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1、国投新集国投新集 利辛板集电厂利辛板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组机组 临时调试电源临时调试电源工程工程 可行性研究报告可行性研究报告 煤炭工业合肥设计研究院煤炭工业合肥设计研究院 二一五年二一五年三三月月 1 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 国投新集国投新集 利辛板集电厂利辛板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组机组 临时调试电源临时调试电源工程工程 可行性研究报告可行性研究报告 工程编号： 工程规模： 院长 ： 分 管 副 院 长 ： 院 总 工 程
2、师 ： 分管副总工程师 ： 项 目 负 责 人 ： 煤炭工业合肥设计研究院煤炭工业合肥设计研究院 二一五年二一五年三三月月 2 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 参加设计主要人员名单 专业专业 姓名 职称或职务 机电 刘振宇 高级工程师 王耀华 室主任 高级工程师 肖正炜 所主任工程师 高级工程师 经济 柴嫣芳 高级工程师 李俊美 室主任 高级工程师 3 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告
3、可行性研究报告 目目 录录 1.总述 6 1.1 设计依据 6 1.2 项目建设的必要性 . 6 1.3 设计范围 6 1.4 工程概况 6 1.5 设计原则 7 2 项目背景 8 2.1 板集电厂概况 8 2.2 项目的必要性 8 3 接入方案 9 3.1 周边电源现状 9 3.2 电力负荷 11 3.3 接入方案 11 4 输电线路 . 14 4.1 概况 . 14 4.2 工程气象条件 14 4.3 线路型号及参数 . 15 4.4 线路规模 15 4.5 线路路径 15 4.6 主要杆塔形式 16 4.7 导线对地的交叉跨越 . 16 5 板集煤矿 110kV 变电所改造 18 5.1
4、 板集煤矿 110kV 变电所一次系统改造 18 5.2 板集煤矿 110kV 变电所二次系统改造 19 4 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 6 板集电厂临时 110kV 变电所 21 6.1 板集电厂临时 110kV 变电所一次系统 21 6.2 板集电厂临时 110kV 变电所二次系统 22 6.3 土建结构 . 23 6.4 10kV 系统 . 23 7 投资估算 24 5 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临
5、时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 1.总述总述 1.1 设计依据设计依据 国 投 新 集 电 力 利 辛 有 限 公 司 关 于 国 投 新 集 利 辛 板 集 电 厂 2x1000MW 机组临时调试电源工程可行性研究及设计委托书。 1.2 项目建设的必要性项目建设的必要性 板集电厂 500kV 线路竣工时间预计在 2016 年 3 月，无法满足矿 井于 2015 年 10 月份运行调试的要求，故需引一路临时电源供板集 电厂运行调试使用。 1.3 设计范围设计范围 板集电厂 110kV 临时调试电源线路；板集煤矿 110kV 变电所改 造；板集电厂临时 110kV 变电所 110kV
6、 侧及 110/10kV 变压器。 1.4 工程概况工程概况 1）板集电厂 110kV 临时供电线路 电源引自板集煤矿 110kV 变电所，长度约为 1.5km，截面采用 LGJ-150/25。 2）板集煤矿 110kV 变电所改造 增加一个 110KV 出线间隔。 3）板集电厂临时 110kV 变电所 新建 2 个 110kV 间隔，安装 50MVA 变压器一台。 6 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 1.5 设计设计原则原则 本设计主要遵循以下规程、规范： 110750kV 架空
7、输电线路设计规范 35110kV 变电所设计规范 3110kV 高压配电装置设计技术规范 发电厂及变电所防火设计规范 采暖通风与空气调节设计规范 建筑物防雷设计规范 交流电气装置的接地 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 煤矿安全规程 继电保护和安全自动装置技术规程 电力系统通信设计技术规定 以及相关的规范、规定。 7 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 2 项目背景项目背景 2.1 板集电厂概况板集电厂概况 板集电厂位于利辛县境内，北距利辛县城约 25km，板集电厂本 期建设规模 2
8、x1000MW 超临界燃煤机组。根据电厂接入系统报告及 评审意见， 本期工程 2x1000MW 机组按采用发电机-变压器组单元接 线，接入场内 500kV 升压站，500kV 配电装置采用 3/2 接线方式， 出线 2 回。 板集电厂于 2014 年 4 月 28 日开工，预计于 2015 年 10 月 15 日倒送电，2016 年 4 月 28 日第一台机组完成 168 小时满负荷运行 移交生产，第二台机组 2016 年 7 月 28 日完成 168 小时满负荷运行 移交生产。 2.2 项目的必要性项目的必要性 目前，板集电厂送出 500kV 线路工程已于 2014 年 10 月下旬通 过核
9、准，初步设计招标已于 2014 年 11 月完成。省电力公司 2015 年 3-4 月份取得初设审查意见后，将上报施工单位和物资招标计划， 参加国网公司 2015 年 6 月份批次统一招标，预计 2015 年 8 月份施 工单位方能进场开展施工，且因本项目 500kV 线路较长，并跨越两 个地市，协调难度较大，施工工期预计约半年左右，2016 年 3 月底 竣工，4 月初方能进行倒送电，比计划滞后 5 个月，因此将严重影响 机组调试和首次并网，进而影响机组的投产日期。为了不影响本工程 2016 年机组并网发电，故需要寻找一条临时调试电源。 8 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x10
10、00MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 3 接入方案接入方案 3.1 周边电源现状周边电源现状 目前该板集电厂邻近有邢集、茨淮 220kV 变电所，利辛、阚疃 110kV 变电所以及板集煤矿 110kV 变电所。 邢集 220kV 变电所位于本项目西约 34km 处，该站装设 120MVA 主变压器 2 台， 2 回 220kV 输电线路分别经阜东、张集与 淮北、淮南电厂相联。 茨淮 220kV 变电所位于本项目西北方向约 12km 处，该站装设 180MVA 主变压器 2 台， 2 回 220kV 电源线路分别引自阜阳 220kV 变电
11、所和蒙城 220kV 变电所。 利辛 110kV 变电所位于本项目北约 24km 处，该站装设 31.5MVA20MVA 主变压器 2 台，2 回 110kV 电源线路分别引自 涡阳 220kV 变电所。 阚疃 110kV 变电所位于本项目东北约 14km 处，该所装设 31.5MVA 主变压器 2 台， 2 回 110kV 电源分别引自利辛 110kV 变 电所和蒙城 220kV 区域变电所。 板集煤矿 110kV 变电所距本项目约 1.5km，该所共有 3 回 110kV 电源线，其中 2 回 110kV 主供电源线路引自茨淮 220kV 变 电所 110kV 侧不同母线段， 长度分别为
12、15.72 （718） 、 18.5km （719） ， 另有 1 回 110kV 线路引自阚疃 110kV 变电所，该线路与 719 线路 相连接，共同为板集矿井 110kV 变电所供电，全长 21km。 9 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 3.2 电力负荷电力负荷 根据板集电厂提供的资料，电厂冷却通风试验阶段需启动六大风 机，两台空压机，一台循环水泵，及一台闭式泵，以上辅机功率约为 30MW。冲管时机、炉主要辅机基本上都需要启动运行,化学、除灰、 输煤系统也要投入运行,因脱硫无
13、旁路，脱硫塔还有通水喷淋，基本相 当于设计厂用电 72MVA 的 70%，即约 50MVA。 3.3 接入方案接入方案 考虑到本项目负荷情况，若采用 10kV 供电电缆多，压降大，成 本高，故本项目采用 110kV 供电。 目前离电厂最近的 110kV 供电线路是板集煤矿 719 线路，该线 路从电厂北部经过，若从该线路直接分接一回线路至板集电厂则距离 最近、费用最省。但根据煤矿安全规程的规定，矿井的供电线路 不得分接任何负荷，因此该方案不可行。 经综合考虑电厂周边电源情况，可供本项目选择的临时电源点有 两个：一是直接从茨淮 220kV 变电所引一回 110kV 线路至电厂，线 路长度约为 1
14、5 公里；二是从板集 110kV 变电所转供一条 110kV 线 路，线路长度约为 1.5km。本报告主要针对这两个方案作出经济技术 比较。 11 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 供电方案比选 项目 方案一 方案二 电压等级 110kV 110kV 电源点 茨淮 220kV 变电所 板集煤矿 110kV 变电所 距离 15 18.5(719 线路)+1.5 线路截面 LGJ-150 LGJ-150 压降 2.36% 2.7% 电源侧增加 设备 茨淮 220kV 变电所增加 一个 1
15、10kV 间隔 板集 110kV 变电所增加 一个 110kV 间隔 投资比较 （仅比较 不同项） 1200 万 120 万 15km 线路计 1200 万 1.5km 线路计 120 万 注：因线路为临时供电，仅使用半年，故不考虑线路损耗、经济电流密度 及折旧费用。 根据上表，方案二明显工期较短、投资节省，但因其电源引自板 集煤矿 110kV 变电所，因此需对方案二对板集煤矿供电安全的影响 进行校核。 根 据 甲 方 提 供 的 资 料 ， 本 项 目 调 试 期 间 最 大 视 在 功 率 约 为 50000kVA，板集煤矿在 2015 年 10 月至 2016 年 4 月间还未正式 投产
16、，其最大视在功率约为 20000kVA。 3.3.13.3.1 校核线路校核线路 （1）正常情况：板集煤矿 718 线路主供板集矿井负荷，719 线 路主供电厂负荷。 1）校核载流量： 板集矿井： 20000/（1101.732）=104A 板集电厂： 50000/（1101.732）=262A 12 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 LGJ-150/25， 在 80时载流量为 395A， 以上线路均满足要求。 2）校核压降： LGJ-150/25 线路压降为 0.0006/A.km
17、。 板集矿井： 1040.000615.7=0.98% 板集电厂： 2620.0006（18.5+1.5）=3.1% 均满足要求。 （2）故障情况：由于 719 线路较长，按照不利情况计算，假设 718 线路出现故障，由 719 线路负担煤矿和电厂的全部负荷。 1）校核载流量 板集矿井： 70000/（1101.732）=366A 板集电厂： 50000/（1101.732）=262A LGJ-150/25，在 80时载流量为 395A，线路满足要求。 2）校核压降 LGJ-150/25 线路压降为 0.0006/Akm。 板集矿井： 3660.000618.5=4% 板集电厂： 4+2620
18、.00061.5=4.24% 均满足要求。 根据以上计算，板集煤矿现有线路能够满足电厂临时用电负荷， 并且在一条线路出现故障时另一条线路可以负担矿井及电厂的全部 负荷。 3.3.23.3.2 校核开关校核开关 板集矿井 110kV 变电所进线开关容量为 2000A，矿井及电厂最 大电流为 366A，满足要求。 通过以上计算，方案二能够满足板集电厂临时供电的需求且不会 对板集煤矿的供电安全造成影响，故板集电厂临时供电的接入点选择 本报告推荐方案二。 13 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报
19、告 4 输电输电线路线路 4.1 概况概况 板集电厂临时供电线路电源取自板集煤矿 110kV 变电所，采用 110kV 单回路供电。线路截面采用 LGJ-150/25。 4.2 工程气象条件工程气象条件 工程气象条件见下表： 气象条件 序号 工况名称 冰厚（mm） 风速（m/S） 气温 1 低温 0 0 -20 2 大风 0 25 -5 3 年平 0 0 10 4 覆冰 5 10 -5 5 高温 0 0 40 6 校验 0 0 15 7 安装 0 10 -10 8 外过 0 10 15 9 内过 0 15 10 14 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW
20、机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 4.3 线路型号及参数线路型号及参数 型号及参数 安全系数 2.5 型号 LGJ-150/25 截面积 173.11mm2 外径 17.1mm 重量 601kg/km 计算拉断力 54110N 最大使用应力 118N/ mm2 弹性系数 76000 N/ mm2 年平均运行应力 74/ mm2 4.4 线路规模线路规模 板集电厂临时供电线路全长约为 1.5km，采用单回路供电。 4.5 线路路径线路路径 根据现场勘查，板集煤矿出线侧位置很小，难以采用架空出线， 故出线方式采用电缆，电缆出线有以下两种方式： 方案一： 沿板集矿
21、进线南侧与板集矿围墙外挂墙穿出至东侧围墙 拐点上塔架空， 最后引至板集电厂西侧围墙下塔后采用电缆引至电厂 临时 110kV 变电所，其中电缆线路约为 400m。其优点在于出线方 15 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 便，不影响板集矿井内部景观，临时用电后拆除较简单；缺点为电缆 线路较长。 方案二：电缆自板集 110kV 侧变电所引出，在板集矿工广绿化 带内架设一座铁塔， 沿板集矿工广内部架空至板集矿南侧苗圃出板集 矿工广，最后引至板集电厂西侧围墙下塔后采用电缆引至电厂临时 110k
22、V 变电所，其中电缆线路约为 180m。其优点在于电缆线路较 短。缺点为影响板集矿井内部景观，且后期拆除恢复较方案一困难。 综合比较，本报告推荐方案一。 4.6 主要杆塔形式主要杆塔形式 板集临时供电线路采用自立式铁塔架设。 4.7 导线对地的交叉跨越导线对地的交叉跨越 本 工 程 执 行 110-750kV架 空 输 电 线 路 设 计 规 范 （GB50545-2010）所规定的导线对地及其他建筑、构筑物的最小 距离。 导线对地及交叉跨越物的最小距离见下表 被跨越物名称 最小距离（m） 备注 居民区 7.0 非居民区 6.0 等级公路至路面 7.0 弱电线路、电力线 3.0 16 国投新集
23、利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 建筑物 垂直距离 5.0 风偏净空距离 4.0 树木的 自然生 长高度 垂直距离 4.0 风偏净空距离 3.5 果树、经济作 物 3.0 其他特殊管道 4.0 17 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 5 板集板集煤矿煤矿 110kV 变电所改造变电所改造 5.1 板集煤矿板集煤矿 110kV 变电所变电所一次一次系统系统改造改造 5.5.1.11.
24、1 现有系统概述现有系统概述 板集煤矿 110kV 变电所位于板集矿井工业场地东侧， 出线方便。 该变电所已于 2007 年投入使用。 该 110kV 变电所主变选用 SZ9-31500/110,1108 1.25%/10.5kV 有载调压变压器 2 台。110kV 侧开关选用手车式 SF6 敞开式组合电器，采用单母线分段的接线方式，共 7 个间隔， 两个进线断路器间隔，两个主变断路器间隔，一个母联断路器间隔和 两个 PT 间隔，并预留两个备用间隔位置，配弹簧操作机构。10kV 侧母线采用单母线分段的接线方式，选用 KYN28-12 型中置移开式 铠装真空开关柜，共 56 台。板集 110kV
25、 变电所采用半室内布置， 其中 110kV 开关、主变、相控电抗器采用室外布置，其余设备采用 室内布置。 5.5.1.21.2 改造内容改造内容 110kV 侧增加一台手车式 SF6 敞开式组合电器。新增间隔与 原间隔采用硬母线连接，出线采用电缆出线。 5.5.1.31.3 布置方式布置方式 原变电所在户外 110kV 侧留有备用位置，因此本次改造在矿 井原有备用位置上进行扩建。 18 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 5.5.1.41.4 短路电流计算短路电流计算 短路电流计算结果
26、表 最大运行方式 最小运行方式 板集煤矿 110kV 母线短路 电流(kA) 4.54 3.05 板集煤矿 110kV 母线短路 容量(MVA) 864 581 5.5.1.51.5 设备选型设备选型 选用手车式 SF6 敞开式组合电器，额定电压 126kV，额定电流 2000A，额定短时开断电流 31.5kA。 5.5.1.61.6 防雷防雷 原系统 110kV 变电所室外设置 2 只 30m 的独立避雷针，联合 构成全站的防直击雷保护，110kV 母线上装有避雷器以防止雷电过 电压，因此可以满足要求，无需改造。 5.2 板集煤矿板集煤矿 110kV 变电所变电所二次二次系统系统改造改造 5
27、.5.2.12.1 现有系统概述现有系统概述 板集 110kV 变电所采用微机综合自动化系统，能实现对一次设 备的保护、遥控、遥测、遥信等功能，保护屏配置为主变保护屏、 110kV 进线保护屏、110kV 分段保护屏，10kV 出线保护装置就地 安装在开关柜上。本变电所配一套 100Ah 直流屏，为保护装置、各 19 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 断路器的分合闸控制、应急照明等提供直流电源。 5.5.2.22.2 改造内容改造内容 新增一套 110kV 出线保护。 5.5.2.3
28、2.3 保护配置保护配置 110kV 线路配置过流、速断保护及距离保护。 5.5.2.42.4 二次设备布置方案二次设备布置方案 装在板集矿 110kV 变电所原有控制室内， 并与原保护系统合并。 单独组屏安装于控制室内备用位置。 5.5.2.52.5 电能计量电能计量 新增 110kV 出线装设有 DSSD331-B3S（0.2s）型多功能电 度表一块，能够对本路出线电气量的实时采集。 采集信号为：Ia、Ib、Ic、Wh、VARh； 20 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 6 板集
29、电厂临时板集电厂临时 110kV 变电所变电所 6.1 板集电厂临时板集电厂临时 110kV 变电所变电所一次一次系统系统 6.6.1.11.1 概述概述 新建一座 110kV 临时变电站为板集电厂调试运行供电。 6.6.1.21.2 规模规模 设计一台户外 110kV 开关， 一台 110kV/10kV、 50MVA 变压 器。 6.6.1.31.3 布置方式布置方式 采用电缆进线，变压器和开关于临时场地户外布置。 6.6.1.41.4 短路电流计算短路电流计算 短路电流计算结果表 最大运行方式 最小运行方式 板集电厂 110kV 母线短路 电流(kA) 4.24 2.83 板集电厂 110
30、kV 母线短路 容量(MVA) 807 539 6.6.1.51.5 设备选型设备选型 开关选用110kV户外设备， 额定电压126kV， 额定电流2000A， 额定短时开断电流 31.5kA。 变压器选用 SZ11-50000/110,11081.25%/10.5kV 有 载调压变压器。 21 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 6.6.1.61.6 防雷防雷 设置 2 只 30m 的独立避雷针，联合构成全站的防直击雷保护， 110kV 母线上装有避雷器以防止雷电过电压。 6.2 板
31、集电厂临时板集电厂临时 110kV 变电所变电所二次二次系统系统 6.6.2.12.1 保护配置保护配置 6.2.1.1 110kV 进线保护 过流、速断保护。 6.2.1.2 110kV 主变压器保护 （1）差动保护； （2）110kV、10kV 侧复合电压过电流保护； （3）零序电流电压保护； （4）变压器过负荷保护； （5）主变本体轻、重瓦斯保护； （6）主变本体温度信号； （7）过热风机启动； （8）有载调压开关轻、重瓦斯保护。 6.6.2.2.2 2 二次设备布置方案二次设备布置方案 设置于板集电厂电子控制室内。 6.6.2.2.3 3 电能计量电能计量 110kV 进线装设有 DS
32、SD331-B3S（0.2s）型多功能电度表 一块，能够对本路出线电气量的实时采集。 22 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 采集信号为：Ia、Ib、Ic、Wh、VARh； 6.6.2.2.4 4 直流系统直流系统 与板集电厂 10kV 保护共用一套直流系统供电。 6.6.2.2.5 5 通讯部分通讯部分 按照矿方与电厂达成的相关协议以及当地电网公司的要求执行。 6.3 土建结构土建结构 利用临时场地进行安装。断路器、CT、PT、变压器均采用户外 安装。 6.4 10kV 系统系统 电厂 10kV 系统为永久系统，临时供电时暂时接入 110kV 临时 变电所，待工程调试结束后与电厂永久系统合并。临时 110/10kV 变压器与 10kV 系统之间采用电缆连接，方便安装与拆除。 23 国投新集利辛国投新集利辛板集电厂板集电厂 2x1000MW2x1000MW 机组临时调试电源工程机组临时调试电源工程可行性研究报告可行性研究报告 7 投资估算投资估算 24