则：原矿仓，原料磨饲料室，焙烧工段，锅炉房等多尘场所采用IP44以上的防护等级；高压溶出，蒸发工段，分解过滤等潮湿，腐蚀性场所采用IP55以上防护等级，并应满足防腐要求。3.6功率因数补偿全厂用电负荷自然功率因数大约为0.75，补偿至0.9以上所缺的无功容量为40000kVAR，考虑到热电厂发电机有提供无功功率的能力，以及发电机检修和出力等综合因数，10kV总配每段母线补偿容量为20000kVAR，采用分组手动投切。4.保护装置4.1220kV配电系统4.1.1220kV电源进线：由于该线路由广西电网公司配套建设，其保护装置也由电网公司配置。4.1.2220kV母线分段母线完全差动保护；断路器失灵保护；母线充电保护。4.1.3220/10.5kV主变1)防御变压器线圈和引出线多相短路及匝间短路的电流纵差动保护；2)防御变压器外部相间短路的复合电压闭锁过电流保护（后备保护）；3)防御对称过负荷的过负荷保护；4)主变轻，重瓦斯，有载开关瓦斯，压力释放，温度等非电量保护。5)中性点装设零序电流，电压保护。以上①、②、⑤项及④项中重瓦斯保护动作跳闸，③及④项中的轻瓦斯等动作信号。4.235/10电力变压器保护1)防御变压器线圈和引出线多相短路及匝间短路的电流纵差动保护；2)防御变压器外部相间短路的复合电压闭锁过电流保护（后备保护）；3)防御对称过负荷的过负荷保护；4)升压变轻，重瓦斯，有载开关瓦斯，压力释放，温度等非电量保护。以上①、②项及④项中重瓦斯保护动作跳闸，③及④项中的轻瓦斯等动作信号。4.310kV总配配电系统4.3.1发电机1)防御发电机定子绕组及其引出线短路的纵差动保护；2)防御连接于母线的发电机定子绕组单相接地故障，带时限动作的接地保护；3)防御发电机外部短路的复合电压启动的过电流保护；4)防御对称过负荷的过负荷保护；5)防御发电机励磁回路一点及两点接地的保护；6)发电机自动灭磁，强行励磁及自动调节励磁等装置。以上①、②、③项保护动作跳闸及灭磁开关跳闸，④项保护动作信号，⑤项保护一点接地保护带时限动作于信号，两点接地保护应带时限动作于停机。4.3.210