第六章 电气部分
1 设计依据
1.1 设计依据和范围
1.1.1 本工程适用的设计规范及标准为相当于IEC有关电气标准。
1） GB50049-94 《小型火力发电厂设计规范》
2） GB50052－94 《10kV及以下变电所设计规范》
3） GB50052－95 《供配电系统设计规范》
4） GB50054－95 《低压配电设计规范》
5） GB50058－92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
6） GB50034－2004 《建筑照明设计标准》
7） GB50062－92 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范
8） GB50016-2006 《建筑设计防火规范》
1.1.2本专业的设计范围：汽轮发电机间的供配电、照明、防雷接地等。
2 电气主接线
本工程采用单母线接线方式。设一台15MW凝汽式汽轮发电机组。发电机机
端电压为10.5kV，发电机出口设置断路器，发电机经出线开关柜送出电量，供给全厂用电。业主提供10KV线路引至我方高压柜底部进线，作并网用。
发电机：额定功率为15MW，额定电压为10.5kV,额定功率因数为0.80。
厂用变压器： 2000KVA，D,Yn11。
3 短路电流计算及主要设备选择校验
3.1短路电流计算
业主方暂未提供短路参数，待参数确定再补充短路电流计算。
3.2主要设备选择及布置
1）厂用变压器采用全密封油浸电力变压器，安装在高压配电室内。
2）10kV配电装置选用KYN28A-12型手车式金属铠装中置柜，柜内安装真空
断路器，配电装置安装在高压配电室内。
3）低压配电柜GGD型固定式开关柜，配电装置安装在低压配电室内。
4）微机保护控制屏选用PK－10型，安装在主控室内。
5）发电机出口CT、PT、零序CT、避雷器等设备，放置于独立的发电机出
线小室内。
6）直流系统布置于主控制室内
7）动力配电箱选用XL－21及JXF-3004型。
4 厂用电接线
高压厂用电系统采用10kV中性点不接地系统。
低压厂用电系统采用照明及动力共用的中性点直接接地系统。380V/220V
厂用低压系统设2台工作变压器，容量2000kVA。
汽轮发电机房等低压负荷用电均引自低压配电室。0.4kV开关柜均为固定
式。
5 直流系统
5.1蓄电池组、充电设备配置及容量选择
根据《火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定》规定，本工程一台机
组装设一组对直流动力、控制负荷合并供电的无端电池的220V固定型阀控密封
铅酸蓄电池。
本工程断路器按弹簧操作机构考虑，蓄电池按阀控式密封铅酸蓄电池的参数
和性能曲线进行选择计算。
5.2直流母线的接线方式： 本工程设计中控制负荷与动力负荷合用直流母线，并采用单母线接线形式。
设一套微机直流系统绝缘监测仪及一套监控装置。
正常情况下由充电机带负荷，供给全厂的控制、保护、事故照明和直流润
滑油泵等直流负荷所需的直流电源，同时电池始终处于浮充电状态。直流系统另
包含逆变功能，为热工及微机系统提供交流不停电电源。
6 二次线 继电保护及自动装置
发电机、励磁调节屏、厂用变压器的微机综保装置集中组屏后安装于运转
层主控制室内。
6.1继电保护内容
6.1.1 发电机：
1）比率制动差动保护
2）复合电压启动的过电流保护
3）失磁保护
4）发电机过电压保护
5）定子接地保护
6）转子一点及两点接地保护
7）过负荷报警
6.1.2 厂用变压器：
1）速断保护
2）过流保护
3）非电量保护
4）过负荷保护
5）控制电源消失
6.1.3 低压电动机保护方式：
1) 采用自动开关作短路保护。
2) 以热继电器的热元件作过负荷保护。
3) 利用接触器吸引线圈作低电压保护。
各低压电机均可由DCS系统进行启停控制，并且状态信号、故障信号、远
程/就地信号均进入DCS系统，电机电流通过变送器进入DCS系统。
6.2 自动装置
6.2.1 同期系统
装设一套同期装置，为微机型自动准同期装置，同期接线采用单相同期方
式。
发电机装设一套自动调节励磁装置。
6.6测量仪表
测量表计依据《电测量仪表装置设计技术规程》及《电力装置的电测量仪
表装置设计规范》配置。
6.3.1 发电机回路设有有功功率表、无功功率表、有功电度表、电压表、
电流表、励磁电压及电流表，励磁调节装置输出电流表、频率表及功率因数表。
6.3.2电能表配置及功能
计量表选用高精度智能化电子式电能表。
关口的计量点设置10kV开关处。
电能表为三相四线制多功能电能表；具有RS-485串口输出方式，并具备脉冲输出方式，脉冲输出为无源接点；具有当地数据接口，能通过手提式抄表设备完成抄表功能。能够准确、完整、可靠地完成电厂内电能量数据的采集、存储和传送功能。
7 防火封堵及电缆敷设
主厂房零米层厂用配电装置选用电缆沟。
全厂电缆敷设采用电缆桥架、电缆支吊架、电缆沟,直埋及穿管敷设方式。 电缆通道按《电力工程电缆设计规范》规定设置电缆着火阻燃措施：
1）对易遭受外部着火影响的架空敷设电缆(如燃油泵房区域，暴露在空气中的架空敷设的电缆)，采取防护措施。如涂刷防火涂料，采用耐火隔板及槽盒等，减少电缆着火率。
2）对电缆着火后易造成延燃的区段，采取分段隔离措施，达到尽可能缩小事故范围，减少损失。如电缆隧道通往竖井处设防火门，用耐火材料封堵；电缆竖井，电缆贯穿楼板、墙孔及车间配电屏的电缆孔洞均用耐火隔板与软性耐火材料严密封堵；电缆隧道与电缆沟交接处设阻火隔墙；厂区电缆沟进入建筑物入口处设阻火隔墙等。
电缆通道中各电缆的隔离要求，电力、控制和仪表电缆敷设在电缆通道中，应符合以下要求：
当有几层电缆托架时按下列顺序自上而下排列：
1） 中压电力电缆；
2） 低压电力电缆；
3） 控制电缆；
4） 通信及仪表电缆。
10kV电力电缆选用阻燃型交联聚乙烯绝缘电力电缆。其它电缆选型应按照《电力工程电缆设计规范》GB 50217-94及《防止电力生产重大事故的十八项重点要求》的要求确定。主厂房区域和输送系统的电力电缆和控制电缆,均采用阻燃电缆；直流系统电力电缆和控制电缆均采用阻燃电缆。直埋电缆采用带外护套有内铠装的电缆。
8 过电压保护与接地
8.1电气设备防止过电压的保护措施
按GB50057-94《建筑物防雷设计规范》及DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定设计。在发电机出口处和中性点装设氧化锌避雷器以防止雷电侵入波对发电机的损坏。在10kV母线及出线侧也装设氧化锌避雷器来保护电气设备。
8.2直击雷保护
主厂房装设直击雷保护装置。
8.3接地装置要求
接地装置的接地要求按规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》执行。 本工程设全厂共用接地网，设计原则为以水平接地体为主，辅以垂直接地体的人工复合接地网。在全厂的各建筑物周围敷设一圈接地干线，各接地干线均
贯通连接成闭环形式，在主厂房等主要建筑物内每层均设置一圈室内接地支线，并通过引线与室外主接地网至少有两处连接点，为保证人身和设备的安全，各电气设备及配电盘柜的基础及外壳宜接地或接零。交流电气设备应充分利用自然接地体接地，但应校验自然接地体的热稳定。
9 照明和检修网络
照明分为普通工作照明、事故照明、安全照明等三类。照度标准根据IEC相关标准的要求。
正常照明网络电压为380/220V；事故照明网络直流220V，
本工程采用照明、检修与动力合并供电方式，采用放射式供电车间内设置照明配电总箱，照明箱电源引自低压配电柜，辅助车间照明箱电源由就地盘引接。主厂房事故照明电源由交直流事故照明切换屏供电。辅助车间事故照明采用应急灯。
主厂房检修电源，各辅助车间检修电源由就近的配电盘引接，设检修电源箱。
照明箱灯具回路与插座回路分开，插座回路装漏电保护器。
为了人员安全疏散，在主厂房楼梯和出入口及其它主要出入口设疏散引导照明。疏散照明用应急灯。
照明系统接地方式如下：车间照明配电箱的电源线中，其中性线（N线）和保护地线（PE线）合并并重复接地。而照明配电箱以后分支线的中性线（N线）和保护地线（PE）分开。
根据车间特点，检修范围大小，在适当位置装一定数量和容量的检修动力箱、插座箱，在箱的总进线回路配空气开关及漏电保护。
第六章 电气部分
1 设计依据
1.1 设计依据和范围
1.1.1 本工程适用的设计规范及标准为相当于IEC有关电气标准。
1） GB50049-94 《小型火力发电厂设计规范》
2） GB50052－94 《10kV及以下变电所设计规范》
3） GB50052－95 《供配电系统设计规范》
4） GB50054－95 《低压配电设计规范》
5） GB50058－92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
6） GB50034－2004 《建筑照明设计标准》
7） GB50062－92 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范
8） GB50016-2006 《建筑设计防火规范》
1.1.2本专业的设计范围：汽轮发电机间的供配电、照明、防雷接地等。
2 电气主接线
本工程采用单母线接线方式。设一台15MW凝汽式汽轮发电机组。发电机机
端电压为10.5kV，发电机出口设置断路器，发电机经出线开关柜送出电量，供给全厂用电。业主提供10KV线路引至我方高压柜底部进线，作并网用。
发电机：额定功率为15MW，额定电压为10.5kV,额定功率因数为0.80。
厂用变压器： 2000KVA，D,Yn11。
3 短路电流计算及主要设备选择校验
3.1短路电流计算
业主方暂未提供短路参数，待参数确定再补充短路电流计算。
3.2主要设备选择及布置
1）厂用变压器采用全密封油浸电力变压器，安装在高压配电室内。
2）10kV配电装置选用KYN28A-12型手车式金属铠装中置柜，柜内安装真空
断路器，配电装置安装在高压配电室内。
3）低压配电柜GGD型固定式开关柜，配电装置安装在低压配电室内。
4）微机保护控制屏选用PK－10型，安装在主控室内。
5）发电机出口CT、PT、零序CT、避雷器等设备，放置于独立的发电机出
线小室内。
6）直流系统布置于主控制室内
7）动力配电箱选用XL－21及JXF-3004型。
4 厂用电接线
高压厂用电系统采用10kV中性点不接地系统。
低压厂用电系统采用照明及动力共用的中性点直接接地系统。380V/220V
厂用低压系统设2台工作变压器，容量2000kVA。
汽轮发电机房等低压负荷用电均引自低压配电室。0.4kV开关柜均为固定
式。
5 直流系统
5.1蓄电池组、充电设备配置及容量选择
根据《火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定》规定，本工程一台机
组装设一组对直流动力、控制负荷合并供电的无端电池的220V固定型阀控密封
铅酸蓄电池。
本工程断路器按弹簧操作机构考虑，蓄电池按阀控式密封铅酸蓄电池的参数
和性能曲线进行选择计算。
5.2直流母线的接线方式： 本工程设计中控制负荷与动力负荷合用直流母线，并采用单母线接线形式。
设一套微机直流系统绝缘监测仪及一套监控装置。
正常情况下由充电机带负荷，供给全厂的控制、保护、事故照明和直流润
滑油泵等直流负荷所需的直流电源，同时电池始终处于浮充电状态。直流系统另
包含逆变功能，为热工及微机系统提供交流不停电电源。
6 二次线 继电保护及自动装置
发电机、励磁调节屏、厂用变压器的微机综保装置集中组屏后安装于运转
层主控制室内。
6.1继电保护内容
6.1.1 发电机：
1）比率制动差动保护
2）复合电压启动的过电流保护
3）失磁保护
4）发电机过电压保护
5）定子接地保护
6）转子一点及两点接地保护
7）过负荷报警
6.1.2 厂用变压器：
1）速断保护
2）过流保护
3）非电量保护
4）过负荷保护
5）控制电源消失
6.1.3 低压电动机保护方式：
1) 采用自动开关作短路保护。
2) 以热继电器的热元件作过负荷保护。
3) 利用接触器吸引线圈作低电压保护。
各低压电机均可由DCS系统进行启停控制，并且状态信号、故障信号、远
程/就地信号均进入DCS系统，电机电流通过变送器进入DCS系统。
6.2 自动装置
6.2.1 同期系统
装设一套同期装置，为微机型自动准同期装置，同期接线采用单相同期方
式。
发电机装设一套自动调节励磁装置。
6.6测量仪表
测量表计依据《电测量仪表装置设计技术规程》及《电力装置的电测量仪
表装置设计规范》配置。
6.3.1 发电机回路设有有功功率表、无功功率表、有功电度表、电压表、
电流表、励磁电压及电流表，励磁调节装置输出电流表、频率表及功率因数表。
6.3.2电能表配置及功能
计量表选用高精度智能化电子式电能表。
关口的计量点设置10kV开关处。
电能表为三相四线制多功能电能表；具有RS-485串口输出方式，并具备脉冲输出方式，脉冲输出为无源接点；具有当地数据接口，能通过手提式抄表设备完成抄表功能。能够准确、完整、可靠地完成电厂内电能量数据的采集、存储和传送功能。
7 防火封堵及电缆敷设
主厂房零米层厂用配电装置选用电缆沟。
全厂电缆敷设采用电缆桥架、电缆支吊架、电缆沟,直埋及穿管敷设方式。 电缆通道按《电力工程电缆设计规范》规定设置电缆着火阻燃措施：
1）对易遭受外部着火影响的架空敷设电缆(如燃油泵房区域，暴露在空气中的架空敷设的电缆)，采取防护措施。如涂刷防火涂料，采用耐火隔板及槽盒等，减少电缆着火率。
2）对电缆着火后易造成延燃的区段，采取分段隔离措施，达到尽可能缩小事故范围，减少损失。如电缆隧道通往竖井处设防火门，用耐火材料封堵；电缆竖井，电缆贯穿楼板、墙孔及车间配电屏的电缆孔洞均用耐火隔板与软性耐火材料严密封堵；电缆隧道与电缆沟交接处设阻火隔墙；厂区电缆沟进入建筑物入口处设阻火隔墙等。
电缆通道中各电缆的隔离要求，电力、控制和仪表电缆敷设在电缆通道中，应符合以下要求：
当有几层电缆托架时按下列顺序自上而下排列：
1） 中压电力电缆；
2） 低压电力电缆；
3） 控制电缆；
4） 通信及仪表电缆。
10kV电力电缆选用阻燃型交联聚乙烯绝缘电力电缆。其它电缆选型应按照《电力工程电缆设计规范》GB 50217-94及《防止电力生产重大事故的十八项重点要求》的要求确定。主厂房区域和输送系统的电力电缆和控制电缆,均采用阻燃电缆；直流系统电力电缆和控制电缆均采用阻燃电缆。直埋电缆采用带外护套有内铠装的电缆。
8 过电压保护与接地
8.1电气设备防止过电压的保护措施
按GB50057-94《建筑物防雷设计规范》及DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定设计。在发电机出口处和中性点装设氧化锌避雷器以防止雷电侵入波对发电机的损坏。在10kV母线及出线侧也装设氧化锌避雷器来保护电气设备。
8.2直击雷保护
主厂房装设直击雷保护装置。
8.3接地装置要求
接地装置的接地要求按规程DL/T621-1997《交流电气装置的接地》执行。 本工程设全厂共用接地网，设计原则为以水平接地体为主，辅以垂直接地体的人工复合接地网。在全厂的各建筑物周围敷设一圈接地干线，各接地干线均
贯通连接成闭环形式，在主厂房等主要建筑物内每层均设置一圈室内接地支线，并通过引线与室外主接地网至少有两处连接点，为保证人身和设备的安全，各电气设备及配电盘柜的基础及外壳宜接地或接零。交流电气设备应充分利用自然接地体接地，但应校验自然接地体的热稳定。
9 照明和检修网络
照明分为普通工作照明、事故照明、安全照明等三类。照度标准根据IEC相关标准的要求。
正常照明网络电压为380/220V；事故照明网络直流220V，
本工程采用照明、检修与动力合并供电方式，采用放射式供电车间内设置照明配电总箱，照明箱电源引自低压配电柜，辅助车间照明箱电源由就地盘引接。主厂房事故照明电源由交直流事故照明切换屏供电。辅助车间事故照明采用应急灯。
主厂房检修电源，各辅助车间检修电源由就近的配电盘引接，设检修电源箱。
照明箱灯具回路与插座回路分开，插座回路装漏电保护器。
为了人员安全疏散，在主厂房楼梯和出入口及其它主要出入口设疏散引导照明。疏散照明用应急灯。
照明系统接地方式如下：车间照明配电箱的电源线中，其中性线（N线）和保护地线（PE线）合并并重复接地。而照明配电箱以后分支线的中性线（N线）和保护地线（PE）分开。
根据车间特点，检修范围大小，在适当位置装一定数量和容量的检修动力箱、插座箱，在箱的总进线回路配空气开关及漏电保护。