生活垃圾焚烧处理工程技术规范 CJJ90-2009
9.3 厂用电系统
9.3.1 垃圾焚烧厂厂用电接线设计应符合下列要求:
1 高压厂用电压可采用6kV或10kV。当利用余热发电时,高压厂用电压宜与发电机额定电压相同。
2 高压厂用母线宜采用单母线接线,接于每段高压母线的垃圾焚烧炉的台数不宜大于4台。
3 低压厂用母线应采用单母线接线。每条焚烧线宜由一段母线供电,并宜设置焚烧线公用段,每段母线宜由一台变压器供电。
4 当全厂有2个及以上相对独立的、可互为备用的高压厂用电源时,不宜设专用高压厂用备用电源。当无发电机母线时,应从高压配电装置母线中电源可靠的低一级电压母线引接,并应保证在全厂停电情况下,能从电力系统取得足够电力。当技术经济合理时,专用备用电源也可从外部电网引接。
5 按炉分段的低压厂用母线,其工作变压器应由对应的高压厂用母线段供电。
6 当有发电机电压母线时,与发电机电气上直接连接的6kV回路中的单相接地故障电流大于4A,或10kV回路中的单相接地故障电流大于3A,且要求发电机带内部单相接地故障继续运行时,宜在厂用变压器的中性点经消弧线圈接地,或可在发电机的中性点经消弧线圈接地。
7 发电机与主变压器为单元连接时,厂用分支上应装设断路器。
8 接有Ⅰ类负荷的高压和低压厂用母线,应设置备用电源。备用电源采用专用备用方式时应装设自动投入装置。备用电源采用互为备用方式时,宜手动切换。接有Ⅱ类负荷的高压和低压厂用母线,备用电源宜采用手动切换方式。Ⅲ类用电负荷可不设备用电源。
9 厂用变压器应符合下列规定:
1)厂用变压器接线组别的选择,应使厂用工作电源与备用电源之间相位一致,接线组别宜为D、yn11型,低压厂用变压器宜采用干式变压器;
2)厂区高压备用变压器的容量,应根据焚烧线的运行方式或要求确定。厂区低压备用变压器的容量,应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同;
3)低压厂用工作变压器数量为8台及以上时,低压厂用备用变压器可设置2台;
4)当技术经济合理时,应优先采用设置专用厂用备用变压器的备用方式;
5)当采用互为备用的低压厂用变压器时,不应再设置专用的低压厂用备用变压器。
10 低压厂用电接地形式宜采用TN-C-S或TN-S系统,室外路灯配电系统的接地形式宜采用TT系统。
11 高低压厂用电源的正常切换宜采用手动并联切换。在确认切换的电源合上后,应尽快手动断开或自动连锁切除被解列的电源。在需要的情况下,高压厂用电源与备用电源的切换操作应设置同期闭锁。
12 锅炉和汽轮发电机用的电动机,应分别连接到与其相应的高压和低压厂用母线上。互为备用的重要负荷,也可采用交叉供电的方式。对于工艺上有连锁要求的Ⅰ类电动机,应接于同一电源通道上。Ⅰ类公用负荷不应接在同一母线段上。
13 发电厂应设置固定的交流低压检修供电网络,并应在各检修现场装设检修电源箱,检修电源箱应设置漏电保护。
9.3.2 直流系统设计应符合国家现行标准《电力工程直流系统设计技术规程》DL/T 5044中的有关规定。垃圾焚烧厂宜装设一组蓄电池。蓄电池组的电压宜采用220V,接线方式宜采用单母线或单母线分段。
1 高压厂用电压可采用6kV或10kV。当利用余热发电时,高压厂用电压宜与发电机额定电压相同。
2 高压厂用母线宜采用单母线接线,接于每段高压母线的垃圾焚烧炉的台数不宜大于4台。
3 低压厂用母线应采用单母线接线。每条焚烧线宜由一段母线供电,并宜设置焚烧线公用段,每段母线宜由一台变压器供电。
4 当全厂有2个及以上相对独立的、可互为备用的高压厂用电源时,不宜设专用高压厂用备用电源。当无发电机母线时,应从高压配电装置母线中电源可靠的低一级电压母线引接,并应保证在全厂停电情况下,能从电力系统取得足够电力。当技术经济合理时,专用备用电源也可从外部电网引接。
5 按炉分段的低压厂用母线,其工作变压器应由对应的高压厂用母线段供电。
6 当有发电机电压母线时,与发电机电气上直接连接的6kV回路中的单相接地故障电流大于4A,或10kV回路中的单相接地故障电流大于3A,且要求发电机带内部单相接地故障继续运行时,宜在厂用变压器的中性点经消弧线圈接地,或可在发电机的中性点经消弧线圈接地。
7 发电机与主变压器为单元连接时,厂用分支上应装设断路器。
8 接有Ⅰ类负荷的高压和低压厂用母线,应设置备用电源。备用电源采用专用备用方式时应装设自动投入装置。备用电源采用互为备用方式时,宜手动切换。接有Ⅱ类负荷的高压和低压厂用母线,备用电源宜采用手动切换方式。Ⅲ类用电负荷可不设备用电源。
9 厂用变压器应符合下列规定:
1)厂用变压器接线组别的选择,应使厂用工作电源与备用电源之间相位一致,接线组别宜为D、yn11型,低压厂用变压器宜采用干式变压器;
2)厂区高压备用变压器的容量,应根据焚烧线的运行方式或要求确定。厂区低压备用变压器的容量,应与最大一台低压厂用工作变压器容量相同;
3)低压厂用工作变压器数量为8台及以上时,低压厂用备用变压器可设置2台;
4)当技术经济合理时,应优先采用设置专用厂用备用变压器的备用方式;
5)当采用互为备用的低压厂用变压器时,不应再设置专用的低压厂用备用变压器。
10 低压厂用电接地形式宜采用TN-C-S或TN-S系统,室外路灯配电系统的接地形式宜采用TT系统。
11 高低压厂用电源的正常切换宜采用手动并联切换。在确认切换的电源合上后,应尽快手动断开或自动连锁切除被解列的电源。在需要的情况下,高压厂用电源与备用电源的切换操作应设置同期闭锁。
12 锅炉和汽轮发电机用的电动机,应分别连接到与其相应的高压和低压厂用母线上。互为备用的重要负荷,也可采用交叉供电的方式。对于工艺上有连锁要求的Ⅰ类电动机,应接于同一电源通道上。Ⅰ类公用负荷不应接在同一母线段上。
13 发电厂应设置固定的交流低压检修供电网络,并应在各检修现场装设检修电源箱,检修电源箱应设置漏电保护。
9.3.2 直流系统设计应符合国家现行标准《电力工程直流系统设计技术规程》DL/T 5044中的有关规定。垃圾焚烧厂宜装设一组蓄电池。蓄电池组的电压宜采用220V,接线方式宜采用单母线或单母线分段。
条文说明
9.3.1 垃圾焚烧厂的垃圾热能利用方式多为供热或发电,用电设备对供电的连续性及可靠性要求高。
1 由于高压电动机数量较少及容量较小,发电机及高压厂用母线不宜设置两种电压等级。发电机出口电压应根据发电机、厂用变压器、高压电动机及电力电缆等设备运行参数、价格、当地电网情况等多方面因素综合比较确定。
2 根据目前国内外运行和在建垃圾焚烧厂电气接线,多为单母线接线。对接入系统、主接线及厂用电系统综合考虑,当设有2台及2台以上发电机时,可采用单母线分段接线。为方便焚烧厂的运行管理,简化电气接线,不推荐双母线或双母线分段接线方式。
3 通过对国内现有垃圾焚烧厂负荷统计,当单台垃圾焚烧炉小于300t/d时,低压母线以焚烧线为单元分段或分组,厂用变压器容量配置合理,运行方式较灵活。当设有保安柴油发电机组时,可设保安公用段,向全厂0Ⅰ、0Ⅱ及部分重要Ⅰ类负荷供电。正常工作时,厂用变压器可分列运行,也可并列运行,由发电机经厂用变压器供电,当工作段电源均断电时,柴油发电机组启动,向保安公用段供电。
当单台垃圾焚烧炉容量大于300t/d,根据负荷统计,应按照焚烧线分段,为使接线及运行方式更为合理,还需单独设置焚烧公用段,每段应由一台变压器供电。
4 外部电网引接专用线路作为高压厂用电备用电源,系指焚烧厂中有一级升高电压,向电网送电,而焚烧厂附近有较低电压等级的电网,且在垃圾焚烧厂停电时,能提供可靠电源。此时,可从该网引接专用线路作为备用电源。
5 当厂区高压电源失去以后,焚烧线的运行方式与汽轮机旁路的容量设置相关,高压备用电源容量应满足此时的焚烧线运行要求。
6 对于25MW及以下的机组,当采用发电机变压器组接线方式时,由于与发电机直接联系的电路距离较短,其单相接地故障电流很小,不会超过规定的允许值,因此采用发电机变压器组接线的发电机中性点,应采用不接地方式。
当有发电机电压母线时,尤其是当有电缆引出线时,发电机电压回路中的单相接地故障电流有超过允许值的可能,为了保护发电机和运行回路的安全供电,应以消弧线圈进行补偿,消弧线圈一般接在发电机中性点。
7 发电机的厂用分支线上装设断路器,可以提高垃圾焚烧厂用电的独立性,从而提高其可靠性,当发电机退出运行,焚烧线可通过备用电源继续运行。
8 目前引进设备MCC供电的负荷,既包括有按照本规范规定的Ⅰ、Ⅱ类负荷,也有部分Ⅲ类负荷,由于国内外设计思想的差别,接有Ⅰ、Ⅱ类负荷的MCC的供电是否必须双电源双回路供电,成为一个值得探讨的问题。当电动机中心远离动力中心,应对引进MCC的设备配电、控制方式提出要求,区分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷电动机的配电形式。当电动机中心与动力中心相邻,可将Ⅰ类负荷与Ⅱ、Ⅲ类负荷分开供电,即接有Ⅰ类负荷的MCC不允许接有Ⅱ、Ⅲ类负荷,对仅接有Ⅰ类或Ⅱ、Ⅲ类电动机的MCC采用专用单电源回路供电,电源直接接自动力中心,MCC上安装进线隔离开关。这样,当接有Ⅱ、Ⅲ类负荷的MCC发生故障,并不影响Ⅰ类负荷的供电,对Ⅰ类负荷而言,由于低压备用变压器为自动投入,仍可保证其双电源供电,从而保证了Ⅰ类负荷供电的可靠性。当Ⅰ类负荷出现问题,无论是一回出线、还是多回出线,停炉都在所难免,并不因多一回电源进线而更可靠。
焚烧厂厂用电包括下述几部分用电内容:
1)焚烧线部分:包括垃圾焚烧炉、燃烧空气系统、烟气净化系统、除渣系统、除飞灰系统。
2)垃圾输送与储存部分:包括称量系统、垃圾破碎、垃圾抓斗起重机、卸料门等。
3)发电与热力系统部分:包括汽轮发电机及辅机系统、热力系统、二次线及继电保护、自动装置等。
4)公用工程部分:包括循环水系统、压缩空气系统、供油系统、化学水处理系统、污水处理系统、消防系统、采暖通风及空调系统、直流系统、UPS系统、自控系统、照明系统、化验与维修等。
焚烧厂用电负荷按生产过程中的重要性可分为:
Ⅰ类负荷:短时(手动切换恢复供电所需的时间)停电可能影响人身或设备安全,使生产停顿、垃圾处理量或发电量大量下降的负荷。
Ⅱ类负荷:允许短时停电,但停电时间过长,有可能损坏设备或影响正常生产的负荷。
Ⅲ类负荷:长时间停电不会直接影响生产的负荷。
0Ⅰ类负荷:在机组运行期间以及停运(包括事故停运)过程中,甚至停运以后的一段时间内,需要连续供电的负荷,也称为不停电负荷。
0Ⅱ类负荷:在机组失去交流厂用电后,为保证机炉安全停运,避免主要设备损坏,重要自动控制失灵或推迟恢复供电,需保证持续供电的负荷,由蓄电池组供电。
焚烧厂厂用负荷分类参考表5常用厂用负荷特性表。
续表5
续表5
续表5
续表5
续表5
注:连续——每次连续带负荷2h以上者。
短时——每次连续带负荷2h以内、10min以上者。
断续——每次使用从带负荷到空载或停止,反复周期地工作,每个工作周期不超过10min。
经常——系指与正常生产过程有关的,一般每天都要使用的电动机。
不经常——系指正常不用,只是在检修、事故或机炉启停期间使用的电动机。
9 本条规定是为了提高厂用备用变压器与工作变压器之间的独立性,防止高压母线发生故障时,使接于本段的工作和备用变压器同时失去电源,造成所带Ⅰ类负荷失电,影响焚烧炉正常运行。
厂用变压器接线组别应一致,以利工作电源与备用电源并联切换的要求。低压厂用变压器建议采用D、ynll接线组别,考虑其零序阻抗小,单相短路电流大,提高保护开关动作灵敏度及提高承受三相不平衡负荷的能力。
10 本条规定主要考虑目前电厂中,电机等设备的配电电缆不包含PE纤芯,设备的接地主要利用接地网络就地连接。因此将原条文改为推荐性条文。
11 并联切换在火力发电厂中被广泛应用,正常情况下,这种切换方式可以保证切换过程中不失去厂用电,对机炉的稳定运行是有益的。现在的高低压断路器的可靠性有了很大的提高,拒合的概率较低,因此产生不良后果的概率也较低。
12 本条规定目的是尽量保证各焚烧线的电源及辅机的独立性,一段电源断电时,不至于影响到其他焚烧线的正常运行。
9.3.2 设置蓄电池组向变配电设备或发电机的控制、信号、继电保护、自动装置以及保安动力负荷、事故照明负荷等供电。
根据调查,垃圾焚烧厂全厂事故时,厂用电停电时间按30min计算蓄电池容量,即可满足要求,为了留有余量,规定交流厂用电事故停电时间按1h计算,供交流不停电电源的直流负荷计算时间按0.5h计算。
1 由于高压电动机数量较少及容量较小,发电机及高压厂用母线不宜设置两种电压等级。发电机出口电压应根据发电机、厂用变压器、高压电动机及电力电缆等设备运行参数、价格、当地电网情况等多方面因素综合比较确定。
2 根据目前国内外运行和在建垃圾焚烧厂电气接线,多为单母线接线。对接入系统、主接线及厂用电系统综合考虑,当设有2台及2台以上发电机时,可采用单母线分段接线。为方便焚烧厂的运行管理,简化电气接线,不推荐双母线或双母线分段接线方式。
3 通过对国内现有垃圾焚烧厂负荷统计,当单台垃圾焚烧炉小于300t/d时,低压母线以焚烧线为单元分段或分组,厂用变压器容量配置合理,运行方式较灵活。当设有保安柴油发电机组时,可设保安公用段,向全厂0Ⅰ、0Ⅱ及部分重要Ⅰ类负荷供电。正常工作时,厂用变压器可分列运行,也可并列运行,由发电机经厂用变压器供电,当工作段电源均断电时,柴油发电机组启动,向保安公用段供电。
当单台垃圾焚烧炉容量大于300t/d,根据负荷统计,应按照焚烧线分段,为使接线及运行方式更为合理,还需单独设置焚烧公用段,每段应由一台变压器供电。
4 外部电网引接专用线路作为高压厂用电备用电源,系指焚烧厂中有一级升高电压,向电网送电,而焚烧厂附近有较低电压等级的电网,且在垃圾焚烧厂停电时,能提供可靠电源。此时,可从该网引接专用线路作为备用电源。
5 当厂区高压电源失去以后,焚烧线的运行方式与汽轮机旁路的容量设置相关,高压备用电源容量应满足此时的焚烧线运行要求。
6 对于25MW及以下的机组,当采用发电机变压器组接线方式时,由于与发电机直接联系的电路距离较短,其单相接地故障电流很小,不会超过规定的允许值,因此采用发电机变压器组接线的发电机中性点,应采用不接地方式。
当有发电机电压母线时,尤其是当有电缆引出线时,发电机电压回路中的单相接地故障电流有超过允许值的可能,为了保护发电机和运行回路的安全供电,应以消弧线圈进行补偿,消弧线圈一般接在发电机中性点。
7 发电机的厂用分支线上装设断路器,可以提高垃圾焚烧厂用电的独立性,从而提高其可靠性,当发电机退出运行,焚烧线可通过备用电源继续运行。
8 目前引进设备MCC供电的负荷,既包括有按照本规范规定的Ⅰ、Ⅱ类负荷,也有部分Ⅲ类负荷,由于国内外设计思想的差别,接有Ⅰ、Ⅱ类负荷的MCC的供电是否必须双电源双回路供电,成为一个值得探讨的问题。当电动机中心远离动力中心,应对引进MCC的设备配电、控制方式提出要求,区分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷电动机的配电形式。当电动机中心与动力中心相邻,可将Ⅰ类负荷与Ⅱ、Ⅲ类负荷分开供电,即接有Ⅰ类负荷的MCC不允许接有Ⅱ、Ⅲ类负荷,对仅接有Ⅰ类或Ⅱ、Ⅲ类电动机的MCC采用专用单电源回路供电,电源直接接自动力中心,MCC上安装进线隔离开关。这样,当接有Ⅱ、Ⅲ类负荷的MCC发生故障,并不影响Ⅰ类负荷的供电,对Ⅰ类负荷而言,由于低压备用变压器为自动投入,仍可保证其双电源供电,从而保证了Ⅰ类负荷供电的可靠性。当Ⅰ类负荷出现问题,无论是一回出线、还是多回出线,停炉都在所难免,并不因多一回电源进线而更可靠。
焚烧厂厂用电包括下述几部分用电内容:
1)焚烧线部分:包括垃圾焚烧炉、燃烧空气系统、烟气净化系统、除渣系统、除飞灰系统。
2)垃圾输送与储存部分:包括称量系统、垃圾破碎、垃圾抓斗起重机、卸料门等。
3)发电与热力系统部分:包括汽轮发电机及辅机系统、热力系统、二次线及继电保护、自动装置等。
4)公用工程部分:包括循环水系统、压缩空气系统、供油系统、化学水处理系统、污水处理系统、消防系统、采暖通风及空调系统、直流系统、UPS系统、自控系统、照明系统、化验与维修等。
焚烧厂用电负荷按生产过程中的重要性可分为:
Ⅰ类负荷:短时(手动切换恢复供电所需的时间)停电可能影响人身或设备安全,使生产停顿、垃圾处理量或发电量大量下降的负荷。
Ⅱ类负荷:允许短时停电,但停电时间过长,有可能损坏设备或影响正常生产的负荷。
Ⅲ类负荷:长时间停电不会直接影响生产的负荷。
0Ⅰ类负荷:在机组运行期间以及停运(包括事故停运)过程中,甚至停运以后的一段时间内,需要连续供电的负荷,也称为不停电负荷。
0Ⅱ类负荷:在机组失去交流厂用电后,为保证机炉安全停运,避免主要设备损坏,重要自动控制失灵或推迟恢复供电,需保证持续供电的负荷,由蓄电池组供电。
焚烧厂厂用负荷分类参考表5常用厂用负荷特性表。
表5 常用厂用负荷特性表
续表5
续表5
续表5
续表5
续表5
短时——每次连续带负荷2h以内、10min以上者。
断续——每次使用从带负荷到空载或停止,反复周期地工作,每个工作周期不超过10min。
经常——系指与正常生产过程有关的,一般每天都要使用的电动机。
不经常——系指正常不用,只是在检修、事故或机炉启停期间使用的电动机。
9 本条规定是为了提高厂用备用变压器与工作变压器之间的独立性,防止高压母线发生故障时,使接于本段的工作和备用变压器同时失去电源,造成所带Ⅰ类负荷失电,影响焚烧炉正常运行。
厂用变压器接线组别应一致,以利工作电源与备用电源并联切换的要求。低压厂用变压器建议采用D、ynll接线组别,考虑其零序阻抗小,单相短路电流大,提高保护开关动作灵敏度及提高承受三相不平衡负荷的能力。
10 本条规定主要考虑目前电厂中,电机等设备的配电电缆不包含PE纤芯,设备的接地主要利用接地网络就地连接。因此将原条文改为推荐性条文。
11 并联切换在火力发电厂中被广泛应用,正常情况下,这种切换方式可以保证切换过程中不失去厂用电,对机炉的稳定运行是有益的。现在的高低压断路器的可靠性有了很大的提高,拒合的概率较低,因此产生不良后果的概率也较低。
12 本条规定目的是尽量保证各焚烧线的电源及辅机的独立性,一段电源断电时,不至于影响到其他焚烧线的正常运行。
9.3.2 设置蓄电池组向变配电设备或发电机的控制、信号、继电保护、自动装置以及保安动力负荷、事故照明负荷等供电。
根据调查,垃圾焚烧厂全厂事故时,厂用电停电时间按30min计算蓄电池容量,即可满足要求,为了留有余量,规定交流厂用电事故停电时间按1h计算,供交流不停电电源的直流负荷计算时间按0.5h计算。
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