垃圾焚燒電廠中110kV接入系統(tǒng)的方案分析

陳晗

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，治理垃圾已經(jīng)逐步成為不同領(lǐng)域都較為關(guān)注的問題，通過建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠，不僅能夠有效處理城市的各類垃圾，還可改善居民生活環(huán)境，最大程度上緩解土地使用壓力，有利于協(xié)調(diào)好生物發(fā)電、垃圾處理之間的關(guān)系，基于此，本文以某垃圾焚燒廠為例，重點(diǎn)分析其110kV接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

【關(guān)鍵詞】垃圾焚燒廠；110kV接入系統(tǒng)；生物發(fā)電；設(shè)計(jì)方案

為科學(xué)探究垃圾焚燒電廠中接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，本文以某垃圾焚燒廠為例，該工程在某年10月正式投運(yùn)，總裝機(jī)容量為63MW，總規(guī)模擬日處理生活垃圾達(dá)3400噸，年發(fā)電量達(dá)到1.353×108kWh。該電廠的選址以當(dāng)前我國建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為準(zhǔn)，位于兩市的交界位置，且交通較為便捷，與填埋場靠近，具備良好的地理優(yōu)勢。經(jīng)過多方考察與分析后，垃圾焚燒電廠選擇110kV電壓等級的介入系統(tǒng)，按照可行性、經(jīng)濟(jì)性等原則，垃圾焚燒電廠110kV線路的出線接入某變電站110kV側(cè)，并接到區(qū)域的電網(wǎng)系統(tǒng)中，對其線路、路徑均做出了合理設(shè)計(jì)，其具體方案分為以下幾方面。

1、垃圾焚燒廠中110kV接入系統(tǒng)的一次設(shè)計(jì)

1.1垃圾焚燒廠電廠主接線設(shè)計(jì)

根據(jù)垃圾焚燒電廠的規(guī)劃、設(shè)計(jì)，該電廠配置2臺垃圾焚燒機(jī)械爐排爐，其處理能力達(dá)每天500噸；配置凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，其裝機(jī)容量達(dá)1×20MW，同時(shí)已經(jīng)預(yù)留好二期的擴(kuò)建空間。發(fā)電機(jī)組的出口電壓控制在10.5kV，設(shè)計(jì)10kVⅡ段分段、10kVⅠ段分段，其接線方式為單母線分段接線，并配置發(fā)電機(jī)出口母線，為了給后期做好準(zhǔn)備，每段均設(shè)置升壓變進(jìn)行連接，將其升壓到110kV。同時(shí)，該垃圾焚燒廠用電系統(tǒng)采取兩級電壓，分別為380/220V、10kV，用升壓變低壓側(cè)連接廠用工作、備用電源。此外，本工程僅裝設(shè)1臺25MVA主變?nèi)萘康纳龎鹤儯褂脝文妇€接線方式連接110kV，經(jīng)過母線匯流之后，用一回110kV線路接入某110kV變電站的110kV側(cè)，使用5.43km的雙分裂LGJ-300導(dǎo)線。

1.2選擇恰當(dāng)?shù)睦贌龔S電廠升壓變壓器與斷路器

垃圾焚燒電廠設(shè)1臺無勵(lì)磁升壓變壓器，為1×20MW，主變?nèi)萘繛?5MWA，以滿足二期擴(kuò)建的要求。同時(shí)，根據(jù)相關(guān)短路電流的計(jì)算數(shù)據(jù)，結(jié)合電網(wǎng)的發(fā)展要求，該垃圾焚燒電廠110kV接入系統(tǒng)的斷路器遮斷電流確定為40kA，經(jīng)過短路電流的校檢后可知，系統(tǒng)斷路器額定開斷電流均符合相關(guān)要求，無須更換。

1.3一次設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃

從以上分析可知，垃圾焚燒電廠110kV接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案為：接線方式為發(fā)電機(jī)—變壓器組，1×20MW機(jī)組，直接接入110kV電力系統(tǒng)，用5.4千米的LGJ-300接入110kV某變電站的110kV側(cè)，出線1回，擴(kuò)建110kV出線間隔。

2、110kV接入系統(tǒng)的安全自動裝置、繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)

為設(shè)計(jì)110kV接入系統(tǒng)的一次方案，該電廠接入系統(tǒng)變電站的相關(guān)繼電保護(hù)裝置、安全自動裝置均按照《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)范圍分為110kV母線與線路保護(hù)、故障錄波裝、安全自動裝置等。

2.1 110kV接入系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)方案

（1）保護(hù)110kV線路，針對垃圾焚燒電廠110kV接入電網(wǎng)線路而言，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案，其線路長5.4千米，從垃圾電廠開始，到110kV變電站結(jié)束。于并網(wǎng)線路的兩側(cè)均設(shè)置一套光纖差動保護(hù)作為主保護(hù)，后備保護(hù)為接地距離、三段相間距離以及多段零序電流保護(hù)。此外，其專用纖芯為在隨線路處架設(shè)一根光纜（型號為OPGW），線路中OPGW光纖通道用于保護(hù)光差；（2）保護(hù)110kV的母線。在本垃圾焚燒電廠的升壓站中，選擇單母線的接線方式，為確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，110kV升壓站設(shè)置一套母線保護(hù)，其設(shè)計(jì)要求應(yīng)符合電廠的最終規(guī)模要求，母線保護(hù)不會受到系統(tǒng)故障、CT飽和等因素的影響；（3）設(shè)置系統(tǒng)故障錄波，本垃圾焚燒電廠110kV接入系統(tǒng)中配置一套完整的故障錄波裝置，分為三個(gè)模塊，即轉(zhuǎn)換裝置、遠(yuǎn)傳功能模塊、軟件模塊。

2.2 110kV接入系統(tǒng)中保護(hù)設(shè)備的預(yù)算

110kV接入系統(tǒng)中保護(hù)設(shè)備分為：垃圾焚燒電廠線路光纖電流差動保護(hù)屏、焚燒電廠母線保護(hù)屏、110kV故障錄波屏、繼電保護(hù)電源柜、備自投裝置改造等，其設(shè)備預(yù)算控制在150萬元之內(nèi)。

3、110kV接入系統(tǒng)中調(diào)度自動化設(shè)計(jì)

3.1 110kV接入系統(tǒng)中調(diào)度自動化配置

首先，配置一套微機(jī)遠(yuǎn)動系統(tǒng)，分為功能屏、RTU，其中RTU主要負(fù)責(zé)收集電廠全部遠(yuǎn)動信息，接受、執(zhí)行總調(diào)度端下發(fā)的調(diào)度指令，其功能要求有：具備數(shù)據(jù)收集、遠(yuǎn)傳等基本功能，能夠支持系統(tǒng)的主備雙通道，遇到故障時(shí)可自動切換到備用通道；其次，配置一套電能計(jì)量系統(tǒng)，分為計(jì)量點(diǎn)、計(jì)量設(shè)備等模塊，其要求有：能夠把電量穩(wěn)定傳送至調(diào)度端的總劑量主站，報(bào)警輸出功能多樣等。

3.2 110kV接入系統(tǒng)中遠(yuǎn)動信息的傳輸方式

110kV接入系統(tǒng)運(yùn)動信息的傳輸方式應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)動通道，以提升整體傳輸質(zhì)量，在本電廠中，通過增加監(jiān)控系統(tǒng)的方式，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定傳輸。

結(jié)束語：

綜上所述，處理焚燒垃圾是當(dāng)前社會各界均較為關(guān)注的問題，通過建設(shè)垃圾焚燒電廠的方式，能夠有效提升垃圾處理的效率，還可充分優(yōu)化資源配置，需要注意的是，建設(shè)垃圾焚燒電廠涉及的領(lǐng)域較為廣泛，包括市政規(guī)劃、環(huán)境科學(xué)、電氣設(shè)計(jì)等，因此，在設(shè)計(jì)垃圾焚燒電廠的接入系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)綜合考慮實(shí)際情況，選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案，從而保障電力系統(tǒng)的可靠、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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