中华人民共和国电力行业标准
火力发电厂厂用电设计技术规程
Technical code for the design of auxiliary power system of fossil-fired power plant
DL/T 5153-2014
代替DL/T 5153-2002
主编部门:电力规划设计总院
批准部门:国家能源局
施行日期:2015年3月1日
国家能源局公告
2014年 第11号
依据《国家能源局关于印发<能源领域行业标准化管理办法(试行)>及实施细则的通知》(国能局科技[2009]52号)有关规定,经审查,国家能源局批准《压水堆核电厂用碳钢和低合金钢第17部分:主蒸汽系统用推制弯头》等330项行业标准,其中能源标准(NB)71项、电力标准(DL)122项和石油天然气标准(SY)137项,观予以发布。
附件:行业标准目录
国家能源局
2014年10月15日
附件:
行业标准目录
前 言
根据《国家发展改革委办公厅关于印发2008年行业标准计划的通知》(发改办工业[2008]1242号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结经验,并在广泛征求意见的基础上,对《火力发电厂厂用电设计技术规程》DL/T 5153-2002进行修订。
本标准修订后共有9章17个附录,保持了2002年版本的基本框架,本次修订的主要内容是:
1. 针对《火力发电厂厂用电设计技术规定》DL/T 5153-2002对600MW以上机组,特别是1000MW等级机组的厂用电设计覆盖不甚全面的情况,结合国内近几年近百台1000MW级机组的设计及近50台运行的经验,对原条文作了修改、补充和完善。
2. 新增了“厂用电负荷分类”、“厂用电的电能质量”、“谐波抑制”等章节,以适应厂用电设计面临的新情况。
3. 修订着重对厂用电负荷分类、厂用电压等级、高低压厂用电系统中性点接地方式、高压厂用电接线方式、厂用电负荷统计、高压备用电源的设置和引接等厂用电设计的重点环节作了更新和补充,使本次修订后的条文对当前大容量火电机组的厂用电设计更具规范性和指导性。
4. 修订新增了厂用负荷统计中用于统计互为备用的低压变压器计算负荷的条文,可优化高压厂用变压器的容量;对装设发电机断路器时的高压备用电源设置和引接、高压厂用变压器、高压启动/备用变压器的调压方式作了更为灵活的规定;在厂用配电装置布置中加入了目前较常用的中置式高压开关柜的相关布置要求。
5. 附录A对设计厂用电率,在原公式的基础上进一步提出了按机组实际运行工况,并进行时间加权分段统计的估算方法;附录B更新了锅炉、汽机专业的负荷名称;附录M、N更新了低压厂用电系统短路电流表和曲线,加入了2500KVA干式变压器的相关应用。
本标准自实施之日起,替代《火力发电厂厂用电设计技术规定》DL/T 5153-2002。
本标准由国家能源局负责管理,由电力规划设计总院提出,由能源行业发电设计标准化技术委员会负责日常管理,由中国电力工程顾问集团华东电力设计院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送电力规划设计总院(地址:北京市西城区安德路65号,邮政编码:100120)。
本标准主编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:中国电力工程顾问集团华东电力设计院
主要起草人:顾越岭 徐剑浩 李锡芝 王建芳 韩晓辉 何 平 缪震昆
主要审查人:孙旺林 王予英 黄生睿 张俊珍 李 和 王 丽 汪少勇 张 农 周 建 张朝阳 戴秋华 王继工 姚绍红 段宗周 张玉萍 朱 旻 张优社 周青媛 白文光 纪 铭 胡振兴
1 总 则
1.0.1 为了使火力发电厂交流厂用电系统(以下简称厂用电)的设计满足安全可靠、技术先进、经济适用的要求,制定本标准。
1.0.2 厂用电设计应贯彻国家的技术经济政策,确保发电厂运行、维护人员的人身安全和重大设备安全。
1.0.3 本标准适用于汽轮发电机组容量为125MW级及以上新建或扩建的凝汽式火力发电厂,也适用于50MW级及以上新建供热式机组的热电厂。
1.0.4 厂用电设计要同时考虑全厂发展规划和分期建设的情况,以达到安全可靠、经济适用、符合国情的要求,在设计中应积极慎重地采用经过运行考验并通过鉴定的新技术、新设备。
1.0.5 对于数量为2台及以上、单机容量为200MW级及以上的机组,宜保持各单元厂用电的独立性,减少单元之间的联系,以提高运行的安全可靠性。
1.0.6 厂用电设计除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术 语
2.0.1 设计厂用电率 design auxiliary power rate
是全年机炉发电和供热所需的自用电能消耗量分别与同一时期对应机组发电量和供热量的比值,是在设计阶段衡量、评估为满足整个发电和供热工艺流程而配置的辅机自用电能消耗量的指标。
设计厂用电率可按本标准附录A的方法估算。
3 厂用电接线
3.1 厂用电负荷分类
3.1.1 火力发电厂的厂用电负荷按其对人身安全和设备安全的重要性,可分为0类负荷和非0类负荷。厂用电负荷的重要性由其所属的工艺系统确定。停电将直接影响到人身或重大设备安全的厂用电负荷,称为0类负荷,除此之外的厂用电负荷均可视作非0类负荷。火力发电厂常用厂用电负荷的分类和特性宜遵循本标准附录B的有关规定。
3.1.2 0类负荷的分类按其重要性程度及对电源的要求不同应遵守以下原则:
1 0Ⅰ类负荷:在机组运行期间,以及停机(包括事故停机)过程中,甚至在停机以后的一段时间内,应由交流不间断电源(UPS)连续供电的负荷,即交流不停电负荷;
2 0Ⅱ类负荷:在发生全厂停电或在单元机组失去厂用电时,为了保证机组的安全停运,或者为了防止危及人身安全等原因,应在停电时继续由直流电源供电的负荷,即直流保安负荷;
3 0Ⅲ类负荷:在发生全厂停电或在单元机组失去厂用电时,为了保证机组的安全停运,或者为了防止危及人身安全等原因,应在停电时继续由交流保安电源供电的负荷,即交流保安负荷。
3.1.3 非0类负荷的分类按其在电能生产过程中的重要性不同,应遵守以下原则:
1 Ⅰ类负荷:短时停电可能影响设备正常使用寿命,使生产停顿或发电量大量下降的负荷;
2 Ⅱ类负荷:允许短时停电,但停电时间过长,有可能影响设备正常使用寿命或影响正常生产的负荷;
3 Ⅲ类负荷:长时间停电不会直接影响生产的负荷。
3.1.4 与火力发电厂生产无关的负荷不宜接入厂用电系统。行政办公楼、值班人员宿舍等少量厂前区负荷可通过专用低压厂用变压器接入高压厂用电系统。
3 厂用电接线
3.1 厂用电负荷分类
3.1.1 火力发电厂的厂用电负荷按其对人身安全和设备安全的重要性,可分为0类负荷和非0类负荷。厂用电负荷的重要性由其所属的工艺系统确定。停电将直接影响到人身或重大设备安全的厂用电负荷,称为0类负荷,除此之外的厂用电负荷均可视作非0类负荷。火力发电厂常用厂用电负荷的分类和特性宜遵循本标准附录B的有关规定。
3.1.2 0类负荷的分类按其重要性程度及对电源的要求不同应遵守以下原则:
1 0Ⅰ类负荷:在机组运行期间,以及停机(包括事故停机)过程中,甚至在停机以后的一段时间内,应由交流不间断电源(UPS)连续供电的负荷,即交流不停电负荷;
2 0Ⅱ类负荷:在发生全厂停电或在单元机组失去厂用电时,为了保证机组的安全停运,或者为了防止危及人身安全等原因,应在停电时继续由直流电源供电的负荷,即直流保安负荷;
3 0Ⅲ类负荷:在发生全厂停电或在单元机组失去厂用电时,为了保证机组的安全停运,或者为了防止危及人身安全等原因,应在停电时继续由交流保安电源供电的负荷,即交流保安负荷。
3.1.3 非0类负荷的分类按其在电能生产过程中的重要性不同,应遵守以下原则:
1 Ⅰ类负荷:短时停电可能影响设备正常使用寿命,使生产停顿或发电量大量下降的负荷;
2 Ⅱ类负荷:允许短时停电,但停电时间过长,有可能影响设备正常使用寿命或影响正常生产的负荷;
3 Ⅲ类负荷:长时间停电不会直接影响生产的负荷。
3.1.4 与火力发电厂生产无关的负荷不宜接入厂用电系统。行政办公楼、值班人员宿舍等少量厂前区负荷可通过专用低压厂用变压器接入高压厂用电系统。
3.2 厂用电电压等级
3.2.1 厂用电系统的电压值可按表3.2.1的规定确定,厂用电系统的电压可分为以下几类:
1 系统标称电压:用以标志或识别系统电压的给定值;
2 系统运行电压:在正常运行条件下系统的电压值。对于厂用电系统,系统运行电压为系统标称电压的1.05倍;
3 系统最高电压:在正常运行条件下,在系统的任何时间和任何点上出现的电压最高值。
表3.2.1 厂用电系统的电压及参考数值
3.2.2 厂用电设备的电压可分为以下几类:
1 (开关)设备额定电压:由电气设备的制造厂家确定,用以规定元件、器件或设备的额定工作条件的电压。对于3kV及以上的电气设备,其额定电压为设备所在系统的最高电压;
2 (开关)设备最高电压:电气设备最高电压就是该设备可以应用的“系统最高电压”的最大值。设备最高电压仅指高于1000V的系统标称电压。
3.2.3 火力发电厂可采用3kV、6kV、10kV作为高压厂用电系统的标称电压。高压厂用电电压等级的选取应遵循以下原则:
1 在高压厂用电接线形式相同的前提下,宜选择可以使高压厂用母线短路水平更低的电压等级,以便选用较低开断水平的开关设备;
2 在高压厂用电接线形式相同、高压厂用母线短路水平相同的前提下,宜选择较低的高压厂用电电压等级,以便选用较低绝缘要求的厂用电设备。
3.2.4 按机组容量的不同,高压厂用电电压等级应按照如下原则选择:
1 单机容量为50MW级~60MW级的机组,发电机电压为10.5kV时,可采用3kV或10kV;发电机电压为6.3kV时,可采用6kV;
2 单机容量为125MW级~300MW级的机组宜采用6kV一级高压厂用电电压;
3 单机容量为600MW级及以上的机组,可根据工程具体条件,采用6kV一级,或10kV一级,或10kV/6kV二级,或10kV/3kV二级高压厂用电电压。
3.2.5 火力发电厂可采用380V、380/220V作为低压厂用电的标称电压。单机容量为200MW级及以上的机组,主厂房内的低压厂用电系统宜采用动力与照明分开供电的方式,动力网络的电压宜采用380V或380/220V。
3.3 厂用电的电能质量
3.3.1 火力发电厂厂用电系统的电能质量包括电压的质量和频率的质量等,电能质量宜符合下列要求:
1 正常工作情况下,交流母线的电压波动范围宜在母线标称电压的95%~105%之内;
2 正常工作情况下,当由电力系统向厂用母线供电时,交流母线的频率波动范围不宜超过49.5Hz~50.5Hz;当由厂内交流电源供电时,交流母线的频率波动范围不宜超过49Hz~51Hz;
3 正常工作情况下,交流母线的各次谐波电压含有率不宜大于3%。电压总谐波畸变率,380V厂用电系统不宜大于5%,6kV及10kV厂用电系统不宜大于4%。
3.4 厂用电系统中性点的接地方式
3.4.1 火力发电厂高压厂用电系统中性点接地方式可采用不接地或经电阻接地方式。高压厂用电系统中性点接地方式及保护动作对象的选择应符合表3.4.1的要求。
表3.4.1 高压厂用电系统中性点接地方式及保护动作对象的选择
注:1 当高压厂用电系统的接地电容电流在7A及以下时,其中性点可采用不接地方式,也可采用经高电阻接地方式并通过接地电阻的选择,控制单相接地故障总电流小于10A,保护动作于报警信号。
2 当高压厂用电系统的接地电容电流在7A以上且在10A及以下时,其中性点可采用不接地方式,也可采用经低电阻接地方式,相应的单相接地故障总电流应分别按照注1或注3进行选择。
3 当高压厂用电系统的接地电容电流在10A以上时,其中性点宜采用低电阻接地方式。接地电阻的选择应使发生单相接地故障时,电阻电流不小于电容电流,并且单相接地故障总电流值应使保护装置准确且灵敏地动作于跳闸。
3.4.2 高压厂用电系统中性点接地设备的选择计算可按照本标准附录C的方法进行。
3.4.3 火力发电厂低压厂用电系统中性点的接地方式应符合现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660的规定。
3.5 厂用母线的接线方式
3.5.1 高压厂用母线应采用单母线接线。在确定每台机组高压厂用母线的段数时,应考虑母线额定电流、短路电流水平、电动机起动电压降水平、电压调整以及双套辅机由不同母线段供电等要求。高压厂用母线的设置应遵循以下原则:
1 单机容量为50MW级~60MW级的机组,每台机组可设1段高压厂用母线;当机炉不对应设置且锅炉容量为400t/h以下时,每台锅炉可设1段高压厂用母线;
2 单机容量为125MW级~300MW级的机组,每台机组的每一级高压厂用电压母线应为2段,并将双套辅机的电动机分接在2段母线上;
3 单机容量为600MW级的机组,每台机组的高压厂用电压母线不应少于2段,并将双套辅机的电动机分接在2段母线上;
4 单机容量为1000MW级及以上的机组,每台机组的每一级高压厂用电压母线不应少于2段,并将双套辅机的电动机分接在2段母线上。
3.5.2 厂区范围内公用负荷较多、容量较大、采用组合供电方式合理时,宜设立高压公用段母线,全厂高压公用段母线不应少于2段,并由2台机组的高压厂用母线供电,或由单独的高压厂用变压器供电,以保证重要公用负荷的供电可靠性。
3.5.3 低压厂用母线应采用单母线接线。低压厂用母线的设置应遵循以下原则:
1 单机容量为50MW级~60MW级的机组,且在低压厂用母线上接有机炉的Ⅰ类负荷时,宜按炉或机对应分段,且低压厂用电与高压厂用电分段一致;
2 单机容量为125MW级~200MW级的机组,每台机组可由2段母线供电,并将双套辅机的电动机分接在2段母线上,2段母线可由1台变压器供电;
3 单机容量为300MW级及以上的机组,每台机组应按需设置成对的母线,并将双套辅机的电动机分接在成对的母线上,每段母线宜由1台变压器供电。当成对设置母线使变压器容量及低压电器设备选择有困难时,可以增加母线的段数,或采用明备用方式。
3.5.4 独立供电的主厂房照明母线应采用单母线接线。单机容量为200MW级及以上的机组,每个单元机组可设1台照明变压器,当设有检修变压器时,可从检修变压器取得备用电源,也可采用2台机组互为备用的方式。照明母线的电源进线上宜装设分级补偿的有载自动调压器,或照明变压器采用有载调压开关,使照明母线的电压自动调整在380/220V的100%~105%范围内。
3.6 厂用工作电源
3.6.1 高压厂用工作电源宜采用下列引接方式:
1 当有发电机电压母线时,宜由各段母线引接,供给接在该段母线上的机组的厂用负荷;
2 当发电机与主变压器为单元连接时,宜由主变压器低压侧引接,供给该机组的厂用负荷。
3.6.2 高压厂用工作电源的设置应遵循以下原则:
1 单机容量为50MW级~125MW级的机组,每台机组宜采用1台双绕组变压器作高压厂用工作变压器,当发电机电压和高压厂用电电压一致时,可不设高压厂用工作变压器,或设置限流电抗器以限制高压厂用母线的短路电流;
2 单机容量为200MW级~300MW级的机组,每台机组宜采用1台分裂变压器作高压厂用工作变压器;
3 单机容量为600MW级的机组,每台机组可采用1台分裂变压器,或1台分裂变压器加1台双绕组变压器作高压厂用工作变压器;
4 单机容量为1000MW级及以上的机组,每台机组可采用2台分裂变压器,或1台分裂变压器加1台双绕组变压器作高压厂用工作变压器;当技术经济合理时,也可采用1台分裂变压器。当有二级高压厂用电压时,可采用三绕组变压器代替分裂变压器。
3.6.3 单机容量为125MW级及以下机组宜在厂用分支线上装设断路器。当没有所需开断短路电流参数的断路器时,可采用能够满足动稳定要求的断路器,但应采取相应的措施,使该断路器仅在其允许的开断短路电流范围内切除短路故障;也可采用能满足动稳定要求的隔离开关或连接片等。
3.6.4 当厂用分支线采用离相封闭母线时,在该分支线上不应装设断路器和隔离开关。
3.6.5 高压厂用电抗器宜装设在断路器之后,断路器的分断能力和动热稳定可按电抗器后短路条件进行验算。布置合理时,也可将电抗器装设在断路器之前。
3.6.6 按机或炉分段的低压厂用母线,或按双路电源通道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。
3.7 厂用备用、启动/备用电源
3.7.1 备用电源的设置及其切换方式应符合现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660的相关规定。
3.7.2 对于接有Ⅰ类负荷的高压和低压动力中心的厂用母线,宜设置备用电源。对于接有Ⅱ类负荷的高压和低压动力中心的厂用母线,可设置备用电源。对于仅接有Ⅲ类负荷的厂用母线,可不设置备用电源。
3.7.3 全厂设置的高压厂用备用或启动/备用电源的功能应满足以下要求:
1 在未装设发电机断路器或负荷开关时,高压启动/备用电源主要作为机组启动和停机的电源,并兼作厂用备用和机组检修电源;
2 在装设发电机断路器或负荷开关时,高压厂用备用电源主要作为机组事故停机的电源,兼作厂用备用和机组检修电源。
3.7.4 单机容量为50MW级~125MW级的机组,高压厂用备用(启动/备用)变压器或电抗器应按照以下原则设置:
1 单机容量为100MW级及以下的机组,高压厂用工作变压器(或电抗器)的数量在6台(组)及以上时,可设置第二台(组)高压厂用备用变压器(或电抗器);
2 单机容量为100MW级~125MW级的机组采用单元制时,高压厂用工作变压器的数量在5台及以上,可设置第二台高压厂用备用变压器。
3.7.5 单机容量为200MW级~1000MW级的机组,当未装设发电机断路器或负荷开关时,高压启动/备用变压器应按照以下原则设置:
1 单机容量为200MW级~300MW级的机组,每两台机组可设1台高压启动/备用变压器;
2 单机容量为600MW级~1000MW级的机组,每两台机组可设1台或2台高压启动/备用变压器;
3 高压启动/备用变压器的台数和容量设置,应满足每两台机组中的任意一台机组启动/备用的功能要求。
3.7.6 单机容量为300MW级~1000MW级的机组,当装设发电机断路器或负荷开关时,高压厂用备用变压器应按照以下原则设置:
1 当从厂内高压配电装置母线引接机组的高压厂用备用电源时,使用同容量高压厂用备用电源的4台及以下机组,可设1台高压厂用备用变压器;使用同容量高压厂用备用电源的5台及以上机组,除了设1台高压厂用备用变压器外,可再设置1台不接线的高压厂用工作变压器;
2 当从另一台机组的高压厂用工作变压器低压侧厂用工作母线引接本机组的事故停机高压电源,即机组之间对应的高压厂用母线设置联络,互为事故停机电源时,可以不设专用的高压厂用备用变压器,按需设置1台不接线的高压厂用工作变压器。
3.7.7 每两台机组设置2台高压厂用启动/备用变压器时,变压器高压侧断路器和隔离开关的配置应符合现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660的规定。
3.7.8 高压厂用备用或启动/备用电源应采用下列引接方式:
1 当有发电机电压母线时,宜由该母线引接1个备用电源;
2 当无发电机电压母线时,可由全厂高压母线中电源可靠的最低一级电压母线或由联络变压器的第三(低压)绕组引接,并应保证在全厂停机的情况下,能从外部电力系统取得足够的电源,包括三绕组变压器的中压侧从高压侧取得电源;
3 当装设发电机断路器且机组台数为2台及以上时,还可由1台机组的高压厂用工作变压器低压侧厂用工作母线引接另1台机组的高压备用电源,即机组之间对应的高压厂用母线设置联络,互为事故停机电源;
4 当技术经济合理时,可由外部电网引接专用线路供电;
5 当全厂有2个及以上高压厂用备用或启动/备用电源时,宜引自2个相对独立的电源。
3.7.9 从220kV以上中性点直接接地的电力系统中引接的高压厂用备用或启动/备用变压器,其中性点的接地线上不应装设隔离开关。
3.7.10 当低压厂用备用电源采用专用备用变压器时,备用变压器应按以下要求设置:
1 单机容量为125MW级及以下的机组,低压厂用工作变压器的数量在8台及以上时,可增设第二台低压厂用备用变压器;
2 单机容量为200MW级的机组,每2台机组可合用1台低压厂用备用变压器;
3 单机容量为300MW级及以上的机组,每台机组宜设1台或多台低压厂用备用变压器。
3.7.11 当低压厂用变压器成对设置时,互为备用的负荷应分别由2台变压器供电,2台变压器之间不应装设自动投入装置。
3.7.12 远离主厂房的Ⅱ类负荷宜采用邻近的2台变压器互为备用的方式。互为备用的低压厂用变压器不应再设专用的备用变压器。
3.7.13 低压厂用备用变压器不宜与需要由其自动投入的低压厂用工作变压器接在同一高压母线段上。
3.7.14 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的相位一致,以便厂用电源的切换可采用并联切换的方式。低压厂用变压器宜采用“Dyn”接线,如确有需要,也可以考虑采用其他接线组别。
3.7.15 全厂只有1个高压或低压厂用备用或启动/备用电源时,其与各厂用母线段的连接方式宜符合以下要求:
1 备用电源宜采用分组支接的方式,每组支接的母线段可为2段~4段;
2 在备用或启动/备用变压器的低压侧总出口处宜装设隔离电器。
3.8 交流保安电源
3.8.1 200MW级及以上机组的交流保安电源的设置应符合现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660的规定。
3.8.2 柴油发电机组的选择应符合本标准附录D的有关规定。
3.8.3 交流保安电源的电压和中性点接地方式应符合现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660的规定。
3.8.4 交流保安母线段应采用单母线接线,按机组分段,分别供给本机组的交流保安负荷。
3.8.5 正常运行时保安母线段应由本机组的低压明或暗备用动力中心供电,当确认本机组动力中心真正失电后应能切换到交流保安电源供电。
3.9 交流不间断电源
3.9.1 交流不间断电源的设置和接线方式应符合现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660的规定。
3.9.2 单元机组的交流不间断电源装置宜由一路交流主电源、一路交流旁路电源和一路直流电源供电。交流主电源和交流旁路电源应由不同厂用母线段引接。对于设有交流保安电源的机组,交流主电源宜由保安电源引接。直流电源可由机组的直流动力电源引接或独立设置蓄电池组供电。
3.9.3 交流不间断电源装置旁路开关的切换时间不应大于5ms;交流厂用电消失时,交流不间断电源满负荷供电时间不应小于0.5h。
3.10 厂用电负荷的连接和供电方式
3.10.1 厂用电负荷的连接应采用以下原则:
1 锅炉和汽轮发电机组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段上。对于单机容量50MW级~60MW级的机组,互为备用的重要设备也可采用交叉供电方式;
2 当每台机组有2段厂用母线时,应将双套辅机分接在2段母线上。对于工艺上有联锁要求的Ⅰ类高低压电动机,应接于同一条电源通道上;
3 当无公用母线段时,全厂公用性负荷应根据负荷容量和对供电可靠性的要求,分别接在各段厂用母线上,但应适当集中。当有公用母线段时,相同的Ⅰ类公用电动机不应全部接在同一公用母线段上;
4 无汽动给水泵的单机容量为200MW级~1000MW级的机组,每台机组有2台及以上电动给水泵时,电动给水泵应分接在本机组的各段高压工作母线上。当分接后仍有多余1台电动给水泵时,应采用跨接在本机组其中2段高压工作母线上供电的方式;
5 有汽动给水泵的单机容量为300MW级~1000MW级的机组,其备用电动给水泵宜接在本机组的工作母线上。
3.10.2 主厂房附近的高压厂用电动机和低压厂用变压器宜由主厂房内的高压厂用工作母线段单独供电,也可采用组合供电方式,即在负荷中心设立2段公用母线段,其电源可分别从不同机组的高压工作母线上引接。
3.10.3 对远离主厂房的高压电动机,当仅为单元机组单独使用时,应接自本机组的高压厂用工作母线段;如为2台及以上机组公用时,可采用下列接线方式:
1 在负荷中心设置配电装置,可从不同机组的高压厂用工作母线段引接2回及以上线路作为工作电源和备用电源。备用电源也可由外部电网引接;
2 在负荷中心设置变电所,可从不同机组的高压厂用工作母线段或公用段经升压变压器引接2回线路,也可从发电厂内110kV以下配电装置的不同母线段引接2回线路作为工作电源和备用电源。
3.10.4 中央水泵房可采用以下供电方式:
1 单元制机组独用的各电动机可直接由主厂房内各机组厂用工作母线段单独供电;
2 当全厂只有1个水泵房时,可在水泵房设置2段专用母线,循环水泵电动机分别接于2段母线上,由主厂房内不同机组的厂用工作母线段引接2回工作电源和1回备用电源。备用电源也可由外部电网引接;
3 当水泵房数量在2个及以上,且各泵房供水量相差不大时,可在每个泵房设置1段专用母线,分别从主厂房内不同机组的厂用工作母线段引接工作电源和备用电源。备用电源也可由外部电网引接;
4 当水泵房远离主厂房,且负荷较大时,也可就地设置变电所,从主厂房内不同机组的高压厂用工作母线段经升压变压器,或从发电厂内110kV以下配电装置的不同母线段引接2回及以上线路作为工作电源和备用电源。
3.10.5 主厂房内低压电动机可采用明备用动力中心(PC)和电动机控制中心(MCC)的供电方式,也可采用暗备用动力中心(PC)和电动机控制中心(MCC)的供电方式,并应满足以下要求:
1 明备用动力中心和电动机控制中心的供电应采用以下方式:
1)Ⅰ类电动机和容量为75kW及以上的Ⅱ、Ⅲ类电动机宜由动力中心直接供电;
2)容量为75kW以下的Ⅱ、Ⅲ类电动机宜由电动机控制中心供电;
3)容量为5.5kW及以下的Ⅰ类电动机,如有2台,且互为备用时,可由动力中心不同母线段上供电的电动机控制中心供电;
4)电动机控制中心上接有Ⅱ类负荷时,应采用双电源供电,手动切换;当仅接有Ⅲ类负荷时,可采用单电源供电。
2 暗备用动力中心和电动机控制中心的供电应采用以下方式:
1)低压厂用变压器、动力中心和电动机控制中心宜成对设置,建立双路电源通道。2台低压厂用变压器间暗备用,应采用手动切换;
2)成对的电动机控制中心应由对应的动力中心单电源供电。成对的电动机应分别由对应的动力中心和电动机控制中心供电;
3)容量为75kW及以上的电动机宜由动力中心供电,容量为75kW以下的电动机宜由电动机控制中心供电;
4)单台的Ⅰ、Ⅱ类电动机应单独设立1个双电源供电的电动机控制中心,双电源应从不同的动力中心引接;对接有Ⅰ类负荷的电动机控制中心双电源,应自动切换,仅接有Ⅱ类负荷的电动机控制中心双电源,可手动切换。
3.10.6 主厂房以外低压电动机的供电应采用以下方式:
1 对于输煤、除灰、化学水处理、油泵房和电气除尘等车间,当其负荷中心离主厂房较远,且容量较大时,宜单独装设变压器供电,并根据负荷的重要性,装设备用电源的自动或手动投入装置。当容量不大,且离主厂房较近时,可由主厂房内动力中心或电动机控制中心直接供电;
2 380V深井水泵电动机群宜采用变压器电动机组支接在高压专用架空线路上的方式供电。
3.10.7 由双电源手动切换供电的电动机控制中心应采用以下接线方式:
1 2回电源进线接自同一台变压器时,可采用2副能开断额定电流的单投进线负荷开关的接线;
2 2回电源进线接自不同变压器时,应采用1副能开断额定电流的双投或2副相互闭锁并能开断额定电流的单投进线负荷开关的接线。
3.10.8 直吹式制粉系统的给煤电动机和对应的磨煤机及其附属设备,宜接于同一条电源通道上。
3.10.9 给粉电动机应采用以下供电方式:
1 当主厂房低压电动机采用明备用动力中心和电动机控制中心的供电方式时,每炉应设置2个独立的配电柜。配电柜应采用单母线接线,且按照当“给粉电动机失去一半时,锅炉能继续运行”的原则,将给粉电动机分接在2个配电柜上。每个配电柜应有1个工作电源和1个备用电源。工作电源和备用电源应接于明备用动力中心的不同母线段上。正常运行时,2个配电柜的工作电源应由明备用动力中心的不同母线段供电。当配电柜上工作电源失电而备用电源有电时,应自动切换到备用电源。当工作电源和备用电源同时失电时,则应经延时断开工作电源和备用电源,以免在锅炉熄火后,恢复供电时再送入煤粉引起锅炉爆炸;
2 当主厂房低压电动机采用暗备用动力中心和电动机控制中心的供电方式时,每炉可按给粉喷嘴分层或分组的情况,设置单电源供电的配电柜。当给粉喷嘴层数或组数为奇数时,可增加1个配电柜,有1个给粉喷嘴层或组由2个配电柜供电,配电柜分别接自2个不同的暗备用动力中心;根据工艺要求,也可采用奇数中的1个给粉喷嘴层或组接1个配电柜,而将配电柜交叉接自2个不同的暗备用动力中心并互为自投的接线;
3 给粉电动机回路的交流接触器不应采用按钮并联自保持回路的接线方式,应采用简单的通、断二态开关,以便电源恢复时,给粉电动机的交流接触器能可靠吸合;
4 给粉电动机的同步操作器电源应接于相应的给粉配电柜母线上。给粉电动机的调速控制器电源应接于本电机的供电回路上。
3.10.10 热工配电盘应采用以下供电方式:
1 单机容量为125MW级及以下的机组,每台机炉的热工配电盘应由两路380V电源供电;
2 单机容量为200MW级及以上的机组,每台机炉的热工配电盘应由两路380V电源供电,其中一路应由动力中心引接,另一路应由交流保安母线段引接;
3 当低压厂用电系统中性点为非直接接地方式时,宜在热控配电柜上装设隔离变压器,二次侧中性点直接接地。
3.10.11 主厂房正常照明应采用以下供电方式:
1 当低压厂用电系统为中性点直接接地系统,且单机容量为125MW级及以下时,正常照明宜由动力和照明网络共用的低压厂用变压器供电;
2 当低压厂用电系统为中性点非直接接地系统,或单机容量为200MW级及以上时,正常照明由高压或低压厂用电系统引接的照明变压器供电。从低压厂用电系统引接的照明变压器也可采用分散设置的方式。
3.11 低压检修供电网络
3.11.1 发电厂应设置固定的交流低压检修供电网络,并在各检修现场装设检修电源箱,供电焊机、电动工具和试验设备等使用。检修电源的容量应按电焊机的负荷确定。
3.11.2 检修网络宜采用单电源分组支接的供电接线,其接线应满足以下要求:
1 在主厂房内,宜由对应的动力中心引接。当380V厂用电为三相三线制时,可在检修配电箱内装设380/220V变压器,用于供给220V检修用电;
2 单机容量为300MW级及以上的机组,可设置专用的检修变压器,其低压侧中性点直接接地;
3 主厂房以外的检修配电箱宜由就近的配电盘引接。
3.11.3 检修配电箱装设的地点和数量可按照本标准附录E的规定确定,电焊机的最大引线长度可按50m考虑。
3.11.4 在主厂房内的检修配电箱中,其回路数不应少于4回,箱内宜装设封闭的开关、插座及易于更换的熔断器。
3.11.5 检修网络应装设漏电保护。漏电保护装置可视馈线回路数的多少确定装设在检修箱进线电源开关处或每个馈线回路分别装设。当馈线回路数在4回及以上时,宜按每回路装设。
4 厂用变压器和电抗器的选择及电动机起动时的电压校验
4.1 负荷统计
4.1.1 选择厂用电源容量时,应对厂用电负荷进行统计,并按机组辅机可能出现的最大运行方式计算,计算原则应遵循以下要求:
1 连续运行的设备应予计算;
2 当机组运行时,不经常而连续运行的设备也应予计算;
3 经常而短时及经常而断续运行的设备应予计算,计算时可以考虑其对变压器温升的实际效应而作适当折算;
4 不经常而短时及不经常而断续运行的设备不予计算,但由电抗器供电的应全部计算;
5 由同一厂用电源供电的互为备用的设备只计算运行的部分;
6 互为备用而由不同厂用电源供电的设备应全部计算;
7 其他类型设备负荷的计算方法应满足本标准附录F的相关规定;
8 对于分裂变压器,其高、低压绕组中通过的负荷应分别计算。当两个低压绕组接有互为备用的设备时,对高压绕组应按第5款的规定计算,对低压绕组可按第6款的规定计算;
9 在统计单元机组高压厂用工作变压器的低压侧负荷时,可将单元机组暗备用低压厂用变压器容量之和乘以0.5后,再加上容量最大的1台低压厂用变压器的计算容量乘以0.5,作为低压负荷的计算容量;
10 对于分裂电抗器,应分别计算每一臂中通过的负荷,其计算原则与普通电抗器相同;
11 厂用负荷的运行方式可按照本标准附录B的规定确定。
4.1.2 负荷计算可采用“换算系数”法,也可采用“轴功率”法。相关计算方法应满足本标准附录F的相关规定。
4 厂用变压器和电抗器的选择及电动机起动时的电压校验
4.1 负荷统计
4.1.1 选择厂用电源容量时,应对厂用电负荷进行统计,并按机组辅机可能出现的最大运行方式计算,计算原则应遵循以下要求:
1 连续运行的设备应予计算;
2 当机组运行时,不经常而连续运行的设备也应予计算;
3 经常而短时及经常而断续运行的设备应予计算,计算时可以考虑其对变压器温升的实际效应而作适当折算;
4 不经常而短时及不经常而断续运行的设备不予计算,但由电抗器供电的应全部计算;
5 由同一厂用电源供电的互为备用的设备只计算运行的部分;
6 互为备用而由不同厂用电源供电的设备应全部计算;
7 其他类型设备负荷的计算方法应满足本标准附录F的相关规定;
8 对于分裂变压器,其高、低压绕组中通过的负荷应分别计算。当两个低压绕组接有互为备用的设备时,对高压绕组应按第5款的规定计算,对低压绕组可按第6款的规定计算;
9 在统计单元机组高压厂用工作变压器的低压侧负荷时,可将单元机组暗备用低压厂用变压器容量之和乘以0.5后,再加上容量最大的1台低压厂用变压器的计算容量乘以0.5,作为低压负荷的计算容量;
10 对于分裂电抗器,应分别计算每一臂中通过的负荷,其计算原则与普通电抗器相同;
11 厂用负荷的运行方式可按照本标准附录B的规定确定。
4.1.2 负荷计算可采用“换算系数”法,也可采用“轴功率”法。相关计算方法应满足本标准附录F的相关规定。
4.2 容量选择
4.2.1 高压厂用工作变压器的容量宜按高压电动机厂用计算负荷与低压厂用电的计算负荷之和选择。
4.2.2 明备用的低压厂用工作变压器的容量宜留有10%的裕度。暗备用的低压厂用工作变压器的容量可不再设置裕度。
4.2.3 厂用电抗器的容量选择除应符合现行行业标准《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222有关要求外,宜留有适当裕度。当经济上合理时,可按计算负荷增大一级选择容量。
4.2.4 厂用备用变压器(电抗器)或启动/备用变压器的容量应按下列要求选择:
1 当未装设发电机断路器或负荷开关时,高压厂用备用变压器(电抗器)或启动/备用变压器的容量不应小于最大一台(组)高压厂用工作变压器(电抗器)的容量。
2 当装设发电机断路器或负荷开关时,其容量应满足以下要求:
1)当设置了专用的高压厂用备用变压器,且其除具备事故停机功能外,还可以兼作高压厂用工作变压器的检修备用时,高压厂用备用变压器的容量宜按最大单台高压厂用变压器容量的100%设置;当其仅作为停机电源时,其容量可按最大单台高压厂用变压器容量的60%进行设置;
2)当不设置高压厂用备用变压器时,应设置高压停机电源。高压停机电源容量应满足机组事故停机的需求,机组事故停机所需的容量应按工程具体情况核定。
4.2.5 当低压变压器采用明备用方式时,低压厂用备用变压器的容量应与最大一台低压厂用工作变压器的容量相同。
4.2.6 在选择集中接有变频器的专用低压厂用变压器容量时,变频器负荷的计算负荷统计采用的换算系数应取1.25。
4.3 电压调整及调压方式
4.3.1 在正常的电源电压变化和厂用负荷波动的情况下,厂用电各级母线电压的变化范围不宜超过额定电压的-5%~+5%。电压调整的计算方法应符合本标准附录G的相关规定。
4.3.2 电源电压的波动范围应根据各电厂的具体情况确定。发电机出口电压的波动范围可按5%考虑。
4.3.3 当未装设发电机断路器或负荷开关时,为了提高单元机组的运行可靠性,发电机出口引接的高压厂用工作变压器不应采用有载调压变压器。
4.3.4 当装设发电机断路器或负荷开关时,为了满足机组启动时厂用电各级母线的电压偏移要求,高压工作变压器或主变压器宜采用有载调压方式,如通过厂用母线电压计算及校验,满足本标准第4.3.1条的要求时,也可采用无载调压方式。
4.3.5 当高压启动/备用变压器阻抗电压在10.5%以上时,或引接地点的电压波动超过95%~105%时,宜采用有载调压变压器。当通过厂用母线电压计算及校验,可以满足厂用电各级母线的电压偏移要求时,也可以采用无载调压方式。
4.3.6 启动/备用变压器引接地点的电压波动应计及全厂机组停运时负荷潮流变化引起的电压变化。
4.4 阻抗选择
4.4.1 高压厂用工作变压器、高压启动/备用变压器或高压厂用电抗器的阻抗选择应使厂用电系统能采用较低开断水平的开关设备,满足电动机正常起动和成组自起动时的电压水平。
4.4.2 为了满足厂用电各级母线的电压偏移要求,高压厂用工作变压器的阻抗电压不宜大于10.5%。
4.4.3 高压厂用变压器或电抗器的阻抗选择还应考虑对电缆最小热稳定截面选择的影响。此外,对电抗器,尚应满足其本身的动、热稳定的要求。
4.4.4 对于有进相运行要求的大容量发电机,厂用变压器的阻抗选择及调压方式应通过全面的技术经济比较后确定。
4.4.5 低压厂用变压器的阻抗应按低压电器对短路电流的承受能力确定。在低压电器的分断能力足以开断短路电流的前提下,对应于不同容量的低压变压器可优先选用标准阻抗。
4.5 电动机正常起动时的电压校验
4.5.1 最大容量的电动机正常起动时,厂用母线的电压不应低于额定电压的80%。
4.5.2 容易起动的电动机起动时,电动机的端电压不应低于额定电压的70%,对于起动特别困难的电动机,当制造厂有明确合理的起动电压要求时,应满足制造厂的要求。有关电动机起动电压的计算方法应符合本标准附录H的相关规定。
4.5.3 当电动机的功率(kW)为电源容量(kVA)的20%以上时,应验算正常起动时的电压水平;但对2000kW及以下的6kV/10kV电动机可不必校验。
4.6 成组电动机自起动时厂用母线电压的校验
4.6.1 为了保证Ⅰ类电动机的自起动,应对成组电动机自起动时的厂用母线电压进行校验。 自起动时,厂用母线电压不应低于表4.6.1的规定。
表4.6.1 自起动要求的最低母线电压
4.6.2 厂用工作电源可只考虑失压自起动。厂用备用或启动/备用电源应满足以下三种起动方式:
1 空载自起动:备用电源空载状态自动投入失去电源的工作段时形成的自起动;
2 失压自起动:运行中突然出现事故低电压,当事故消除、电压恢复时形成的自起动;
3 带负荷自起动:备用电源已带一部分负荷,又自动投入失去电源的工作段时形成的自起动。
4.6.3 低压厂用变压器应校验高、低压厂用母线串接自起动的工况。
4.6.4 成组电动机自起动时厂用母线电压应按照本标准附录J的方法计算。
4.7 谐波抑制
4.7.1 发电厂厂用电系统的设计应充分考虑电压谐波和电流谐波对厂用电系统电能质量及相关电气设备的影响,采取合理措施和相应对策,确保电气设备在谐波环境下安全可靠运行。
4.7.2 发电厂厂用电系统的电压谐波和电流谐波主要来源于各类高/低压变频器的整流/逆变环节。选用变频器时,应分析不同变频装置的变频原理,评估和比较可能产生的谐波危害,并选择合适的变频装置及相应的电气设备。
4.7.3 厂用电系统中集中设置的低压变频器应由专用的低压厂用变压器供电,该低压厂用变压器只接变频器负荷。非变频器类负荷宜由其他低压厂用变压器供电。
4.7.4 集中接有变频器的专用低压厂用变压器宜合理选择接线组别,以有效抵消高压厂用母线上奇次电流谐波。
4.7.5 在技术经济合理时可加大低压变压器容量,降低变压器阻抗,提高系统的短路容量,使谐波分量的比重相对降低,并选用相应能力的电气设备,以提高电气设备承受谐波影响的能力。
4.7.6 对于集中接有变频器负荷的低压母线,还可采取加装滤波器等措施来抑制谐波的影响。
4.7.7 厂用电系统谐波治理应针对变频器及其产生的谐波情况,合理选择相关的电气设备,还应在变频器、电子设备及电缆附件、电缆敷设路径、屏蔽措施、接地设计等环节采取措施,最大限度地减少高次谐波对电子设备的空间电磁干扰,实现电子设备在谐波环境下的安全可靠运行。
5 厂用电动机
5.1 型式选择
5.1.1 厂用电动机宜采用高效、节能的交流电动机。当厂用交流电源消失时仍要求连续工作的设备可采用直流电动机。
5.1.2 厂用交流电动机宜采用鼠笼式,起动力矩要求大的设备应采用深槽式或双鼠笼式,对于重载起动的Ⅰ类电动机,应与工艺专业协调电动机容量与轴功率之间的配合裕度,或采用特殊高起动转矩的电动机,以满足自起动的要求。对于反复、重载起动或需要在小范围内调速的机械,可采用绕线式电动机。
5.1.3 为了提高运行的经济性,对单机容量为200MW级及以上机组的大容量辅机,可采用双速电动机或变频调速等其他调速措施。
5.1.4 当工艺系统对辅机有变频调速要求时,应注意变频调速要求和不同变频调速原理的变频器对电动机的要求,如有必要,可选用变频调速专用电动机。
5.1.5 电动机的外壳防护等级和冷却方式应与周围环境条件相适应。在潮湿、多灰尘的车间,外壳防护等级应达到IP54级要求,其他一般场所可采用不低于IP23级,对于有爆炸危险的场所应采用防爆型电机。
5.1.6 电动机用于高原、热带和户外等特殊环境时,应选用相应的专用电机。
5 厂用电动机
5.1 型式选择
5.1.1 厂用电动机宜采用高效、节能的交流电动机。当厂用交流电源消失时仍要求连续工作的设备可采用直流电动机。
5.1.2 厂用交流电动机宜采用鼠笼式,起动力矩要求大的设备应采用深槽式或双鼠笼式,对于重载起动的Ⅰ类电动机,应与工艺专业协调电动机容量与轴功率之间的配合裕度,或采用特殊高起动转矩的电动机,以满足自起动的要求。对于反复、重载起动或需要在小范围内调速的机械,可采用绕线式电动机。
5.1.3 为了提高运行的经济性,对单机容量为200MW级及以上机组的大容量辅机,可采用双速电动机或变频调速等其他调速措施。
5.1.4 当工艺系统对辅机有变频调速要求时,应注意变频调速要求和不同变频调速原理的变频器对电动机的要求,如有必要,可选用变频调速专用电动机。
5.1.5 电动机的外壳防护等级和冷却方式应与周围环境条件相适应。在潮湿、多灰尘的车间,外壳防护等级应达到IP54级要求,其他一般场所可采用不低于IP23级,对于有爆炸危险的场所应采用防爆型电机。
5.1.6 电动机用于高原、热带和户外等特殊环境时,应选用相应的专用电机。
5.2 电压选择及容量校验
5.2.1 选择电动机额定电压时,应综合考虑高压厂用工作变压器的容量、阻抗和高压厂用母线短路电流水平等因素,电动机额定电压的选择应遵循以下原则:
1 当高压厂用电压为6kV一级时,200kW以上的电动机可采用6kV,200kW以下的电动机宜采用380V,200kW左右的电动机可按工程的具体情况确定;
2 当高压厂用电压为10kV一级时,250kW以上的电动机可采用10kV,200kW以下的电动机宜采用380V,200kW~250kW的电动机可按工程的具体情况确定;
3 当高压厂用电压为10kV及6kV二级时,4000kW以上的电动机宜采用10kV,200kW~4000kW的电动机宜采用6kV,200kW以下的电动机宜采用380V,200kW及4000kW左右的电动机可按工程的具体情况确定;
4 当高压厂用电压为10kV及3kV二级时,1800kW以上的电动机宜采用10kV,200kW~1800kW的电动机宜采用3kV,200kW以下的电动机宜采用380V,200kW及1800kW左右的电动机可按工程的具体情况确定;
5 容量处于上述各级电压分界点的电动机,在满足使各段高压厂用母线短路电流最小化,并保证起动电压水平的前提下,宜优先选用较低一级电压。
5.2.2 当使用条件与制造厂配套不符时,机械转动惯量大或重载起动的电动机应按起动条件校验其容量。
5.2.3 鼠笼式电动机应按冷状态起动2次或热状态起动1次进行校验。计算方法应符合本标准附录K的相关规定。
5.2.4 当电动机用于1000m~4000m的高海拔地区时,使用地点的环境最高温度随海拔高度递减并满足式(5.2.4)时,则电动机的额定功率不变;当不能满足式(5.2.4)时,应按式(5.2.4)中不等号之前部分计算,其结果每超过1℃,电动机的使用容量降低1%,或与制造厂协商处理。
式中:h——使用地点的海拔高度(m);
△Q——海拔高度每升高100m影响电动机温升的递增值(℃),为电动机额定温升的1%;
θ——使用地点的环境最高温度(℃),当无通风设计资料时,可取最热月平均最高温度加5℃。
6 短路电流计算及电器和导体的选择
6.1 高压厂用电系统短路电流计算
6.1.1 高压厂用电系统短路电流计算及电器和导体的选择和校验应符合现行行业标准《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222的相关规定。
6.1.2 高压厂用电系统的短路电流由厂用电源和电动机两部分供给,并应按相角相同取算术和计算。
6.1.3 计算短路电流时,应按可能发生最大短路电流的正常接线方式,不考虑仅在手动切换或自动切换等切换过程中短时并列的运行方式。
6.1.4 高压厂用电系统的短路电流计算中应计及电动机的反馈电流对电器和导体的动、热稳定以及断路器开断电流的影响,并考虑高压厂用变压器短路阻抗在制造上的负误差。计及异步电动机反馈的短路电流可按照本标准附录L的方法计算。
6.1.5 厂用电源供给的短路电流,其周期分量在整个短路过程中可认为不衰减,其非周期分量可按厂用电源的衰减时间常数计算。
6.1.6 异步电动机的反馈电流,其周期分量和非周期分量可按相同的等值衰减时间常数计算。
6.1.7 当主保护装置动作时间与断路器固有分闸时间之和大于0.15s时,可不考虑短路电流非周期分量对断路器分断能力的影响,但在下列条件下应计及其影响:
1 主保护装置动作时间与断路器固有分闸时间之和小于0.11s;
2 主保护装置动作时间与断路器固有分闸时间之和为0.11s~0.15s,且短路电流的周期分量为断路器额定开断电流的90%以上。
6 短路电流计算及电器和导体的选择
6.1 高压厂用电系统短路电流计算
6.1.1 高压厂用电系统短路电流计算及电器和导体的选择和校验应符合现行行业标准《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222的相关规定。
6.1.2 高压厂用电系统的短路电流由厂用电源和电动机两部分供给,并应按相角相同取算术和计算。
6.1.3 计算短路电流时,应按可能发生最大短路电流的正常接线方式,不考虑仅在手动切换或自动切换等切换过程中短时并列的运行方式。
6.1.4 高压厂用电系统的短路电流计算中应计及电动机的反馈电流对电器和导体的动、热稳定以及断路器开断电流的影响,并考虑高压厂用变压器短路阻抗在制造上的负误差。计及异步电动机反馈的短路电流可按照本标准附录L的方法计算。
6.1.5 厂用电源供给的短路电流,其周期分量在整个短路过程中可认为不衰减,其非周期分量可按厂用电源的衰减时间常数计算。
6.1.6 异步电动机的反馈电流,其周期分量和非周期分量可按相同的等值衰减时间常数计算。
6.1.7 当主保护装置动作时间与断路器固有分闸时间之和大于0.15s时,可不考虑短路电流非周期分量对断路器分断能力的影响,但在下列条件下应计及其影响:
1 主保护装置动作时间与断路器固有分闸时间之和小于0.11s;
2 主保护装置动作时间与断路器固有分闸时间之和为0.11s~0.15s,且短路电流的周期分量为断路器额定开断电流的90%以上。
6.2 高压厂用设备的选型
6.2.1 高压厂用断路器宜采用无油化设备,125MW级及以上机组的高压厂用断路器应采用无油化设备。
6.2.2 单机容量为200MW级及以上机组宜采用真空断路器与高压熔断器串真空接触器的组合设备。对启停频繁的高压厂用电回路宜采用高压熔断器串真空接触器组合设备。
6.2.3 置于室内的低压厂用变压器应采用干式变压器,置于室外的低压厂用变压器宜采用油浸式变压器。
6.2.4 高压熔断器串真空接触器的选择宜遵守以下原则:
1 高压熔断器应根据被保护设备的特性选择专用的高压限流型熔断器。高压限流熔断器不宜并联使用,也不宜降压使用;
2 高压熔断器的额定开断电流应大于回路中最大预期短路电流周期分量有效值;
3 在架空线路和变压器架空线路组回路中,不宜采用高压熔断器串真空接触器作为保护和操作设备;
4 真空接触器应能承受和关合限流熔断器的切断电流;
5 应根据高压厂用电不同的电压等级、供电回路性质及回路工作电流合理划分高压熔断器串真空接触器组合的使用范围。
6.3 低压厂用电系统短路电流计算
6.3.1 低压厂用电系统短路电流计算及电器和导体的选择和校验应符合现行行业标准《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222的相关规定。
6.3.2 380V动力中心的短路电流由低压厂用变压器和异步电动机两部分供给,并应按相角相同取算术和计算。
6.3.3 低压厂用电系统的短路电流计算应考虑以下因素:
1 计及电阻;
2 低压厂用变压器高压侧的电压在短路时可以认为不变;
3 在动力中心的馈线回路短路时,应计及馈线回路的阻抗,但可不计及异步电动机的反馈电流。
6.3.4 在380V动力中心或电动机控制中心内发生短路时,应计及直接接在配电屏上的电动机反馈电流,可按照本标准附录M方法计算反馈电流。
6.3.5 经电缆线路发生短路时,其短路电流周期分量可从本标准附录N中查取。当电缆长度(m)与截面积(mm2)的比值大于0.5时,非周期分量可略去不计。
6.4 低压电器的选择
6.4.1 断路器和熔断器的额定短路分断能力校验应满足以下要求:
1 断路器和熔断器安装地点的短路功率因数值不应低于断路器和熔断器的额定短路功率因数值。
2 断路器和熔断器安装地点的预期短路电流周期分量有效值不应大于允许的额定短路分断能力。当电源为下进线时,要考虑其对断路器分断能力的影响。断路器的分断能力校验还应符合以下规定:
1)当利用断路器本身的瞬时过电流脱扣器作为短路保护时,应采用断路器的额定短路分断能力校验;
2)当利用断路器本身的延时过电流脱扣器作为短路保护时,应采用断路器相应延时下的短路分断能力校验;
3)当另装继电保护时,当其动作时间未超过该断路器延时脱扣器的最长延时时,则额定短路分断能力应采用延时脱扣下的短路分断能力。当另加继电保护的动作时间超过该断路器延时脱扣器的最长延时,则额定短路分断能力应按产品制造厂的规定。
3 安装地点的预期短路电流值是指分断瞬间一个周波内的周期性分量有效值。对于动作时间大于4个周波的断路器,可不计异步电动机的反馈电流。
4 当安装地点的短路功率因数低于断路器和熔断器的额定短路功率因数时,额定短路分断能力宜留有适当裕度。
6.4.2 对于已满足额定短路分断能力的断路器,可不再校验其动、热稳定;当另装继电保护时,应校验断路器的热稳定。
6.4.3 断路器的瞬时或短延时脱扣器的整定电流应按躲过电动机起动电流的条件选择,并按最小短路电流校验灵敏系数。短路电流计算可按照本标准附录M的方法进行。
6.4.4 在中性点直接接地的系统中,断路器的分励脱扣器和失压脱扣器参数及辅助触头数量应满足控制和保护的要求。
6.4.5 熔断器的熔件应按通过正常短时最大电流不熔断的条件来校验。当为电动机回路的熔件时,则应按起动电流校验,其校验方法可按照本标准附录P的规定。
6.4.6 隔离电器应满足承受短路电流动、热稳定的要求。
6.5 低压电器的组合
6.5.1 电动机的供电回路中宜装有隔离电器、保护电器及操作电器,以分别用于隔离电源、切断短路电流和正常接通/开断回路。也可采用隔离、保护和操作组合功能的电器。对于供电干线,可只装设隔离电器和保护电器。
6.5.2 分立的隔离电器可采用隔离开关、插头等,分立的保护电器可采用熔断器、断路器等,分立的操作电器可采用接触器、磁力起动器、组合电器、断路器等。
6.5.3 常用的低压电器组合方式宜符合本标准附录Q的规定。
6.5.4 380V供电回路持续工作电流计算可按照本标准附录R的方法进行。
6.5.5 在发生短路故障时,重要供电回路中的各级保护电器应有选择性地动作,并满足以下要求:
1 干线上的熔件应较支线上的熔件大一定级差。决定级差时应计及上下级熔件熔断特性的误差。熔件的级差配合宜符合本标准附录P的规定;
2 当支线上采用断路器时,干线上的断路器应延时动作。
6.5.6 低压电器和导体可不校验动稳定或热稳定的组合方式有:
1 用限流熔断器或额定电流为60A以下的熔断器保护的电器和导体可不校验热稳定;
2 当熔件的额定电流不大于电缆额定载流量的2.5倍,且供电回路末端的最小短路电流大于熔件额定电流的5倍时,可不校验电缆的热稳定;
3 当采用保护式磁力起动器或放在单独动力箱内的接触器时,可不校验动、热稳定;
4 用限流断路器保护的电器和导体可不校验热稳定。
6.5.7 当电动机离低压厂用母线较远时,应按以下情况校验电缆或导体的电压损失:
1 对电动机回路,正常工作时允许的电压损失宜小于5%;
2 对起吊设备,应按不经常运行工作制时的起动条件验算,允许的最大电压损失为15%,其中应包括起吊设备内部的电压损失2%。
6.5.8 交流接触器与其协调配合的短路保护电器应符合制造厂推荐的保护方式,且该短路保护电器额定短路分断能力满足本标准第6.4.1条的规定时,可装在动力中心上。
6.5.9 用于控制Ⅰ类、Ⅱ类电动机的交流接触器不应将2台及以上不同回路的交流接触器装于同一个动力控制箱的单元内。
6.5.10 当回路中装有限流作用的短路保护电器时,该回路的电器和导体可按限流后最大短路电流值校验。
6.5.11 交流接触器和磁力起动器的等级和型号应按电动机的容量和工作方式选择。其吸持线圈的参数及辅助触头的数量应满足控制和连锁的要求。
6.5.12 选择热继电器时,应使电动机的工作电流在其整定值的可调范围内,并应考虑电动机的起动时间和起动电流倍数对热继电器脱扣级别的相应要求。热继电器的选择还应符合现行国家标准《低压开关设备和控制设备 第4-1部分:接触器和电动机起动器 机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》GB14048.4-2010第8.2.1-5条的规定。
6.5.13 当隔离开关和组合电器需要切断负荷电流时,应校验其切断能力。
6.5.14 起吊设备的电源回路宜增设就地安装的隔离电器。
6.5.15 用熔断器和接触器组成的电动机供电回路应装设带断相保护的热继电器或采用带触点的熔断器作为断相保护。
7 厂用电气设备的布置
7.1 厂用变压器
7.1.1 高压厂用工作变压器和高压启动/备用变压器宜布置在汽机房A排外侧,靠近高压厂用配电装置室布置,并应满足现行国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229-2006中第6.6节的相关规定。
7.1.2 当高压厂用变压器靠近主厂房布置时,在厂用分支母线桥的上面应有无孔遮盖。
7.1.3 对于发电机引出线采用离相封闭母线的单机容量为200MW级及以上机组,高压厂用变压器低压侧的引出线宜采用共箱或分相封闭式结构。这时,高压厂用配电装置宜靠近高压厂用变压器布置。
7.1.4 低压厂用变压器采用干式变压器后,宜布置在低压厂用配电装置室内,以缩短其低压侧出线至低压厂用母线的距离。主厂房内相对集中的低压厂用变压器,还可集中布置在专门的变压器室内,以便于集中采取通风降温措施,此时低压厂用变压器室应靠近相应的低压厂用配电装置,以便用硬母线引接。
7.1.5 厂用变压器或其他电气设备的油量在100kg以上时,应设置能容纳100%油量的贮油设施,当有困难时,可按现行行业标准《高压配电装置设计技术规程》DL/T 5352有关条文执行。
7.1.6 对于厂用变压器的布置,应考虑留有搬运通道及检修搬运用的门或可拆墙。为了运行检修的方便,可另设维护小门。搬运变压器的门或可拆墙的宽度应按变压器的宽度至少加400mm,高度为变压器高度至少加300mm确定。
7.1.7 低压厂用变压器高、低压套管侧应用金属外壳封闭或加设网状遮栏。
7.1.8 低压厂用油浸变压器低压引出线穿墙处可采用不吸水、阻燃、防潮、防霉的绝缘板封闭。
7 厂用电气设备的布置
7.1 厂用变压器
7.1.1 高压厂用工作变压器和高压启动/备用变压器宜布置在汽机房A排外侧,靠近高压厂用配电装置室布置,并应满足现行国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229-2006中第6.6节的相关规定。
7.1.2 当高压厂用变压器靠近主厂房布置时,在厂用分支母线桥的上面应有无孔遮盖。
7.1.3 对于发电机引出线采用离相封闭母线的单机容量为200MW级及以上机组,高压厂用变压器低压侧的引出线宜采用共箱或分相封闭式结构。这时,高压厂用配电装置宜靠近高压厂用变压器布置。
7.1.4 低压厂用变压器采用干式变压器后,宜布置在低压厂用配电装置室内,以缩短其低压侧出线至低压厂用母线的距离。主厂房内相对集中的低压厂用变压器,还可集中布置在专门的变压器室内,以便于集中采取通风降温措施,此时低压厂用变压器室应靠近相应的低压厂用配电装置,以便用硬母线引接。
7.1.5 厂用变压器或其他电气设备的油量在100kg以上时,应设置能容纳100%油量的贮油设施,当有困难时,可按现行行业标准《高压配电装置设计技术规程》DL/T 5352有关条文执行。
7.1.6 对于厂用变压器的布置,应考虑留有搬运通道及检修搬运用的门或可拆墙。为了运行检修的方便,可另设维护小门。搬运变压器的门或可拆墙的宽度应按变压器的宽度至少加400mm,高度为变压器高度至少加300mm确定。
7.1.7 低压厂用变压器高、低压套管侧应用金属外壳封闭或加设网状遮栏。
7.1.8 低压厂用油浸变压器低压引出线穿墙处可采用不吸水、阻燃、防潮、防霉的绝缘板封闭。
7.2 厂用配电装置
7.2.1 厂用配电装置的布置应结合主厂房的布置确定,尽量节省电缆用量,并避开潮湿和多灰尘的场所。单机容量为200MW级及以上的机组,厂用配电装置宜布置在汽机房内,当汽机房内的布置场地受到限制时,厂用配电装置也可布置在单元控制楼或其他合适的场所。盘位的排列应具有规律性和对应性,并减少电缆交叉。
7.2.2 厂用配电装置应采用成套设备,在同一地点相同电压等级的厂用配电装置宜采用同一类型。高压成套开关柜应具备“五防”功能,即防止误分、误合断路器,防止带负荷拉合隔离开关,防止带电挂(合)接地线(开关),防止带接地线关(合)断路器(隔离开关),防止误入带电间隔。
7.2.3 高压成套开关柜宜采用手车式或中置式,也可采用固定式。单机容量为200MW级及以上的机组宜采用手车式或中置式。当采用手车式或中置式时,同一机炉的厂用母线段可放在一个房间内;当采用固定式时,同一机炉的两段厂用母线宜设隔墙分开。
7.2.4 当采用手车式高压成套开关柜时,每段工作母线宜设置1台备用手车或带有手车的备用柜。当采用中置式高压成套开关柜时,每段工作母线宜设置2台移动小车。高压开关柜柜后宜留有通道。
7.2.5 低压动力中心及电动机控制中心的低压开关柜可采用抽屉式,也可采用固定分隔式。
7.2.6 厂用配电装置室、厂用变压器室内凡有除人孔之外通向电缆隧道或通向邻室的孔洞,应以耐燃材料封堵,以防止火灾蔓延和小动物进入。
7.2.7 低压厂用配电装置室内裸导电部分与各部分的净距应符合下列要求:
1 屏后通道内裸导电部分的高度低于2.3m时应加遮护,遮护后通道高度不应低于1.9m;遮护后的通道宽度应符合本标准表7.2.9-2的要求;
2 跨越屏前通道裸导电部分的高度不应低于2.5m,当低于2.5m时应加遮护,遮护后的护网高度不应低于2.2m。
7.2.8 厂用配电装置的长度大于6m时,其柜(屏)后应设2个通向本室或其他房间的出口,低压配电装置两个出口间的距离超过15m时还应增加出口。
7.2.9 高压厂用配电装置室的操作、维护通道及开关柜或配电屏的离墙尺寸应符合表7.2.9-1的要求,低压配电屏前后的通道最小宽度应符合表7.2.9-2的要求。金属外壳封闭的干式变压器也应满足巡视维护的要求。
表7.2.9-1 高压厂用配电装置室的通道尺寸(mm)
注:1 表中尺寸系从常用的开关柜屏面算起(即突出部分已包括在表中尺寸内)。
2 表中所列操作及维护通道的尺寸,在建筑物的个别突出处允许缩小200mm。
表7.2.9-2 低压配电屏前后的通道最小宽度(mm)
注:1 受限制时是指受到建筑平面的限制、通道内有柱等局部突出物的限制。
2 控制屏、柜前后的通道最小宽度可按本表的规定执行或适当缩小。
3 屏后操作通道是指需在屏后操作运行中的开关设备的通道。
4 当盘柜的电缆接线在盘柜正面进行,盘柜靠墙布置时,盘后宜留200mm以上空间,进线方式宜为下进线。
7.2.10 高压厂用配电装置室宜留有发展用的备用位置。当条件许可时,也可留出适当的位置,以便检修及放置专用工具和备品备件。
7.2.11 低压厂用配电装置除应留有备用回路外,每段母线宜留有1个~2个备用屏的位置。
7.2.12 布置在专用配电室内的开关柜和配电屏防护等级宜为IP2X或以上,布置在电气专用房间以外的厂用电气设备应满足环境条件对外壳防护等级的要求,布置在锅炉房和煤场的电气设备应达到IP54级,其他场所不宜低于IP23级。
7.3 对建(构)筑物和通风的要求
7.3.1 厂用配电装置室的安全疏散应符合现行国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229的相关规定。
7.3.2 厂用配电装置室长度大于7m时,应有2个出口;对长度超过60m的厂用配电装置室,宜增加1个出口;当配电装置室位于楼层时,至少有1个出口应通向该层走廊或室外的安全出口。
7.3.3 厂用配电装置室应考虑防尘,配电装置室的建筑装修应采用不起灰的材料,顶棚不应抹灰,地面可采用不起灰并有一定硬度的光滑地面。
7.3.4 配电装置室宜采用固定窗,并应采用钢丝网乳白或其他不易破碎能避免阳光直射的玻璃。
7.3.5 对配电装置室门的通风百页等通风措施,应加装防小动物、防灰的细孔防腐蚀的网格。
7.3.6 厂用配电装置室的门应为向外开的防火门,并装有弹簧锁等内侧不用钥匙即可开启的锁。相邻配电装置室之间的门应能双向开启。门的宽度应按搬运的最大设备外形尺寸再加200mm~400mm,且不应小于900mm,门的高度不应低于2100mm。维护门的宽度不应小于750mm~900mm,高度不应低于1900mm。
7.3.7 厂用配电装置室内不应有与配电装置无关的管道或电缆通过。
7.3.8 厂用配电装置室的顶板应做到防水、防渗,并应有排水坡度。
7.3.9 屋外油浸式变压器贮油设施的长宽尺寸应大于变压器的外廓。当无排油设施时,应在贮油池上装设网栏罩盖,网栏上应铺设不小于250mm厚的卵石层,卵石层的表面应低于变压器进风口75mm,油面应低于网栏50mm。
7.3.10 厂用配电装置室、变压器室和电抗器间的通风应使室温满足设备技术条件的要求。
7.3.11 厂用配电装置室应设置事故排风机,所有进、出风口应有避免灰、水、汽、小动物进入厂用配电装置室的措施。
8 厂用电继电保护装置
8.1 一般规定
8.1.1 厂用电继电保护应符合现行国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T 14285的要求。各类常用保护装置的灵敏系数不宜低于下列数值:
纵联差动保护:1.5;
电流速断保护(按保护安装处短路计算):1.5;
过电流保护:1.3;
动作于信号的单相接地保护:1.2;
动作于跳闸的单相接地保护:1.5。
8.1.2 保护用电流互感器包括中间电流互感器应为P级,其复合误差不应大于10%。当技术上难以满足要求,且不致使保护装置误动作时,可允许较大的误差。小变比高动热稳定的电流互感器应能保证馈线三相短路时保护可靠动作。
差动保护回路不应与测量仪表合用电流互感器的二次绕组。
测控一体保护装置宜分别引自电流互感器的保护用二次绕组和测量用二次绕组,以保证同时满足保护和测量精度的要求。对于仅能引自一组电流互感器二次绕组的测控一体保护装置,为保证保护的正确动作,应引自电流互感器的保护用二次绕组,测量功能可另装设表计。
其他保护装置也不宜与测量仪表合用电流互感器的二次绕组,若受条件限制需合用电流互感器的二次绕组时,应遵循下列原则:
1 保护装置应设置在仪表之前,以避免校验仪表时影响保护装置的工作;
2 对于电流回路开路可能引起保护装置不正确动作,而又未装设有效的闭锁和监视时,仪表应经中间电流互感器连接,当中间电流互感器二次回路开路时,保护用电流互感器的复合误差仍不应大于10%。
8.1.3 保护和操作用综合保护及测控装置等元件宜装设在高压成套开关柜或低压配电屏上。
8 厂用电继电保护装置
8.1 一般规定
8.1.1 厂用电继电保护应符合现行国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T 14285的要求。各类常用保护装置的灵敏系数不宜低于下列数值:
纵联差动保护:1.5;
电流速断保护(按保护安装处短路计算):1.5;
过电流保护:1.3;
动作于信号的单相接地保护:1.2;
动作于跳闸的单相接地保护:1.5。
8.1.2 保护用电流互感器包括中间电流互感器应为P级,其复合误差不应大于10%。当技术上难以满足要求,且不致使保护装置误动作时,可允许较大的误差。小变比高动热稳定的电流互感器应能保证馈线三相短路时保护可靠动作。
差动保护回路不应与测量仪表合用电流互感器的二次绕组。
测控一体保护装置宜分别引自电流互感器的保护用二次绕组和测量用二次绕组,以保证同时满足保护和测量精度的要求。对于仅能引自一组电流互感器二次绕组的测控一体保护装置,为保证保护的正确动作,应引自电流互感器的保护用二次绕组,测量功能可另装设表计。
其他保护装置也不宜与测量仪表合用电流互感器的二次绕组,若受条件限制需合用电流互感器的二次绕组时,应遵循下列原则:
1 保护装置应设置在仪表之前,以避免校验仪表时影响保护装置的工作;
2 对于电流回路开路可能引起保护装置不正确动作,而又未装设有效的闭锁和监视时,仪表应经中间电流互感器连接,当中间电流互感器二次回路开路时,保护用电流互感器的复合误差仍不应大于10%。
8.1.3 保护和操作用综合保护及测控装置等元件宜装设在高压成套开关柜或低压配电屏上。
8.2 厂用电系统的单相接地保护
8.2.1 厂用电抗器和高压厂用变压器电源侧的单相接地保护应满足以下要求:
1 当厂用电源从母线上引接,且该母线为非直接接地系统时,如母线上的出线都装有单相接地保护,则厂用电源回路也应装设单相接地保护。保护装置的构成方式同该母线上出线的单相接地保护装置;
2 当厂用电源从发电机出口引接时,单相接地保护应由发电机变压器组的保护确定。
8.2.2 高压厂用电系统的单相接地保护应满足以下要求:
1 高电阻接地或不接地系统的单相接地保护应满足以下要求:
1)对于厂用母线和厂用电源回路,单相接地保护应由电源变压器的中性点接地设备或专用的接地变压器上产生的零序电压来实现;当电阻直接接于电源变压器的中性点时,也可利用零序电流来实现,保护动作于信号。也可从厂用母线电压互感器二次侧开口三角形绕组取得的零序电压来实现,保护动作后向控制室发出接地信号;
2)对于厂用电动机回路,应装设接地故障检测装置,检测装置由反映零序电流或零序方向的元件构成,并宜具有记忆瞬间性接地的性能,零序电流宜由安装在该回路上的零序电流互感器取得。保护动作于信号;
3)对于其他馈线回路,应装设接地故障检测装置,检测装置由反映零序电流或零序方向的元件构成,并宜具有记忆瞬间性接地的性能,零序电流宜由安装在该回路上的零序电流互感器取得。保护动作于接地信号
2 低电阻接地系统的单相接地保护应满足以下要求:
1)对于厂用母线和厂用电源回路,单相接地保护宜由接于电源变压器中性点的电阻取得零序电流来实现,保护动作后第一时限切除本回路断路器,第二时限切除本变压器各侧断路器;
2)对于厂用电动机及其他馈线回路,单相接地保护宜由安装在该回路上的零序电流互感器取得零序电流来实现,保护动作后切除本回路的断路器。
8.2.3 低压厂用电系统的单相接地保护应满足以下要求:
1 中性点经高电阻接地的低压厂用电系统,单相接地保护应利用中性点接地设备上产生的零序电压来实现,保护动作后应向值班地点发出接地信号。低压厂用母线上的馈线回路应装设接地故障检测装置。检测装置宜由反映零序电流的元件构成,动作于接地信号;
2 中性点直接接地的低压厂用电系统,单相接地短路保护可利用电源变压器中性点电流互感器中产生的零序电流来实现,或利用变压器低压侧母线电源进线回路的断路器自带的零序电流滤过装置,如:断路器自带的零序电流互感器或智能电子脱扣器求三相电流矢量和等,检出零序电流。为躲过馈线单相接地短路故障,保护动作后宜带时限切除本回路断路器。低压厂用母线上的馈线回路应装设单相接地短路保护,可用相间短路保护兼作单相接地短路保护,当单相接地短路保护灵敏度不够时,应设单独的单相接地短路保护装置,装置宜由反映零序电流的元件构成,保护动作后短延时或瞬时切除本回路断路器。
8.2.4 为了保证单相接地保护动作的正确性,零序电流互感器套装在电缆上时,应使电缆头至零序电流互感器之间的一段金属外护层不与大地相接触。此段电缆的固定应与大地绝缘,其金属外护层的接地线应穿过零序电流互感器后接地,使金属外护层中的电流不通过零序电流互感器。当回路中有2根及以上电缆并联,且每根电缆上分别装有零序电流互感器时,应将各零序电流互感器的二次绕组串联或并联后接至保护装置。
8.3 厂用工作及备用电抗器回路的保护
8.3.1 厂用工作电抗器宜装设下列保护:
1 纵联差动保护,用于保护差动保护范围内的相间短路故障,保护瞬时动作于两侧断路器跳闸;
2 过电流保护,用于保护电抗器回路及相邻元件的相间短路故障,当电抗器供电给2个分段时,分支上也应装设过电流保护。保护带时限动作于两侧断路器跳闸;
3 单相接地保护应符合本标准第8.2.1条的规定;
4 温度保护。
8.3.2 厂用备用电抗器宜装设下列保护:
1 纵联差动保护,应符合本标准第8.3.1条第1款的规定;
2 过电流保护,用于保护电抗器回路及相邻元件的相间短路故障,保护带时限动作于电源侧及各分支断路器跳闸;
3 备用分支的过电流保护,用于保护本分支回路及相邻元件相间短路故障。保护带时限动作于本分支断路器跳闸。当备用电源自动投入至永久性故障,本保护应加速跳闸;
4 单相接地保护,应符合本标准第8.2.1条的规定;
5 温度保护。
8.4 高压厂用变压器的保护
8.4.1 当单机容量为100MW级及以上机组的高压厂用工作变压器装设数字式保护时,除非电量保护外,保护应双重化配置。当断路器具有两组跳闸线圈时,两套保护宜分别动作于断路器的一组跳闸线圈。
8.4.2 高压厂用工作变压器至少应装设下列保护:
1 纵联差动保护,容量在6.3MVA及以上的变压器应装设纵差保护,用于保护绕组内及引出线上的相间短路故障。保护瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸。当变压器高压侧无断路器时,应动作于发电机变压器组总出口继电器,使各侧断路器及灭磁开关跳闸。对2MVA及以上采用电流速断保护灵敏性不符合要求的变压器也应装设本保护。
2 电流速断保护,容量在6.3MVA以下的变压器应装设电流速断保护。保护瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸。
3 变压器本体保护,变压器本体保护包括瓦斯保护、压力释放保护、绕组温度及油温的温度保护,油位低保护、冷却系统故障或失电保护等。
高压厂用工作变压器及具有单独油箱、带负荷调压的油浸式变压器的调压装置应装设瓦斯保护保护,用于保护变压器内部故障及油面降低。当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时,应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时,应动作于断开变压器各侧断路器。当变压器高压侧无断路器时,其跳闸范围与纵联差动保护的跳闸范围相同。
4 过电流保护,用于保护变压器及相邻元件的相间短路故障,保护装于变压器的电源侧。
当1台变压器供电给2个母线段时,保护装置带时限动作于各侧断路器跳闸。当变压器高压侧无断路器时,其跳闸范围应按本条第1款的规定。
在3kV、6kV、10kV母线断路器上宜装设过电流限时速断保护,保护动作于本分支断路器跳闸。当1台变压器供电给2个母线段时,还应在各分支上分别装设过电流保护,保护带时限动作于本分支断路器。
当1台变压器供电给1个母线段时,装于电源侧的保护装置应以第一时限动作于母线断路器跳闸,第二时限动作于各侧断路器跳闸。当变压器高压侧无断路器时,其跳闸范围与纵联差动保护的跳闸范围相同。
对于分裂变压器,当灵敏性不够时,应采取措施加以解决,如采用复合电压起动的过电流或复合电流保护。
5 单相接地保护,应符合本标准第8.2.1条和第8.2.2条的规定。
6 低压侧分支差动保护,当变压器供电给2个分段,且变压器至分段母线间的电缆两端均装设断路器时,每分支应分别装设纵联差动保护。保护瞬时动作于本分支两侧断路器跳闸。
8.4.3 对于单机容量为200MW级及以上,或电压为220kV及以上的高压厂用备用或高压启动/备用变压器,当装设数字式保护时,除非电量保护外,应采用双重化保护配置。当断路器具有两组跳闸线圈时,两套保护宜分别动作于断路器的一组跳闸线圈。
8.4.4 高压厂用备用或高压启动/备用变压器至少应装设下列保护:
1 纵联差动保护,对10MVA及以上的变压器应装设纵联差动保护。保护装置瞬时动作于各侧断路器跳闸。对容量为10MVA以下的重要变压器可装设纵联差动保护,对2MVA及以上、采用电流速断保护、灵敏性不符合要求的变压器也应装设纵联差动保护;
2 电流速断保护,对10MVA以下的变压器,在电源侧宜装设电流速断保护。保护装置瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸;
3 变压器本体保护,应符合本标准第8.4.2条第3款的规定,还应包括有载调压变压器调压分接开关箱的瓦斯保护;
4 过电流保护,应符合本标准第8.4.2条第4款的规定;
5 单相接地保护,应符合本标准第8.2.1条和第8.2.2条的规定;
6 零序电流保护,当变压器高压侧接于110kV及以上中性点直接接地的电力系统中,且变压器的中性点为直接接地运行时,为防止单相接地短路引起的过电流,应装设零序电流保护;
7 备用分支的过电流保护,应符合本标准第8.3.2条第3款的规定;
8 过励磁保护,当变压器高压侧接于330kV及以上的电力系统时,应装设过励磁保护。
8.5 低压厂用变压器的保护
8.5.1 采用断路器作为保护及操作电器的低压厂用变压器应装设下列保护:
1 纵联差动保护,2MVA及以上、用电流速断保护、灵敏性不符合要求的变压器应装设纵联差动保护。保护瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸。
2 电流速断保护,用于保护变压器绕组内及引出线上的相间短路故障。保护瞬时动作于变压器各侧断路器跳闸。
3 瓦斯保护,800kVA及以上的油浸变压器应装设瓦斯保护。当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时,应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时,应动作于变压器各侧断路器跳闸。
4 过电流保护,保护变压器及相邻元件的相间短路故障。保护带时限动作于变压器各侧断路器跳闸。
当变压器供电给2个分段及以上时,应在各分支上装设过电流保护,带时限动作于本分支断路器跳闸。对于备用变压器,若自动投入至永久故障,本保护应加速跳闸。
5 单相接地短路保护,对于低压侧中性点直接接地的变压器,低压侧单相接地短路故障应装设下列保护之一:
1)装在变压器低压侧中性线上的零序过电流保护,保护可由反时限电流特性组成;
2)利用高压侧的过电流保护,兼作低压侧的单相接地短路保护。
上述保护带时限动作于变压器各侧断路器跳闸。
当变压器低压侧有分支时,利用分支上的三相电流互感器构成零序滤过器回路,保护可由反时限电流特性组成,动作于本分支断路器跳闸。
6 单相接地保护,应符合本标准第8.2.3条和第8.2.4条的规定。
7 当变压器远离供电地点,变压器高压侧的保护动作于各侧断路器跳闸有困难时,可只动作于高压侧断路器,低压侧可另设低电压保护,带时限动作于低压侧断路器跳闸。
8 温度保护,400kVA及以上的干式变压器应装设温度保护,400kVA以下的干式变压器宜装设温度保护。宜选用非电子类膨胀式温控器启动风扇、报警、跳闸,应能在不停电条件下进行检查。需远方读数的干式变压器可另选电子式温显器。
8.5.2 采用熔断器串真空接触器作为保护及操作电器的低压厂用变压器应装设下列保护:
1 电流速断保护,用于保护变压器绕组内及引出线上的相间短路故障。由熔断器按熔断特性曲线实现;
2 瓦斯保护,800kVA及以上的油浸变压器应装设瓦斯保护。当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时,应瞬时动作于信号;当产生大量瓦斯时,应动作于变压器高压侧真空接触器及低压侧断路器跳闸;
3 过电流保护,保护变压器及相邻元件的相间短路故障。在真空接触器的分断能力内的故障电流可由真空接触器分断,当故障电流超过真空接触器的分断能力时,应闭锁真空接触器,由熔断器按其反时限熔断特性熔断;
4 单相接地短路保护,应符合本标准第8.5.1条第5款的规定。保护动作于变压器高压侧真空接触器及低压侧断路器跳闸;
5 单相接地保护,应符合本标准第8.2.3条和第8.2.4条的规定;
6 当变压器远离供电地点,变压器高压侧的保护动作于变压器低压侧断路器跳闸有困难时,可以只动作于高压侧真空接触器跳闸,低压侧可另设低电压保护,带时限动作于低压侧断路器跳闸;
7 温度保护,应符合本标准第8.5.1条第8款的规定;
8 断相保护,用于保护熔断器单相熔件熔断后,变压器回路缺相运行进而引发其他故障。保护动作于真空接触器跳闸。
8.6 高压厂用电动机的保护
8.6.1 采用断路器作为保护及操作电器的高压厂用异步电动机应装设下列保护:
1 纵联差动保护或磁通平衡相差动保护,用于保护电动机绕组内及引出线上的相间短路故障。2000kW及以上的电动机应装设纵联差动保护。对于2000kW以下、中性点具有分相引线的电动机,当电流速断保护灵敏性不够时,也应装设纵联差动保护。保护瞬时动作于断路器跳闸。
2 电流速断保护,对未装设纵联差动保护的或纵联差动保护仅保护电动机绕组而不包括电缆时,应装设电流速断保护。保护瞬时动作于断路器跳闸。
3 过电流保护,作为纵联差动保护的后备,宜增设过电流保护。保护定时限或反时限动作于断路器跳闸。
4 单相接地保护,应符合本标准第8.2.2条的规定。
5 过负荷保护,下列电动机应装设过负荷保护:
1)生产过程易发生过负荷的电动机。保护装置应根据负荷特性,带时限动作于信号、跳闸或自动减负荷;
2)起动或自起动困难,需要防止起动或自起动时间过长的电动机。保护动作于跳闸。
6 低电压保护应满足以下要求:
1)对于Ⅰ类电动机,当装有自动投入的备用机械时,或为保证人身和设备安全,在电源电压长时间消失后需自动切除时,均应装设9s~10s时限的低电压保护,动作于断路器跳闸;
2)为了保证接于同段母线的Ⅰ类电动机自起动,对不要求自起动的Ⅱ、Ⅲ类电动机和不能自起动的电动机,宜装设0.5s时限的低电压保护,动作于断路器跳闸。低电压保护整定值应符合表8.6.1的要求。
表8.6.1 低电压保护整定值
7 相电流不平衡及断相保护,2000kW及以上电动机应装设相电流不平衡及断相保护,保护动作于信号或跳闸。
8.6.2 采用熔断器串真空接触器作为保护及操作电器的高压厂用异步电动机,应装设下列保护:
1 电流速断保护;
2 过电流保护;
3 过负荷保护,应符合本标准第8.6.1条第5款的规定;
4 断相保护;
5 单相接地保护,应符合本标准第8.2.2条的规定;
6 低电压保护,动作于真空接触器跳闸。
在真空接触器的分断能力内的故障电流可由真空接触器分断,当故障电流超过真空接触器的分断能力时,应闭锁真空接触器,由熔断器按其反时限熔断特性熔断。
8.6.3 其他接线方式电动机的保护应符合以下要求:
1 当1台设备由2台及以上的电动机共同拖动时,保护装置应满足对每台电动机的保护灵敏度要求,必要时可按每台电动机分别装设保护;
2 对于双速电动机的电流速断保护和过负荷保护,应按不同转速的容量分别装设;
3 对于采用变频调速的电动机,变频器电源断路器侧的保护宜按输入隔离变压器、电力电子装置、电动机三个区域分别考虑保护功能。在变频器至电动机的输出端应装设电动机保护装置。
8.7 低压厂用电动机的保护
8.7.1 低压厂用电动机应装设下列保护:
1 相间短路保护,用于保护电动机绕组内及引出线上的相间短路故障。保护装置可按电动机的重要性及所选用的一次设备,由下列方式之一构成:
1)熔断器与磁力起动器或接触器组成的回路,由熔断器作为相间短路保护;
2)断路器或断路器与操作设备组成的保护回路,可用断路器本身的短路脱扣器作为相间短路保护。为使保护范围能伸入电动机内部,要求电动机出线端子处短路时,保护的灵敏系数不应小于1.5。若保护的灵敏性达不到要求,应另装继电保护,保护瞬时动作于断路器跳闸。
2 单相接地短路保护,低压厂用电系统中性点为直接接地时,对容量为100kW及以上的电动机宜装设单相接地短路保护。对100kW以下的电动机,如相间短路保护能满足单相接地短路的灵敏性时,可由相间短路保护兼作接地短路保护;当不能满足时,应另装接地短路保护。保护瞬时动作于断路器跳闸。
3 单相接地保护,应符合本标准第8.2.3条和第8.2.4条的规定。
4 过负荷保护,对易过负荷的电动机应装设过负荷保护。保护装置可根据负荷的特点动作于信号或跳闸。其构成可采用以下方式:
1)操作电器为磁力起动器或接触器的供电回路,其过负荷保护用热继电器或微机(电子)型脱扣器构成;
2)由断路器组成的回路,当装设单独的继电保护时,可采用电流继电器型脱扣器作为过负荷保护;当采用电动机型断路器时,也可采用本身的过载长延时脱扣器作为过负荷保护。
5 断相保护,当电动机由熔断器作为短路保护时,应装设断相保护,保护的构成方式应符合本标准第6.5.15条的规定。
6 低电压保护,应符合本标准第8.6.1条第6款的规定。
8.7.2 双驱动工况下的电动机、双速电动机、变频电动机的保护配置应符合本标准第8.6.3条的规定。
8.8 厂用线路的保护
8.8.1 3kV~10kV厂用线路应装设下列保护:
1 相间短路保护,3kV~10kV厂用线路宜装设电流速断保护和过电流保护,保护动作于跳闸;
2 单相接地保护,应符合本标准第8.2.2条的规定。
8.8.2 6kV~35kV厂用升压或隔离变压器线路组应装设下列保护:
1 相间短路保护,应满足以下要求:
1)用于保护变压器内部故障及线路的相间短路应装设电流速断保护。对于2000kVA及以上变压器,当电流速断灵敏性不符合要求时,宜装设差动保护,保护瞬时动作于跳闸;
2)作为电流速断或差动保护后备,宜装设过电流保护,保护带时限动作于跳闸。
2 瓦斯保护,800kVA及以上油浸式变压器应装设瓦斯保护。保护装置构成方式应符合本标准第8.5.1条第3款的规定。
3 单相接地保护,应满足以下要求:
1)变压器电源侧的单相接地保护应符合本标准第8.2.2条的规定;
2)变压器线路侧的单相接地保护可在线路侧单独装设Y/Y/D电压互感器及相应保护,也可利用线路受电侧的单相接地保护装置作为线路的单相接地保护。保护装置动作于信号。
8.8.3 6kV~35kV厂用线路或厂用分支线路上的降压变压器保护,宜采用高压跌落式熔断器作为降压变压器的相间短路保护。
8.8.4 低压厂用线路应装设下列保护:
1 相间短路保护,应满足以下要求:
1)由熔断器作为相间短路保护应按照本标准第6.4.5条、第6.5.5条及第6.5.6条的规定选择;
2)由断路器组成的回路可用断路器本身的短路短延时脱扣器作为相间短路保护。
2 单相接地短路保护,低压厂用电系统中性点为直接接地时应装设本保护,并应满足以下要求:
1)由熔断器作为单相接地短路保护应按照本标准第6.4.5条、第6.5.5条及第6.5,6条的规定选择;
2)由断路器本身的短路短延时脱扣器作为单相接地短路保护,当灵敏性不能满足要求时,应由1个接于零序电流互感器上的电流继电器及时间继电器构成,延时动作于跳闸。
3 单相接地保护,应符合本标准第8.2.3条和第8.2.4条的规定。
8.9 柴油发电机的保护
8.9.1 柴油发电机定子绕组及引出线相间短路故障的保护配置,应能适应发电机单独运行和与厂用电系统并列运行的两种运行方式。
8.9.2 柴油发电机应装设下列保护:
1 电流速断保护,用于保护1000kW及以下发电机绕组内部及引出线上的相间短路故障,作为主保护。保护动作于发电机出口断路器跳闸并灭磁。
当电流速断保护灵敏度不符合要求时,可装设纵联差动保护。
2 纵联差动保护,对1000kW以上或1000kW及以下电流速断保护灵敏度不够的发电机,应装设纵联差动保护作为主保护。保护动作于发电机出口断路器跳闸并灭磁。
3 过电流保护,作为电流速断保护或纵联差动保护的后备保护。保护带时限动作于发电机出口断路器跳闸并灭磁。过电流保护宜具有反时限特性。
保护装置宜装设在发电机中性点的分相引出线上。当发电机中性点无分相引出线时,保护装置可装设在发电机出口处,对于单独运行的发电机,宜在发电机出口处加装低电压保护;对于与厂用电系统并列运行的发电机,宜在发电机出口处加装低电压闭锁过电流保护。
当发电机供电给2个分段时,每个分支回路应分别装设过电流保护,带时限动作于分支断路器跳闸。
4 单相接地保护应满足以下要求:
1)当发电机中性点为直接接地系统时,为保护单相接地短路故障,可将相间短路保护改为取三相电流的形式,保护动作于跳闸;
2)当发电机中性点为不接地或经高电阻接地时,应装设接地故障检测装置。
9 厂用电控制、信号、测量及自动装置
9.1 厂用电的控制和信号
9.1.1 厂用电控制、信号的设计应符合现行行业标准《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136的相关要求。
9.1.2 厂用电设备宜采用计算机监控方式。厂用电设备可设专门的电气计算机监控系统,也可与热工控制系统统一考虑。厂用电设备的控制地点和控制方式应符合现行行业标准《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136的规定。
9.1.3 厂用电动机的控制地点和控制方式应满足以下要求:
1 应根据其重要程度及生产工艺要求采用集中或就地控制。电动机的控制地点可按照本标准附录B的规定确定;
2 厂用电动机应根据其控制地点、操作设备、重要程度以及全厂总体控制规划和要求采用不同的控制方式。集中控制的电动机宜采用分散控制系统(DCS)、可编程控器(PLC)或现场总线控制系统(FCS)。
9.1.4 厂用高压电动机的控制接线应满足下列要求:
1 应有电源监视,并宜监视跳、合闸绕组回路的完整性;
2 应能指示断路器合闸与跳闸的位置状态,自动合闸或跳闸时应能发出报警信号;
3 合闸或跳闸完成后应使命令脉冲自动解除;
4 有防止断路器“跳跃”的电气闭锁装置,宜使用断路器机构内的防跳回路;
5 接线应简单可靠,使用电缆芯最少。
9.1.5 根据控制方式、控制地点及工艺要求,厂用电动机的信号系统宜采用下列形式:
1 当单元机组采用计算机监控系统时,宜采用DCS、PLC或FCS;
2 在炉机电单元控制室或中小型机组的机炉控制室,以及化水控制室的控制屏/台上控制的厂用电动机,其预告及事故信号宜与热工信号系统一致,采用计算机或闪光及重复音响系统;
3 单机容量为200MW级及以上机组主要电动机的开关量和模拟量信号宜按照工艺要求,接入计算机监控系统。
9.1.6 在输煤、电除尘、除灰、循环水泵房、水源地、燃油泵房等辅助厂房宜采用PLC或FCS控制,相邻的辅助生产车间或性质相近的辅助工艺系统宜合并控制,并按区域相对集中布置,也可根据工程的具体情况,将某些辅助厂房纳入机组DCS或全厂辅助车间计算机控制系统。
发电厂的输煤系统应采用集中控制,控制方式应按照现行行业标准《火力发电厂运煤设计技术规程第3部分:运煤自动化》DL/T 5187.3的要求确定。
9.1.7 当双速电动机用3台断路器来改变转速时,其控制接线应有闭锁,以防止切换过程中造成厂用电源短路故障。从高速挡切换到低速挡时,应有延时。
9.1.8 直流电动机可采用串联起动电阻的控制接线。当油泵两端分别由交、直流电动机拖动时,在接线中应考虑直流电动机起动前连锁跳开交流电动机。
9.1.9 绕线式电动机宜采用转子回路接入频敏变阻器的起动方式。频敏变阻器应在电动机起动时自动接入和在起动完毕后自动短接。
9.1.10 控制回路保护设备的布置应满足以下要求:
1 高压断路器或装在低压配电屏内的断路器、接触器,其控制回路保护设备宜布置在相应的高压开关柜或低压配电屏上;
2 装在动力控制箱内的接触器,其交流控制回路保护设备应布置在动力箱内,直流控制回路的保护设备可布置在集中控制屏或其辅助屏(柜)上。
9.1.11 交流和直流的控制、信号电源及相应设备可放在同一块保护屏、控制屏内。
9 厂用电控制、信号、测量及自动装置
9.1 厂用电的控制和信号
9.1.1 厂用电控制、信号的设计应符合现行行业标准《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136的相关要求。
9.1.2 厂用电设备宜采用计算机监控方式。厂用电设备可设专门的电气计算机监控系统,也可与热工控制系统统一考虑。厂用电设备的控制地点和控制方式应符合现行行业标准《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136的规定。
9.1.3 厂用电动机的控制地点和控制方式应满足以下要求:
1 应根据其重要程度及生产工艺要求采用集中或就地控制。电动机的控制地点可按照本标准附录B的规定确定;
2 厂用电动机应根据其控制地点、操作设备、重要程度以及全厂总体控制规划和要求采用不同的控制方式。集中控制的电动机宜采用分散控制系统(DCS)、可编程控器(PLC)或现场总线控制系统(FCS)。
9.1.4 厂用高压电动机的控制接线应满足下列要求:
1 应有电源监视,并宜监视跳、合闸绕组回路的完整性;
2 应能指示断路器合闸与跳闸的位置状态,自动合闸或跳闸时应能发出报警信号;
3 合闸或跳闸完成后应使命令脉冲自动解除;
4 有防止断路器“跳跃”的电气闭锁装置,宜使用断路器机构内的防跳回路;
5 接线应简单可靠,使用电缆芯最少。
9.1.5 根据控制方式、控制地点及工艺要求,厂用电动机的信号系统宜采用下列形式:
1 当单元机组采用计算机监控系统时,宜采用DCS、PLC或FCS;
2 在炉机电单元控制室或中小型机组的机炉控制室,以及化水控制室的控制屏/台上控制的厂用电动机,其预告及事故信号宜与热工信号系统一致,采用计算机或闪光及重复音响系统;
3 单机容量为200MW级及以上机组主要电动机的开关量和模拟量信号宜按照工艺要求,接入计算机监控系统。
9.1.6 在输煤、电除尘、除灰、循环水泵房、水源地、燃油泵房等辅助厂房宜采用PLC或FCS控制,相邻的辅助生产车间或性质相近的辅助工艺系统宜合并控制,并按区域相对集中布置,也可根据工程的具体情况,将某些辅助厂房纳入机组DCS或全厂辅助车间计算机控制系统。
发电厂的输煤系统应采用集中控制,控制方式应按照现行行业标准《火力发电厂运煤设计技术规程第3部分:运煤自动化》DL/T 5187.3的要求确定。
9.1.7 当双速电动机用3台断路器来改变转速时,其控制接线应有闭锁,以防止切换过程中造成厂用电源短路故障。从高速挡切换到低速挡时,应有延时。
9.1.8 直流电动机可采用串联起动电阻的控制接线。当油泵两端分别由交、直流电动机拖动时,在接线中应考虑直流电动机起动前连锁跳开交流电动机。
9.1.9 绕线式电动机宜采用转子回路接入频敏变阻器的起动方式。频敏变阻器应在电动机起动时自动接入和在起动完毕后自动短接。
9.1.10 控制回路保护设备的布置应满足以下要求:
1 高压断路器或装在低压配电屏内的断路器、接触器,其控制回路保护设备宜布置在相应的高压开关柜或低压配电屏上;
2 装在动力控制箱内的接触器,其交流控制回路保护设备应布置在动力箱内,直流控制回路的保护设备可布置在集中控制屏或其辅助屏(柜)上。
9.1.11 交流和直流的控制、信号电源及相应设备可放在同一块保护屏、控制屏内。
9.2 厂用电气设备的测量仪表
9.2.1 厂用电气设备测量仪表的设计应符合现行国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063的相关要求。表计的装设可按照本标准附录S的规定确定。
9.2.2 电能表的装设及准确度等级和电流互感器的配置应满足以下要求:
1 高压厂用变压器或厂用电抗器的电源侧应装设0.5级有功电能表,配置0.5S级电流互感器;
2 高压厂用备用或启动/备用电源的关口计量点应装设0.2级有功电能表,配置0.2S或0.2级电流互感器;
3 低压厂用变压器的电源侧可装设0.5级有功电能表,配置0.5级电流互感器;
4 电能计量用的电流互感器,工作电流宜在其额定电流的2/3以上;
5 电能表宜安装在高压开关柜或低压配电屏上。
9.2.3 当厂用电设备的电气量以硬接线方式输入计算机时,可利用综保或测控装置的模拟输出,或采用相应电气量变送器,其准确度等级不应低于互感器的准确度等级。
9.3 厂用电的自动装置
9.3.1 高压厂用电源宜采用以下切换方式:
1 正常切换宜满足下列要求:
1)200MW级及以上机组的高压厂用电源切换,宜采用带同步检定的厂用电源快速切换装置;
2)200MW以下机组的高压厂用电源切换,宜采用手动并联切换。在确认切换的电源合上后,再断开被切换的电源,并减少两个电源并列的时间,同时宜采用手动合上断路器后联动切除被解列的电源;
3)为保证切换的安全性,单机容量为200MW级及以上机组的高压厂用电源切换操作的合闸回路宜经同期继电器闭锁。
2 事故切换宜满足下列要求:
1)单机容量为200MW级及以上机组,当断路器具有快速合闸性能时,宜采用快速串联断电切换方式,此时备用分支的过电流保护可不接入加速跳闸回路。但在备用电源自动投入合闸回路中应加同期闭锁,同时应装设慢速切换作为后备;
2)当采用慢速切换时,为提高备用电源自动投入的成功率,在备用电源自动投入的起动回路中宜增加低电压闭锁。
9.3.2 低压厂用电源宜采用以下切换方式:
1 正常切换宜采用手动并联切换。在确认切换的电源合上后,再断开被切换的电源,并应减少两个电源并列的时间,同时宜采用手动合上断路器后联动切除被解列的电源。
2 事故切换宜满足下列要求:
1)当采用明备用动力中心供电方式时,工作电源故障或被错误地断开时备用电源应自动投入;
2)当采用暗备用动力中心供电方式时,应采用“确认动力中心母线系统无永久性故障后手动切换”的方式。
9.3.3 保安电源宜采用以下切换方式:
1 正常切换宜采用手动并联切换;
2 事故切换,正常工作电源故障或误跳时,备用电源应自动投入,同时发出柴油发电机起动指令,如备用电源投入不成功,应自动投入柴油发电机电源。
9.3.4 厂用电动机应根据工艺要求装设必要的联锁及自动装置,并根据运行方式的需要,可投入或解除。
9.4 柴油发电机的控制、信号、测量及自动装置
9.4.1 柴油发电机应装设自动起动和手动起动装置,并满足以下要求:
1 保安段工作电源消失后自动投入备用电源,自动起动装置应同时发出柴油发电机自动起动命令。若自起动连续3次失败,应发出停机信号,并闭锁自起动回路;
2 柴油发电机的手动起动宜在柴油发电机附近的就地控制屏上进行操作;
3 柴油机旁应设置紧急停机按钮;
4 起动电源或气源的容量应能满足6次起动的要求。
9.4.2 柴油发电机的测量应满足以下要求:
1 就地控制屏上应装设可显示电流、电压、功率因数、有功功率和频率及起动电源直流电压的表计或装置;
2 单元控制室计算机监控系统应采集柴油发电机电流、电压、频率、有功功率。
9.4.3 柴油发电机的电气联锁应满足以下要求:
1 柴油发电机宜在就地装设同期并列装置;
2 正常工况下,包括柴油发电机的带载试验时,保安段的厂用工作电源与柴油发电机之间可采用并联切换;
3 事故状态下,保安段的厂用工作电源与柴油发电机之间应采用串联断电切换。
9.4.4 单元控制室内应设置柴油发电机及其分支断路器的位置状态及事故信号。
附录A 火力发电厂设计厂用电率估算方法
厂用电率的计算和评估应限定计算的机组工况边界条件。
设计厂用电率不同于运行厂用电率和考核厂用电率。
设计厂用电率为设计阶段的估算值,是在工程设计阶段用以衡量为了满足整个发电工艺流程而配置的全厂工艺系统的辅机和其他辅助设备的自用电能消耗量的年度平均值指标。运行厂用电率为统计期内基于实际运行参数的实测值。运行厂用电率一般低于设计厂用电率。
A.0.1 纯凝电厂设计厂用电率可按下列公式计算:
式中:e——设计厂用电率(%);
Sc——汽轮发电机组在100%额定出力时(夏季)的厂用电计算负荷(kVA);
K——换算系数,可按本标准表G.0.1选取;
Pa——按汽轮发电机组夏季100%额定出力工况确定的厂用电动机功率(kW);
COSψav——电动机在运行时的平均功率因数,可取0.8;
Pg——发电机的额定功率,即100%出力时的功率。
当确有需要且具备相应条件时,也可对Sc、Pg进行年度时间段内的时间加权统计。即:发电机组在年度运行时间段内,可根据发电功率的不同,分为n个时间段,每一个时间段记作i,相应的发电功率记作Pi,相应的时间段记作Ti,相应的厂用电计算负荷记作Si、Sc、Pg,也可按下列公式计算:
式中:Sc——厂用电计算负荷在全年的时间加权平均值(kVA);
Pg——发电机的发电功率在全年的时间加权平均值(kW);
Pi——发电机在i时间段内的发电功率(kW);
Si——对应i时间段内的厂用电计算负荷(kVA);
Pai——对应i时间段内的厂用电动机功率(kW);
Ti——发电机、厂用负荷在i时间段内的运行时间(h);
T——机组年利用小时数(h),且T=Ti。
A.0.2 热电厂设计厂用电率可按下列公式计算:
1 供单位热量所耗用的厂用电量可按下式计算:
2 热电厂供热厂用电率可按下式计算:
3 热电厂发电厂用电率可按下式计算:
4 热电厂综合厂用电率可按下式计算:
ξzh= ed+ξr(A.0.2-4)
式中:ξr——热电厂供热厂用电率(%);
ed——热电厂发电厂用电率(%);
ξzh——热电厂综合厂用电率(%),为供热厂用电率与发电厂用电率之和;
er——供单位热量所耗厂用电量(kWh/GJ);
ScoZW——用于热网的厂用电计算负荷在全年的时间加权平均值(kVA),可按Sc计算;
SZD——用于发电的厂用电计算负荷在全年的时间加权平均值(kVA),可按Sc计算;
Qr——供热用的热量在全年的时间加权平均值(GJ/h),应由热机专业提供;
αr——对应全年时间加权平均值时,供热用热量与总耗热量之比,应由热机专业提供。
A.0.3 计算厂用电率用的计算负荷,其计算原则大部分与厂用变压器的负荷计算原则相同。不同部分可按如下原则处理:
1 只计算经常连续运行的负荷;
2 对于备用的负荷,即使由不同变压器供电也不予计算;
3 全厂性的公用负荷,按机组的容量比例分摊到各机组上;
4 随机组运行工况或季节性变动的负荷,如采用了变频调速等节能手段的机炉辅机、循环水泵、通风、采暖等,按一年中的时间加权平均负荷值计算;
5 在24h内变动大的输煤、中间储仓制的制粉系统的负荷,可按设计采用工作班制进行修正,一班制工作的乘以系数0.33,二班制工作的乘以系数0.67;
6 照明负荷乘以系数0.5。
A.0.4 机组性能考核工况下的设计厂用电率估算宜满足以下要求:
1 机组性能考核工况可对应汽轮机的热耗率验收工况(THA工况,turbine heat acceptance),即汽机在设计背压下的额定功率工况;
2 机组性能考核工况的设计厂用电率估算宜取汽机THA工况作为机组工况的边界条件。该工况下的设计厂用电率可按照式(A.0.1-1)和式(A.0.1-2)进行估算。此时,发电机额定功率Pg、平均功率因数COSψav、换算系数K的含义和取值均不变,但Sc应为汽轮发电机组在THA工况下的厂用电计算负荷,Pa为工艺专业按汽机THA工况相应选取的厂用电动机额定功率。
实际工程中,因为机组性能考核工况当时的环境条件等因素的影响,其与事先已定义的汽机THA工况边界条件本身也会有偏差,所以考核工况厂用电率实测值与按以上方法对机组性能考核工况设计厂用电率的估算值仍会有偏差。
附录B 火力发电厂常用厂用负荷特性参考表
表B 火力发电厂常用厂用负荷特性参考表
注:1 负荷特性如供电类别、控制地点等系指一般情况,具体工程设计时,尚应与有关专业包括相关制造厂联系确定;特别应注意符合现行国家标准《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB 50229等有关规定。
2 运行方式栏中“经常”与“不经常”系区别该类电动机的使用机会,“连续”、“短时”、“断续”系区别每次使用时间的长短。
即:
连续为每次连续带负荷运转2h以上者;
短时为每次连续带负荷运转2h以内,10min以上者;
断续为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者;
经常为与正常生产过程有关的,一般每天都要使用的电动机;
不经常为正常不用,只是在检修、事故或机炉起停期间使用的电动机。
附录C 高压厂用电系统中性点接地设备的选择
C.0.1 高压厂用电系统中性点宜按以下次序选取:
1 高压厂用工作变压器负载侧的中性点应优先采用;
2 采用高压厂用电系统供电的低压厂用工作变压器高压侧的中性点,此时要考虑低压厂用工作变压器退出运行的工况,应选用2台变压器的中性点。变压器的接线组别可采用YNyn0,但容量宜大于100倍的接地设备容量;
3 采用专用的三相接地变压器,构成人为的中性点。
C.0.2 电阻接地方式应满足以下要求:
1 电阻器直接接入系统的中性点。对电阻器要求耐压高、阻值大,但电流小。
式中:RN——直接接入的电阻器阻值(kΩ);
Ue——高压厂用电系统母线的额定线电压(kV);
IR——接地电阻性电流(A),不宜小于系统的接地电容电流,可按《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222-2005第18.2节的要求取1.1倍接地电容电流。
电阻器的绝缘等级应达到高压厂用电系统额定相电压的要求。
2 电阻器经单相变压器变换后接入系统的中性点。
把电阻器接到单相降压变压器的二次侧,变压器的一次侧接到系统的中性点。对电阻器要求耐压低、阻值小,但电流大。
式中:RN——系统中性点的等效电阻,由式(C.0.2-1)确定;
RN2——间接接入的电阻器值(Ω);
nφ——单相降压变压器的变比;
UR2——单相降压变压器的二次电压(V),宜取220V;
IR2——电阻器中流过的电流(A);
Seφ——单相降压变压器的容量(kVA)。
3 当高压厂用电系统中性点无法引出时,可采用将电阻器接于专用的三相接地变压器,宜采用间接接入方式,见图C.0.2。
三相接地变压器采用YNd接线。一次侧中性点直接接地,二次侧开口三角形中接入电阻器,电阻为:
式中:RN——系统中性点的等效电阻,由式(C.0.2-1)确定;
rN——开口三角形中接入的电阻(Ω);
n——三相变压器的额定相电压比;
Ur——系统单相金属性接地时开口三角形二端的额定电压(V),为3U2φ;
U2φ——接地变压器二次侧三角形绕组额定相电压(等于线电压),宜取33.33V;
U1φ——接地变压器一次侧星形绕组额定相定压(kV),等于系统标称电压除以;
ir——电阻器中流过的电流(A);
Se——接地变压器额定容量(kVA)。
接地变压器“YN”接线的一次相绕组要按线电压设计。
附录D 柴油发电机组的选择
D.0.1 柴油发电机组的型式选择应满足以下要求:
1 柴油发电机组应采用快速自起动的应急型,失电后第一次自起动恢复供电的时间可取15s~20s;机组应具有时刻准备自起动投入工作并能最多连续自起动3次成功投入的性能;
2 柴油机宜采用高速及废气涡轮增压型;
3 柴油机的起动方式宜采用电起动;
4 柴油机的冷却方式应采用闭式循环水冷却;
5 发电机宜采用快速反应的励磁系统;
6 发电机的接线采用星形连接,中性点应能引出。
D.0.2 柴油发电机组的容量选择应满足以下要求:
柴油发电机组的负荷计算方法采用换算系数法。负荷的计算原则与厂用变压器的负荷计算相同,但应考虑保安负荷的投运规律。对于在时间上能错开运行的保安负荷不应全部计算,可以分阶段统计同时运行的保安负荷,取其大者作为计算功率。
1 柴油发电机组的计算负荷可按下列公式计算:
Sc = KΣP (D.0.2-1)
Pc = Sc COSψc (D.0.2-2)
式中:Sc——计算负荷(kVA);
∑P——每个单元机组事故停机时,可能同时运行的保安负荷(包括旋转和静止的负荷)的额定功率之和(kW);
K——换算系数,取0.8;
Pc——计算负荷的有功功率(kW);
COSψc——计算负荷的功率因数,可取0.86。
2 发电机的容量选择应满足以下要求:
1)发电机连续输出容量应大于最大计算负荷:
Se ≥nSc (D.0.2-3)
式中:Se——发电机的额定容量(kVA);
n——每个单元机组配置1台柴油发电机组时n=1,两个单元机组配置1台柴油发电机组时n=2,由技术经济比较确定。
2)发电机带负荷起动一台最大容量的电动机时短时,过负荷能力应按以下要求校验:
式中:PDm——最大电动机的额定功率(kW);
Kq——最大电动机的起动电流倍数,
KOL——柴油发电机短时过负荷系数。一般情况下,发电机在热状态下,能承受150%Se,时间为15s,则可取1.5,当制造商有明确数据时,可按实际情况选用。
当式(D.0.2-4)不能满足时,首先应将发电机的运行负荷与起动负荷按相量和的方法进行复校,或采用“软起动”,以降低Kq值;若还不能满足,则应向产品制造厂索取电动机实际起动时间内发电机允许的过负荷能力。
3 柴油机输出功率的复核应满足以下要求:
1)实际使用地点的环境条件不同于标准使用条件时,对柴油机输出功率应按下式修正:
Px ≥σPr (D.0.2-5)
式中:Px——实际输出功率(kW);
Pr——标准使用条件(海拔高度0m,空气温度20℃)下的输出功率(kW);
σ——海拔高度和空气温度综合修正系数,由产品制造厂提供。
2)持续1h运行状态下输出功率应按以下要求校验:设计考虑在全厂停电1h内,柴油发电机组要具有承担最大保安负荷的能力。柴油机1h允许承受的负载能力为1.1Px。
式中:Pc——计算负荷的有功功率(kW);
ηG——发电机的效率;
α——柴油发电机组的功率配合系数,取1.10~1.15。
3)柴油机的首次加载能力应按以下要求校验:制造厂保证的柴油发电机组首次加载能力不低于额定功率的50%。为此,要求柴油机的实际输出功率不小于2倍初始投入的起动有功功率。
式中:∑P″eD——初始投入的保安负荷额定功率之和(kW);
KQ——起动负荷的电流倍数,宜取5;
COSψQ——起动负荷的功率因数,宜取0.4。
D.0.3 最大电动机起动时母线的电压水平校验应满足以下要求:
最大电动机起动时,为使保安母线段上的运行电动机少受影响,以保持不低于额定电压的75%为宜。由于发电机空载起动电动机所引起的母线电压降低比有载起动更为严重,因此取发电机空载起动作为校验工况。电动机起动时的母线电压可按下式计算:
式中:X′d——发电机的暂态电抗(标么值)。
附录E 检修配电箱装设地点及数量
表E 检修配电箱装设地点及数量
附录F 厂用电的负荷计算
厂用电的负荷计算可采用换算系数法,也可采用轴功率法。
F.0.1 采用换算系数法进行厂用电负荷计算时应满足以下要求:
换算系数法的算式为:
Sc = Σ(KP) (F.0.1-1)
式中:Sc——计算负荷(kVA);
K——换算系数,可按表F.0.1取值;
P——负荷的计算功率(kW)。
表F.0.1 换算系数表
电动机的计算功率P应按负荷特点确定:
1 连续运行(包括经常连续和不经常连续)的电动机为:
P = Pe (F.0.1-2)
式中:Pe——电动机的额定功率(kW)。
2 短时及断续运行的电动机为:
P = 0.5Pe (F.0.1-3)
3 中央修配厂为:
P = 0.4ΣP+0.4Σ5P (F.0.1-4)
式中:∑P——全部电动机额定功率总和(kW);
Σ5P——其中最大5台电动机的额定功率之和(kW)。
4 煤场机械:
1)中小型机械为:
P = 0.35ΣP+0.6Σ3P (F.0.1-5)
式中:Σ3P——其中最大3台电动机的额定功率之和(kW)。
2)大型机械:
翻车机为:
P = 0.22ΣP+0.5Σ5P (F.0.1-6)
悬臂式斗轮机为:
P = 0.13ΣP+0.3Σ5P (F.0.1-7)
门式斗轮机为:
P = 0.10ΣP+0.3Σ5P (F.0.1-8)
式中:Σ5P——其中最大5台电动机的额定功率之和(kW)。
F.0.2 采用轴功率法进行厂用电负荷计算时应满足以下要求:
轴功率法的算式为:
式中:Kt——同时率,新建电厂取0.9,扩建电厂取0.95;
Pz——最大运行轴功率(kW),对于机/炉辅机,一般对应BMCR工况;
η——对应于轴功率的电动机效率;
COSψ——对应于轴功率的电动机功率因数。
当仅有少数几台电动机的功率较大(如每台电动机功率大于变压器低压绕组额定容量的20%)时,则可用简化算法,即对这几台电动机单独以式(F.0.2-2)计算,并与换算系数法相比较,取其大者作为计算负荷,而对其余负荷仍用换算系数法计算。
F.0.3 电动机变压器组的负荷计算应以轴功率法计算,其算式见式(F.0.2-2)。
F.0.4 电除尘器的负荷计算应满足以下要求:
采用换算系数法的算式为:
Sc = KΣP+ΣPe (F.0.4-1)
式中:K——晶闸管整流设备的换算系数,取0.45~0.75;
∑P——晶闸管高压整流设备额定功率之和(kW);
∑Pe——电加热设备额定功率之和(kW)。
F.0.5 照明负荷计算应满足以下要求:
式中:PA——照明安装功率(kW);
COSψ——功率因数,白炽灯、卤钨灯,取COSψ=1,气体放电灯,取COSψ=0.9;
α——镇流器及其他附件损耗系数,白炽灯、卤钨灯,取α=0,气体放电灯,取α=0.2;
Kt——照明负荷同时系数,见表F.0.5。
表F.0.5 照明负荷同时系数
附录G 厂用电电压调整计算
G.0.1 以无励磁调压变压器为电源的厂用母线电压调整计算应满足以下要求:
当电源电压和厂用负荷正常变动时,厂用母线电压可按下列条件及式(G.0.1-1)计算。算式中各标么值的基准电压取0.38kV、3kV、6kV或10kV;基准容量取变压器低压绕组的额定容量S2T。
1 按电源电压最低、厂用负荷最大,计算厂用母线的最低电压Um·min,并宜满足Um·min≥0.95(标么值)。
2 按电源电压最高、厂用负荷最小,计算厂用母线的最高电压Um·max,并宜满足Um·max≤1.05(标么值)。
厂用母线电压的算式如下:
式中:Um——厂用母线电压(标么值);
S——厂用负荷(标么值);
Zψ——负荷压降阻抗(标么值);
RT——变压器的电阻(标么值);
Pt——对双绕组变压器为变压器的额定铜耗Pcu,对分裂变压器为单侧通过电流,且低压侧分裂绕组为额定电流时的铜耗;
COSψ——负荷功率因数,取0.8;
XT——变庄器的电抗(标么值);
ST——变压器的额定容量(kVA);
S2T——-低压或分裂绕组的额定容量(kVA);
Ud%——对双绕组变压器为变压器的阻抗电压百分值,对分裂变压器为以变压器高压绕组额定容量为基准的阻抗电压百分值;
Uo——变压器低压侧的空载电压(标么值),其算式见式(G.0.1-5),对连接于电压较稳定的电源上的变压器,最低电源电压取0.975,Uo相应为1.024,最高电源电压取1.025,Uo相应为1.08。
式中:Ug——电源电压(标么值);
UG——电源电压(kV);
U1e——变压器高压侧额定电压(kV);
U'2e——变压器低压侧额定电压(标么值);
U2e——变压器低压侧额定电压(kV);
Ui——变压器低压侧母线的基准电压(kV);
n——分接位置,n为整数,负分接时为负值;
δu%——分接开关的级电压(%)。
3 计算表明,当变压器阻抗电压不大于10.5%(对分裂变压器是以S2T为基准值的阻抗电压),且分接开关的参数符合下列要求时,选用无励磁调压变压器通常能满足电压调整的要求。
1)为适应近、远期电源电压的正常波动,分接开关的调整范围取10%(从正分接到负分接);
2)分接开关的级电压采用2.5%;
3)额定分接位置宜在调压范围的中间。
G.0.2 以有载调压变压器为电源的厂用母线电压调整计算应满足以下要求:
母线电压的计算见式(G.0.1-1),但应计及分接头位置可变的因素,即以与不同的电源电压和负荷相适应的分接头位置计算空载电压Uo。
变压器阻抗电压大于10.5%时,如经过计算不满足电压调整的要求,可选用有载调压变压器,分接开关的选择应满足下列要求:
1 调压范围应采用20%(从正分接到负分接);
2 调压装置的级电压不宜过大,可采用1.25%;
3 额定分接位置宜在调压范围的中间。
附录H 电动机正常起动时的电压计算
H.0.1 电动机正常起动时的母线电压可按式(H.0.1-1)计算,算式中各标么值的基准电压应取0.38kV、3kV、6kV或10kV;对变压器基准容量应取低压绕组的额定容量S2T(kVA)。
式中:Um——电动机正常起动时的母线电压(标么值);
Uo——厂用母线上的空载电压(标么值),对电抗器取1,对无励磁调压变压器取1.05,对有载调压变压器取1.1;
X——变压器或电抗器的电抗(标么值),对变压器可按本标准附录G的XT算式计算;
S——合成负荷(标么值),可按式(H.0.1-2)计算;
S1——电动机起动前,厂用母线上的已有负荷(标么值);
Sq——起动电动机的起动容量(标么值);
Kq——电动机的起动电流倍数;
Pe——电动机的额定功率(kW);
ηd——电动机的额定效率;
COSψd——电动机的额定功率因数。
附录J 成组电动机自起动时厂用母线电压的计算
J.0.1 电动机成组自起动时的厂用母线电压可按式(J.0.1-1)计算,算式中各标么值的基准电压应取0.38kV、3kV、6kV或10kV;对变压器基准容量应取低压绕组的额定容量S2T(kVA)。
式中:Um——电动机成组自起动时的厂用母线电压(标么值),其最低允许值见本标准表4.6.1;
Uo——厂用母线上的空载电压(标么值),对电抗器取1,对无励磁调压变压器取1.05,对有载调压变压器取1.1;
X——变压器或电抗器的电抗(标么值),对变压器可按本标准附录G的XT算式计算;
S——合成负荷(标么值),可按式(J.0.1-2)计算;
S1——自起动前厂用电源已带的负荷(标么值),失压自起动或空载自起动时,S1=0;
Sqz——自起动容量(标么值);
Kqz——自起动电流倍数,备用电源为快速切换时取2.5,慢速切换时取5;此处慢速切换是指其备用电源自动切换过程的总时间大于0.8s,快速切换是指切换过程总时间小于0.8s。
∑Pe——参加自起动的电动机额定功率总和(kW);
ηdCOSψd——电动机的额定效率和额定功率因数的乘积,可取0.8。
J.0.2 高、低压厂用母线串接自起动时的厂用母线电压可分别按式(J.0.2-1)、式(J.0.2-2)计算:
高压厂用母线的电压为:
式中:Ugm——自起动时,高压厂用母线电压(标么值);
Sg——高压厂用母线上的合成负荷(标么值);
Xg——高压厂用变压器或电抗器的电抗标么值,变压器可按本标准附录G的XT算式计算。
低压厂用母线的电压为:
式中:Udm——自起动时,低压厂用母线电压(标么值),其最低允许值见本标准表4.6.1;
Sd——低压厂用母线上的合成负荷(标么值);
Xg——高压厂用变压器或电抗器的电抗标么值,变压器可按本标准附录G的XT算式计算。
附录K 电动机起动温升计算
K.0.1 采用实用计算法计算电动机的起动时间应满足以下要求:
对于一般的风机和水泵,在起动过程中,电动机的剩余力矩变化不大(在机械阻力矩上升时,电动机的转矩也在上升),起动时间t可按式(K.0.1-1)近似计算:
式中:Tα——机组的机械时间常数(s);
U——起动时的起始电压(标么值),见本标准附录H;
Mp——电动机的平均转矩(标么值),对一般电动机取:
Mp=MQ+0.2(Mmax-MQ) (K.0.1-4)
MQ——电动机的起动力矩(标么值);
Mmax——电动机的最大转矩(标么值);
Mav——起动过程中机械的平均阻力矩(标么值),对离心式风机取0.23,对一般水泵取0.21,对给水泵取0.35;
GD2——机组的转动惯量(kg·m2);
n0——电动机的同步转速(r/min);
Pe——电动机的额定容量(kW);
GD2d——电动机的转动惯量(kg·m2);
GD2j——机械的转动惯量(kg·m2);
nj——机械的额定转速(r/min);
nd——电动机的额定转速(r/min)。
K.0.2 采用详细计算法计算电动机的起动时间应满足以下要求:
当电动机起动过程中的剩余力矩变化较大,起动时间需用图解法计算时,可按以下步骤进行:
1 获取或计算电动机的转矩曲线。
1)有制造厂提供的电动机转矩曲线,或有相似型号电动机试验所得的转矩曲线,应以此为准进行计算。
2)无上述资料时,一般电动机的转矩特性曲线可按式(K.0.2-1)计算:
式中:Md——电动机对应于不同转差率的转矩(标么值);
sk——电动机的临界转差率;
s——电动机的转差率(0≤j≤1);
se——电动机的额定转差率。
3)大容量二级电动机转矩特性的计算尚需计及转子导体形状的影响,此时需按制造厂的详细资料进行计算。
2 计算机械阻力矩特性曲线:
1)风机和水泵的阻力矩特性曲线系由两段组成,后一段(S=0.7以后)为一上升的抛物线,方程式为:
Mz=K(1-s)2(K.0.2-6)
式中:K——起动完毕时的负荷系数,对风机取0.55,对离心式水泵取0.5。
曲线的前一段为一下降的抛物线,起始点可取Mz=0.21。最低点对应s=0.7,取Mz=0.1。将以上两段曲线圆滑相连,即得整个阻力矩曲线。
2)给水泵的阻力矩曲线较特殊,需按试验得出的特性曲线作图(在s=0.3处,Mz=0.4~0.45;在s=0.01处,Mz=0.85~0.9)。
3)磨煤机及碎煤机的阻力矩曲线接近恒定,但在起动时有所增大,可取:
式中:Pz——电动机正常运行的轴功率(kW)。
3 用作图法求剩余力矩及起动时间:
1)取1.04U2Md作为电动机起动过程的转矩特性曲线。
2)取Mz为起动过程的阻力矩曲线。
3)将横坐标分为若干小段△S1、△S2…△Sn,在每一段的中间得出一个剩余力矩My1、My2…Myn(My=1.04U2Md-Mz)。
4)起动时间t按式(K.0.2-8)计算(见图K.0.2):
式中:Tn——电动机的机械时间常数(s);
△Sn——第n段的转差率增量;
Myn——对应于△Sn的平均剩余力矩(标么值)。
K.0.3 定子绕组起动温度计算应满足以下要求:
电动机在起动时,定子绕组的温升可近似地按绝热过程计算,起动1次的温升τd(℃)为:
式中:jd——电动机定子绕组的额定电流密度(A/mm2);
ρ——导线电阻系数(Ω·mm2/m);
KR——交流电阻与直流电阻的比值;
c——定子绕组的导体比热[J/(kg·℃)];
γ——定子绕组的导体密度(kg/m3);
KQ——电动机起动电流倍数。
对于铜线绕组,当温度为75℃时,ρ=1/45,C=390,γ=8.9,KR=1.05,式(K.0.3-1)可简化为:
电动机在冷状态下起动两次时,定子绕组的温度θd=40+2τd。
电动机在热状态下起动一次时,定子绕组的温度θd=θed+τd,其中定子绕组额定温度θed,对于A级绝缘取100℃,对于B级绝缘取120℃。
K.0.4 起动时的允许温升应满足以下要求:
电动机在冷状态下起动两次或在热状态下起动一次以后,定子导体温度,A级绝缘不应超过200℃,B级绝缘不应超过250℃。
如果计算温度超过以上数值,则应采取下列措施之一:
1 加大电动机的容量;
2 选用起动特性较好的电动机;
3 与制造厂协商改进电动机的转矩特性曲线。
附录L 高压厂用电系统短路电流实用计算法
高压厂用电系统的短路电流由厂用电源和电动机两部分供给,并按相角相同取算术和计算。
L.0.1 采用实用计算法计算高压厂用电系统的短路电流应满足以下要求:
1 三相短路电流周期分量的起始值可按下列公式计算:
式中:I″——短路电流周期分量的起始有效值(kA);
I″B——厂用电源短路电流周期分量的起始有效值(kA);
I″D——电动机反馈电流周期分量的起始有效值(kA);
Ij——基准电流(kA),当取基准容量Sj=100MVA、基准电压Uj=6.3kV时:
Xx——系统电抗(标么值):
Sx——厂用电源引接点的短路容量(MVA);
XT——厂用变压器的电抗(标么值):
对变压器:
式中:7.5%——考虑变压器短路阻抗(大于10%时)的负误差,如变压器已经制造并有试验实测数据,则可以不考虑短路阻抗的负误差;
对电抗器:
Ud%——以厂用变压器额定容量Se.B(对分裂变压器为一次绕组的容量)为基准的阻抗电压百分值;
Xk%——电抗器的百分电抗值;
Ue.K——电抗器的额定电压(kV);
Ie.K——电抗器的额定电流(kA)。
Kq.D——电动机平均的反馈电流倍数,100MW级及以下机组取5,125MW级及以上机组取5.5~6.0;
Ie.D——计及反馈的电动机的额定电流之和(A);
Pe.D——计及反馈的电动机额定功率之和(kW);
Ue.D——电动机的额定电压(kV);
ηDCOSψD——电动机平均的效率和功率因数乘积,可取0.8。
2 短路冲击电流可按下式计算:
式中:ich——短路冲击电流(kA);
ich.B——厂用电源的短路峰值电流(kA);
ich.D——电动机的反馈峰值电流(kA);
Kch.B——厂用电源短路电流的峰值系数,取表L.0.1-1的数值;
Kch.D——电动机反馈电流的峰值系数,100MW级及以下机组取1.4~1.6,125MW级及以上机组取1.7。
表L.0.1-1 厂用电源非周期分量的衰减时间常数和峰值系数值
3 t瞬间三相短路电流可按下列公式计算:
式中:Iz(t)——t瞬间短路电流的周期分量有效值(kA);
Ifz(t)——t瞬间短路电流的非周期分量值(kA);
Iz.B(t)——t瞬间厂用电源短路电流的周期分量有效值(kA);
Ifz.B(t)——t瞬间厂用电源短路电流的非周期分量值(kA);
Iz.D(t)——t瞬间电动机反馈电流的周期分量有效值(kA);
Ifz.D(t)——t瞬间电动机反馈电流的非周期分量值(kA);
KD(t)——电动机反馈电流的衰减系数,KD(t)=e-t/TD,可取表L.0.1-2的数值;
KB(t)——厂用电源非周期分量的衰减系数,KB(t)=e-t/TB,可取表L.0.1-2的数值;
t——短路电流计算时间(s),用于校验断路器开断电流时,t=tb+tgu,tb为主保护装置动作时间(s),tgu为断路器固有分闸时间(s);
TD——电动机反馈电流的衰减时间常数(s),可取0.062s;
TB——厂用电源非周期分量的衰减时间常数(s),可取表L 0.1-1的数值。
对于100MW级及以下机组,可不计算Iz.D(t)和Ifz.D(t)两项。
表L.0.1-2 电源非周期分量和电动机反馈电流的衰减系数
4 三相短路电流热效应可按下式计算:
式中:Qt——短路电流热效应(kA2·s),简化计算式见表L.0.1-3;
i——短路电流瞬时值(kA):
式中:iB——厂用电源短路电流瞬时值(kA);
iD——电动机反馈电流瞬时值(kA)。
t——短路电流热效应计算时间(s),用于校验电缆热稳定最小截面时为:
t=tb+tfd(L.0.1-13)
式中:tb——主保护装置动作时间(s);
tfd——断路器全分闸时间(s)。
对中速断路器,t可取0.15s,对慢速断路器,t可取0.2s。
表L.0.1-3 三相短路电流热效应QI的简化计算式
对于100MW级及以下机组,可不计电动机反馈电流热效应的作用,短路电流热效应的计算式为:
L.0.2 三相短路时异步电动机反馈电流的逐台计算法应满足以下要求:
在具有电动机参数的条件下,必要时也可根据其参数逐台计算反馈电流,按相角相同的算术和求总的反馈电流。
1 n台电动机反馈电流周期分量的起始值可按下式计算:
式中:I″D——电动机反馈电流周期分量的起始有效值之和(kA);
Kq.di——第i台电动机的反馈电流倍数,可取其起动电流倍数值;
Ie.di——第i台电动机的额定电流(A)。
2 n台电动机的反馈峰值电流可按下式计算:
式中:ich.D——电动机的反馈峰值电流之和(kA);
Kch.di——第i台电动机反馈电流的峰值系数,可查图L.0.2-1中相应的曲线。
3 n台电动机的t瞬间反馈电流可按下列公式计算:
式中:Iz.D(t)——t瞬间电动机反馈电流的周期分量有效值之和(kA); .
Ifz.D(t)——t瞬间电动机反馈电流的非周期分量值之和(kA);
Kd(t)i——第i台电动机反馈电流的衰减系数;
Tdi——第i台电动机反馈电流的衰减时间常数(s),可查图L.0.2-2中相应的曲线。
4 用于计算短路电流效应的n台电动机等效时间常数可按下列公式计算:
式中:TD——n台电动机等效的反馈电流衰减时间常数(s);
Kch.D——n台电动机等效的反馈电流峰值系数;
Pei——第i台电动机的额定功率(kW);
Kch.di——第i台电动机反馈电流的峰值系数,可查图L.0.2-1中相应的曲线。
附录M 380V动力中心短路电流实用计算法
380V动力中心的短路电流由低压厂用变压器和异步电动机两部分供给,并按相角相同取算术和计算。计及反馈的异步电动机总功率(kW),可取低压厂用变压器容量(kVA)的60%。
M.0.1 三相短路电流周期分量的起始值可按下列公式计算:
式中:I″——三相短路电流周期分量的起始有效值(kA);
I″B——变压器短路电流周期分量的起始有效值(kA);
I″D——电动机反馈电流周期分量的起始有效值(kA);
U——变压器低压侧线电压,取400V;
RΣ、XΣ——每相回路的总电阻和总电抗(mΩ)
Ie.B——变压器低压侧的额定电流(A)。
M.0.2 短路峰值电流可按下式计算:
式中:ich——380V中央配电屏的短路冲击电流(kA);
ich.B——变压器的短路冲击电流(kA);
ich.D——电动机的反馈冲击电流(kA);
Kch.B——变压器短路电流的冲击系数,可根据回路中XΣ/RΣ的比值从图M.0.2中查得。
M.0.3 t瞬间三相短路电流的周期分量可按下式计算:
IZ(t)=I"B+KD(t)I"D (M.0.3-1)
式中:IZ(t)——t瞬间短路电流周期分量有效值(kA);
KD(t)——t瞬间电动机反馈电流周期分量的衰减系数,可从表M.0.3-1查得。
表M.0.3-1 380V电动机反馈电流周期分量的衰减系数
由常用低压厂用变压器供电的380V中央配电屏的短路电流计算结果见表M.0.3-2。
表M.0.3-2 380V动力中心(PC)短路电流计算结果
附录N 380V系统短路电流计算曲线
N.1 附 图
N.1.1 500kVA变压器。
图N.1.1-1 油浸变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.1-2 油浸变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.1-3 干式变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.1-4 干式变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.1-5 干式变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220v电动机回路单相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.1-6 干式变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.2 630kVA变压器。
图N.1.2-1 油浸变压器容量为630kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-2 油浸变压器容量为630kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.2-3 干式变压器容量为630kVA(Ud=4%)时,380/220v电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-4 干式变压器容量为630kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-5 干式变压器容量为630kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-6 干式变压器容量为630kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-7 干式变压器容量为630kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-8 干式变压器容量为630kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-9 干式变压器容量为630kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-10 干式变压器容量为630kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.3 800kVA变压器。
图N.1.3-1 油浸变压器容量为800kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-2 油浸变压器容量为800kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.3-3 干式变压器容量为800kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-4 干式变压器容量为800kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-5 干式变压器容量为800kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-6 干式变压器容量为800kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-7 干式变压器容量为800kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.3-8 干式变压器容量为800kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.4 1000kVA变压器。
图N.1.4-1 油浸变压器容量为1000kVA(Ud=4.5%)时,380/220v电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-2 油浸变压器容量为1000kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.4-3 干式变压器容量为1000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-4 干式变压器容量为1000kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-5 干式变压器容量为1000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-6 干式变压器容量为1000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-7 干式变压器容量为1000kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.4-8 干式变压器容量为1000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.5 1250kVA变压器。
图N.1.5-1 油浸变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.5-2 油浸变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.5-3 干式变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铜芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.5-4 干式变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.5-5 干式变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.5-6 干式变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯塑料电缆长度的关系曲线
N.1.6 1600kVA变压器。
图N.1.6-1 油浸变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-2 油浸变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.6-3 干式变压器容量为1600kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-4 干式变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-5 干式变压器容量为1600kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-6 干式变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-7 干式变压器容量为1600kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-8 干式变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-9 干式变压器容量为1600kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-10 干式变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.7 2000kVA变压器。
图N.1.7-1 油浸变压器容量为2000kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-2 油浸变压器容量为2000kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.7-3 干式变压器容量为2000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-4 干式变压器容量为2000kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-5 干式变压器容量为2000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-6 干式变压器容量为2000kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-7 干式变压器容量为2000kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-8 干式变压器容量为2000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-9 干式变压器容量为2000kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-10 干式变压器容量为2000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-11 干式变压器容量为2000kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-12 干式变压器容量为2000kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
N.1.8 2500kVA变压器。
图N.1.8-1 干式变压器容量为2500kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-2 干式变压器容量为2500kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-3 干式变压器容量为2500kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-4 干式变压器容量为2500kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-5 干式变压器容量为2500kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-6 干式变压器容量为2500kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-7 干式变压器容量为2500kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-8 干式变压器容量为2500kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-9 干式变压器容量为2500kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-10 干式变压器容量为2500kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-11 干式变压器容量为2500kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-12 干式变压器容量为2500kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线。
附录N 380V系统短路电流计算曲线
N.1 附 图
N.1.1 500kVA变压器。
图N.1.1-1 油浸变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.1-2 油浸变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.1-3 干式变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.1-4 干式变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.1-5 干式变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220v电动机回路单相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.1-6 干式变压器容量为500kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.2 630kVA变压器。
图N.1.2-1 油浸变压器容量为630kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-2 油浸变压器容量为630kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.2-3 干式变压器容量为630kVA(Ud=4%)时,380/220v电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-4 干式变压器容量为630kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-5 干式变压器容量为630kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-6 干式变压器容量为630kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-7 干式变压器容量为630kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-8 干式变压器容量为630kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-9 干式变压器容量为630kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.2-10 干式变压器容量为630kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.3 800kVA变压器。
图N.1.3-1 油浸变压器容量为800kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-2 油浸变压器容量为800kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.3-3 干式变压器容量为800kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-4 干式变压器容量为800kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-5 干式变压器容量为800kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-6 干式变压器容量为800kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.3-7 干式变压器容量为800kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.3-8 干式变压器容量为800kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.4 1000kVA变压器。
图N.1.4-1 油浸变压器容量为1000kVA(Ud=4.5%)时,380/220v电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-2 油浸变压器容量为1000kVA(Ud=4.5%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.4-3 干式变压器容量为1000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-4 干式变压器容量为1000kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-5 干式变压器容量为1000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-6 干式变压器容量为1000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.4-7 干式变压器容量为1000kVA(Ud=4%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.4-8 干式变压器容量为1000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.5 1250kVA变压器。
图N.1.5-1 油浸变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.5-2 油浸变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.5-3 干式变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铜芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.5-4 干式变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面的铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.5-5 干式变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铜芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.5-6 干式变压器容量为1250kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的铝芯塑料电缆长度的关系曲线
N.1.6 1600kVA变压器。
图N.1.6-1 油浸变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-2 油浸变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.6-3 干式变压器容量为1600kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-4 干式变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-5 干式变压器容量为1600kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-6 干式变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-7 干式变压器容量为1600kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-8 干式变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-9 干式变压器容量为1600kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.6-10 干式变压器容量为1600kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
N.1.7 2000kVA变压器。
图N.1.7-1 油浸变压器容量为2000kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-2 油浸变压器容量为2000kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
图N.1.7-3 干式变压器容量为2000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-4 干式变压器容量为2000kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-5 干式变压器容量为2000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-6 干式变压器容量为2000kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-7 干式变压器容量为2000kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-8 干式变压器容量为2000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-9 干式变压器容量为2000kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-10 干式变压器容量为2000kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-11 干式变压器容量为2000kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.7-12 干式变压器容量为2000kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面的三芯铝芯塑料电缆长度的关系曲线
N.1.8 2500kVA变压器。
图N.1.8-1 干式变压器容量为2500kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-2 干式变压器容量为2500kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-3 干式变压器容量为2500kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-4 干式变压器容量为2500kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-5 干式变压器容量为2500kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-6 干式变压器容量为2500kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路三相短路电流周期分量有效值和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-7 干式变压器容量为2500kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-8 干式变压器容量为2500kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-9 干式变压器容量为2500kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铜芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-10 干式变压器容量为2500kVA(Ud=6%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-11 干式变压器容量为2500kVA(Ud=8%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线
图N.1.8-12 干式变压器容量为2500kVA(Ud=10%)时,380/220V电动机回路单相短路电流和各种截面铝芯电缆长度的关系曲线。
N.2 附图使用注意事项
N.2.1 三相短路电流计算曲线附图使用时应注意:
1 500kVA~2500kVA的低压厂用变压器,其电缆配电回路的三相短路电流可按电缆截面和长度在附图中直接查取。二相短路电流值可按相应的三相短路电流值乘以系数根号3/2求得。
2 以塑料绝缘三芯铝芯电缆进行计算的,对其他型式的铝芯电缆亦可适用。
3 图中Lc为中央配电屏直接供电的电缆长度。若负荷由车间配电盘供电,当干线和支线的电缆截面及导体材料不同时,应按式(N.2.1)归算至同一截面的电缆长度,然后按此长度查取短路电流。
式中:Lc——归算至同一截面的铝芯电缆计算长度(m);
L1、S1、ρ1——图中所列电缆的长度(m)、截面(mm2)、电阻系数(Ω·mm2/m);
L2、S2、ρ2——不同截面不同材料的电缆长度(m)、截面(mm2)、电阻系数(Ω·mm2/m)。
4 考虑到短路电流计算结果的通用性,在进行短路电流计算时,只考虑电缆的电阻和电抗。设计者在使用本曲线时,可根据工程的实际情况,将回路中低压元件的阻抗折算成等效的电缆附加长度,对短路电流值进行修正。
5 三相短路电流值未计电动机反馈电流。
N.2.2 单相短路电流计算曲线附图使用时应注意:
1 低压厂用变压器为“Dyn”接线。
2 500kVA~2500kVA的低压厂用变压器,其电缆配电回路的单相短路电流可按电缆截面和长度在附图中查取。
3 零回路接地扁铁等值规格为2根40mm×4mm。
4 电缆长度超过100m时,可按式(N.2.2)进行计算。
式中:I(1)d——单相短路电流(A);
L——电缆的实际长度(m);
I(1)d(100)——电缆长度为100m时相应截面下的单相短路电流(A),可由表N.2.2-1、表N.2.2-2查取。
5 考虑到短路电流计算结果的通用性,在进行短路电流计算时,只考虑电缆的电阻和电抗。设计者在使用本曲线时,可根据工程的实际情况,将回路中低压元件的阻抗折算成等效的电缆附加长度,对短路电流值进行修正。
表N.2.2-1 铝芯电缆长度为100m时相应截面下的单相短路电流(A)
表N.2.2-2 铝芯电缆长度为100m时相应截面下的单相短路电流(A)
附录P 熔断器及断路器的选择
P.0.1 熔断器的级差配合应满足以下要求:
1 RT0型熔断器配合级差见表P.0.1。
表P.0.1 RT0型熔断器配合级差表
表P.0.1是按上下级熔件最大误差为±50%,并考虑10%的配合裕度确定的。当按表P.0.1选择熔件有困难时,可按熔件误差为±30%确定的算式(P.0.1-1)来校验熔件的选择性配合。
t1=2.08t2(P.0.1-1)
式中:t1——由上一级熔件流过下一级最大短路电流时的熔断时间(s),由制造厂提供的熔断特性曲线(A-s特性曲线)查取;
t2——下一级熔件流过最大短路电流时的熔断时间(s)。
2 NT型熔断器的上下级选择性配合可按式(P.0.1-2)来校验。
Ie1>2Ie2(P.0.1-2)
式中:Ie1——上一级熔件额定电流(A);
Ie2一下一级熔件额定电流(A)。
P.0.2 按电动机起动条件校验熔件额定电流应满足表P.0.2的要求。
表P.0.2 按起动条件校验熔件的算式
表P.0.2中:Ie为熔件额定电流(A);IQ1为最大一台电动机的起动电流(A);为除最大一台电动机外,所有其他电动机计算工作电流之和(A);∑IQ为由馈电干线供电的所有要求自起动的电动机起动电流之和(A);a1为电动机回路熔件选择系数,对RT0型熔断器取2.5,对NT型熔断器取3,对Ⅰ类电动机或起动时间大于6s的电动机按计算确定的熔件相应增大一级;a2为干线回路熔件选择系数,取1.5。
P.0.3 断路器过电流脱扣器选择应满足以下要求:
过电流脱扣器的整定电流按表P.0.3计算,脱扣器的灵敏系数校验按式(P.0.3)进行。
表P.0.3 断路器过电流脱扣器整定电流算式
表P.0.3中:Iz为脱扣器整定电流(A);K为可靠系数,动作时间大于0.02s的断路器一般取1.35,动作时间不大于0.02s的断路器取1.7~2。其他符号同表P.0.2。
式中:I——电动机端部或车间盘母线上的最小短路电流(A);
Iz——脱扣器整定电流(A)。
当不能满足式(P.0.3)要求时,需另装继电保护。
附录Q 380V低压设备组合表
表Q-1 380V明备用PC和MCC供电方式(固定分隔式低压开关柜)
注:隔离电器可用隔离插头代替。如有2台互为备用的5.5kW及以下的Ⅰ类电动机,也可接在由PC屏不同母线段上供电的MCC盘上。
表Q-2 380V暗备用PC和MCC供电方式(抽屉式和固定分隔式混装)
附录R 380V供电回路持续工作电流计算
R.0.1 电动机回路的持续工作电流可按下列公式计算:
3kW以上: Ig= 2Pe.d (R.0.1-1)
3kW及以下: Ig= 2.5Pe.d (R.0.1-1)
式中:Ig——持续工作电流(A);
Pe.d——电动机的额定功率(kW)。
当缺乏资料时,可按式(R.0.1-1)估算。
R.0.2 馈电干线的持续工作电流可按下式计算:
Ig=ΣIg.L+ KtΣIg.U (R.0.2)
式中:ΣIg.L——由该馈电线供电的所有连续工作负荷的计算工作电流的总和(A);
ΣIg.U——由该馈电线供电的所有短时及间断工作负荷的计算工作电流总和(A);
Kt——短时及断续工作负荷的同时率,可取0.5。
R.0.3 中央修配厂或煤场机械的供电干线的计算工作电流可按下式计算:
式中:Ue——额定电压,为380V;
cosψ——功率因数,对中央修配厂可取0.5,对中小型煤场机械可取0.65,对大型煤场机械根据设备特点确定;
P——电动机的计算功率(kW),其计算方法见本标准附录F。
附录S 厂用电气设备的测量仪表
表S-1 火力发电厂厂用电源的测量仪表
注:1 对车间高压电源及PC至MCC电源线,应按照现行国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063的规定确定是否测量三相电流和采用三相四线电能表。
2 本表车间高压电源的控制地点在计算机监控系统,如车间高压电源的控制地点在就地开关柜,则测量仪表布置在开关柜上。
3 厂用低压电源的有功功率及有功电量可在配电装置处进行测量。
4 表中厂用高压电源高压侧电压为110kV及以上时,应测三相电流;如其高压侧和低压侧配置有独立的PT时,应按现行国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063的要求测量交流电压。
表S-2 厂用电动机的测量仪表
注:1 Ⅱ类及Ⅲ类低压电动机(55kW及以上)的电流测量地点与电动机的控制地点相同。
2 本表控制方式为计算机监控,当采用常规控制方式时宜参照本表设计。
本标准用词说明
1 为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063
《火力发电厂与变电站设计防火规范>/GB 50229
《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660
《低压开关设备和控制设备 第4-1部分:接触器和电动起动器机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》GB/T14048.4
《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T 14285
《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136
《火力发电厂运煤设计技术规程 第3部分:运煤自动化》DL/T 5187.3
《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222
《高压配电装置设计技术规程》DL/T 5352
中华人民共和国电力行业标准
火力发电厂厂用电设计技术规程
DL/T 5153-2014
代替DL/T 5153-2002
条文说明
修订说明
《火力发电厂厂用电设计技术规程》DL/T 5153-2014经国家能源局2014年10月15日以第11号公告批准发布。
本标准是在《火力发电厂厂用电设计技术规定》DL/T 5153-2002的基础上修订而成的。上一版的主编单位是中国电力工程顾问集团华东电力设计院,主要起草人是:邹昌泉、陈品森、尤国铭、樊延龄、李锡芝、张新亚。
本次修订是在原标准的基础上,总结了近些年火力发电厂厂用电设计的经验,根据新技术、新设备的发展,参照近年新编的相关的标准、规程,结合近年工程设计中的新情况,对火力发电厂厂用电设计提出了基本要求。
近些年,随着国内单机容量和总装机容量的迅速增大,原标准中已有的部分条款已不满足电力发展的需求。另外,针对近几年来出现的新产品、新技术和已经在工程中出现的新情况也需要对原标准进行补充完善,以满足电力市场发展的需要。
本次修订对原标准所有章节都作了修改,其中对第3章新增加了“厂用电负荷分类”、“厂用电的电能质量”两个小节,第4章新增加了“谐波抑制”小节。同时,对原标准的相关条文作了修改、补充和完善。
为了便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定,《火力发电厂厂用电设计技术规程》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。
1 总 则
本章内容系原标准第1章“范围”和第3章“总则”的合并与修订。
1.0.1 本条为新增条文。
明确了本标准主要针对火力发电厂交流厂用电系统的设计。火力发电厂的直流系统设计,有专门的电力行业标准予以另行规定。
1.0.2 本条为原标准第3.0.1条第一句的修改条文。
强调了确保发电厂运行维护人员的人身安全和重大设备安全的重要性,把安全放在首位的原则。这一原则也影响到了对厂用电负荷的分类,参见第3.1.1条的条文说明。
1.0.3 本条为原标准第1.0.1条的修改条文。
删除了原标准中可参考使用的“改建工程以及采用洁净发电技术的发电厂”等的相关描述,主要是因为考虑到改建工程的情况千变万化,较难统一,而采用洁净发电技术的发电厂厂用电系统与火力发电厂的厂用电系统尚有较大差别,其相关设计规定正在逐步出台,没有必要再纳入本标准的适用范围。
1.0.5 本条为原标准第3.0.1条最后一句的修改条文。对保持200MW级及以上单元机组厂用电的独立性不作限定,目的是为了在保证机组安全和人身安全的前提下,给厂用电系统的设计带来更多的灵活性。同时,鉴于机组之间各单元厂用电的独立性受到具体工程条件的影响较大,严格保持其独立性或许会造成技术经济很不合理,故修订为“宜”保持各单元厂用电的独立性。
3 厂用电接线
3.1 厂用电负荷分类
本节系新增的小节,在原标准第3章关于负荷分类的相关条文基础上,重新作了整理和修改。
3.1.1 本条为新增条文。此处为本次修订的一个较大变化:引入了“非0类负荷”的概念。强调以“是否影响人身安全和重大设备安全”作为负荷重要性分类的前提,符合本标准第1.0.2条的原则,并为后续章节中厂用负荷的供电方式以及备用电源的设置等规定和描述的变化创造了前提条件。
厂用电负荷由工艺专业提出,其重要性应由负荷所属的工艺系统明确。本标准附录B的负荷特性仅作参考,具体工程中厂用电负荷的类别应由工艺系统核定。
3.1.3 本条为原标准第3.0.4条的重新整理。
此处为本次修订的一个较大变化:取消了原标准规定对Ⅰ类负荷的定义中“可能影响人身或设备安全”的相关描述,同时,将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类不会直接影响到人身安全和重大设备安全的负荷统一划归“非0类负荷”。所以,本次修订对Ⅰ类负荷的定义有了一定变化。
主要修订原因是:①厂用电的设计并不能保证Ⅰ类负荷始终不会短时停电,如果Ⅰ类负荷短时停电“可能影响人身或设备安全”,这被认为是不合理且不允许的;②随着电力建设的发展,系统中电源容量充足,对厂内Ⅰ类负荷短时停电“使发电量大量下降”,也逐步被有条件地接受和容许。
1 “短时停电”中的“短时”一般指手动切换恢复供电所需的时间。
3.1.4 本条为原标准第3.0.8条的修改条文。根据目前工程中的普遍情况,将“与火力发电厂生产无关的负荷不应接入厂用电系统”改为“与火力发电厂生产无关的负荷不宜接入厂用电系统”,目的是为了在保证机组安全和人身安全的前提下,给厂用电系统的设计和电厂的运行带来更多的灵活性。在实际工程中,建设方或运行单位出于自身需要,经常提出希望接入某些非发电直接相关的负荷。
3 厂用电接线
3.1 厂用电负荷分类
本节系新增的小节,在原标准第3章关于负荷分类的相关条文基础上,重新作了整理和修改。
3.1.1 本条为新增条文。此处为本次修订的一个较大变化:引入了“非0类负荷”的概念。强调以“是否影响人身安全和重大设备安全”作为负荷重要性分类的前提,符合本标准第1.0.2条的原则,并为后续章节中厂用负荷的供电方式以及备用电源的设置等规定和描述的变化创造了前提条件。
厂用电负荷由工艺专业提出,其重要性应由负荷所属的工艺系统明确。本标准附录B的负荷特性仅作参考,具体工程中厂用电负荷的类别应由工艺系统核定。
3.1.3 本条为原标准第3.0.4条的重新整理。
此处为本次修订的一个较大变化:取消了原标准规定对Ⅰ类负荷的定义中“可能影响人身或设备安全”的相关描述,同时,将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类不会直接影响到人身安全和重大设备安全的负荷统一划归“非0类负荷”。所以,本次修订对Ⅰ类负荷的定义有了一定变化。
主要修订原因是:①厂用电的设计并不能保证Ⅰ类负荷始终不会短时停电,如果Ⅰ类负荷短时停电“可能影响人身或设备安全”,这被认为是不合理且不允许的;②随着电力建设的发展,系统中电源容量充足,对厂内Ⅰ类负荷短时停电“使发电量大量下降”,也逐步被有条件地接受和容许。
1 “短时停电”中的“短时”一般指手动切换恢复供电所需的时间。
3.1.4 本条为原标准第3.0.8条的修改条文。根据目前工程中的普遍情况,将“与火力发电厂生产无关的负荷不应接入厂用电系统”改为“与火力发电厂生产无关的负荷不宜接入厂用电系统”,目的是为了在保证机组安全和人身安全的前提下,给厂用电系统的设计和电厂的运行带来更多的灵活性。在实际工程中,建设方或运行单位出于自身需要,经常提出希望接入某些非发电直接相关的负荷。
3.2 厂用电电压等级
3.2.1、3.2.2 这两条为新增条文。
对厂用电系统中的各类电压的定义予以明确,主要依据现行国家标准《标准电压》GB/T 156和《电工术语 发电、输电及配电通用术语》GB/T 2900.50。
对于厂用电系统而言,原来俗称的“额定电压”不是最确切的,但“额定电压”对于电器设备是确切的。对于厂用电系统而言,宜分为标称电压、运行电压、最高电压,与相关标准的定义保持了一致。
运行电压的值在实际工程中各有不同,与发电机出口电压、厂用变压器的负荷大小等因素都有关系。此处系统运行电压为系统标称电压的1.05倍为一般情况,仅作示例,并非对此作出规定,即按通常认为的母线电压需高出标称电压5%考虑,以便在短距离用电设备允许的电压变化范围下,尽量弥补长距离供电线路上的电压降。
第3.2.1条第3款所指的系统最高电压不包括瞬变电压,比如:不包括由于系统的开关操作及暂态的电压波动所出现的电压值。
按《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》DL/T 593-2006第4.1条:(开关)设备额定电压是开关设备和控制设备所在系统的最高电压。额定电压的标准值如下:
4.1.1范围Ⅰ
(额定电压252kV及以下):3.6kV-7.2kV-12kV-24kV-40.5kV-72.5kV-126kV-252kV
3.2.3 本条为原标准第4.1.1条的修改条文。
补充说明了厂用电电压等级选择的基本原则。
按目前比较被认可的看法,项目建设方和电厂运行维护方均倾向于采用一级高压厂用电电压,同时,当采用6kV一级高压厂用电电压满足电压水平的要求,且对开关设备开断水平的要求合理时,尽可能用6kV而不用10kV。
3.2.4 本条为原标准第4.1.1条的修改条文。
原标准第4.1.1条的第二句“600MW”系笔误应为60MW,本次修订予以修正。
另外,按机组容量的不同,对高压厂用电电压等级的选取予以细化。
3.2.5 本条为原标准第4.1.2条的修改条文。将“主厂房内的低压厂用电系统应采用动力与照明分开供电的方式”改为“主厂房内的低压厂用电系统宜采用动力与照明分开供电的方式”,目的是为了在保证机组安全和人身安全的前提下,给厂用电系统的设计和电厂的运行带来更多的灵活性,并与《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011第16.3.1条保持一致。
然而设计中仍应留意,200MW级及以上的机组主厂房内的低压厂用电系统采用动力和照明分开供电的方式,对提高动力网络的供电可靠性,改善主厂房照明供电的质量并延长灯具寿命等是有利的。
3.3 厂用电的电能质量
本节系新增的内容。
3.3.1 本条为新增条文。主要参考了以下相关的标准和规定:IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems(IEEE 519-1992)、Industrial A.C.Networks Affected by Harmonics-Application Of Filters and Shunt Capacitors(IEC 61642-1997)、《电能质量 公用电网谐波》GB/T 14549-93。
1 母线电压的波动范围要求包括各级母线。对于MCC或级数更低的母线,也宜满足此要求。如实施确有困难,可降低要求,但应校验所接设备的用电端电压。
2 关于频率波动范围,Design Guide for Electric Power Service Systems for Generation Stations(发电站供电服务系统设计导则,IEEE 666-2007)第4.3节的规定为:当由电力系统向厂用母线供电时,正常频率波动范围为±1%;当由厂内交流电源供电时,正常频率波动范围为±3%。其精确的范围与电力系统运行条件、发电机和汽轮机调速器型式有关。结合国内标准,前者与《电能质量 电力系统频率偏差》GB/T 15945-2008中当系统容量较小时为±0.5Hz(即±1%)一致;后者可取《隐极同步电机技术要求》GB/T 7064-2008中的区域A的频率偏差范围±2%。
3 《电能质量 公用电网谐波》GB/T 14549-93针对公用电网,考虑到厂用电系统为非商用售电系统,不宜规定太严,故作此规定。
3.4 厂用电系统中性点的接地方式
3.4.1 本条为原标准第4.2.1条的修改条文。
主要是为了划分清晰起见,对描述方式进行了修改,同时,增加了保护动作方式的要求。
在选择高压厂用电系统中性点接地方式时,综合考虑了以下要素:
(1)如果采用了经电阻(包括高电阻和低电阻)接地的方式,则要求流过接地点的电阻性电流不小于电容性电流,以限制间歇性电弧接地时的过电压水平在2.6倍相电压以内。
(2)采用不接地或高阻接地方式时,要求单相接地总电流(对于不接地方式,电容性电流就是单相接地总电流)不大于10A,使保护可动作于信号,而高压电动机回路不必跳闸。
(3)经电阻(包括高电阻和低电阻)接地,可以使得系统的接地故障检测手段大为简单、可靠,同时也可降低过电压水平,对减少单相接地发展成相间短路的概率有好处。
3.4.3 本条为原标准第4.2.2条的修改条文。主要是与现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660保持一致。
关于主厂房低压厂用电系统中性点接地方式,原标准推荐大机组在主厂房内的低压厂用电系统中性点优先采用高阻接地方式,然而多年来主厂房内低压厂用电系统中性点采用直接接地方式,已经取得了广泛的运行业绩,至今未见发生明显不安全、不合理的情况,另外,中性点不接地的方式在工程中也有应用。鉴于这些工程实际应用情况及运行经验,本次修订并列列入了中性点直接接地、不接地的方式。
同时,现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660已经明确,辅助厂房低压厂用电系统中性点推荐采用直接接地方式,在此引用该条文,其条文说明也同时适用。
3.5 厂用母线的接线方式
3.5.1 本条为原标准第4.3.1条的修改条文。
增加了确定高压厂用母线段数时需考虑的因素,这些因素是相互牵制、相互影响的,但母线段数和机组容量一般还是有一个较为公认的对应关系。改为主要按机组容量,兼顾按锅炉容量进行高压厂用母线设置的规定,划分也更细化一些,但均属于推荐和参考性质,电压等级、接线型式等会互相影响,建议实际工程中进行技术经济比较后确定。
3.5.2 本条为原标准第4.3.2条的修改条文。
明确一般仅在厂区范围内才设置高压公用段母线,由不同机组的厂用工作母线供电,以保证公用负荷的供电可靠性。
如果主厂房内设置公用段,公用段由高压启动/备用变压器供电更可靠、更合理,但由于用高压启动/备用变压器供电所需支付的电价成本较高,目前主厂房内一般不再设置公用段,公用负荷直接由不同机组的厂用工作母线分担,可以简化接线,节省设备和电费支出。
对脱硫负荷,可根据工艺流程及工程具体情况接入工作段母线、公用段母线或设立专用的脱硫段母线。因为目前形势下对环保的要求越来越高,环保部门要求不得设置烟气脱硫的旁路,脱硫负荷就是机组常规负荷,所以不再特别规定。
3.5.3 本条为原标准第4.3.1条第二段的修改条文。
改为主要按机组容量,兼顾按锅炉容量进行低压厂用母线设置的规定,划分也更细化一些。对于大机组低压厂用电,推荐低压厂用变压器和母线采用成对设置、互为备用的接线方式,仅当互为备用使变压器容量选择有困难时,才考虑明备用方式。运行表明,变压器暗备用运行,安全性较高、变压器损耗小、寿命长。
3.5.4 本条为原标准第4.3.3条的修改条文。
为确保照明电源质量,改善运行条件、延长灯具寿命,根据运行实绩,并参照《火力发电厂和变电站照明设计技术规定》DL/T 5390-2007中第10.1.2条,对灯具端电压的要求为额定电压的97.5%~105%,考虑到线路压降,明确主厂房照明母线电压波动范围宜取照明母线标称电压的100%~105%,照明母线的电源进线上宜装设分级补偿的有载自动调压器,如上海鑫扬电器有限公司生产的SJZ电压自动分级补偿装置等,也可以使用有载调压开关。
3.6 厂用工作电源
3.6.2 本条为新增条文,同时归并了原标准第4.4.5条条文。说明按机组容量进行高压厂用电源设置的原则,划分也更细化一些,但均属于推荐和参考性质,电压等级、接线型式、高压厂用变压器台数等会互相影响,建议工程中进行技术经济比较后确定。
3.6.4 本条为原标准第4.4.2条第二段的修改条文。
考虑到高压厂用变压器和离相封闭母线的连接本来就可拆,故取消了“但应有可拆连接片”。
3.6.6 本条为原标准第4.4.4条的修改条文。
原标准只说明“低压厂用母线按炉分段”,本次修订明确可以按机或炉进行低压厂用母线的分段,或按双路电源通道原则进行低压厂用母线的分段和供电。
3.7 厂用备用、启动/备用电源
3.7.1 本条为新增条文。关于备用电源的设置及其切换方式,本次修订与现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 5066-2011的第16.3.9条保持一致,该条的条文说明同样适用。
对于可能直接影响到人身或重要设备安全的负荷,规定必须设置自动投入的备用电源,这类负荷因为自身的重要性,要求保持连续供电,故规定除了须设置备用电源,且备用电源应自动投入。自动投入的备用电源可以投入到母线或设备。
对于停电将使发电量大量下降的负荷,因其不属于0类负荷,故不强调一定要设置备用电源,但有些负荷仍然属于重要负荷,停电可能影响设备正常使用寿命,使生产停顿或发电量大量下降,因此规定宜设置备用电源。
当备用电源采用暗备用的方式时,为避免备用电源投入到故障点导致故障影响扩大,备用电源应手动投入。
3.7.2 本条为原标准第4.5.1条的修改条文。
本次修订适当降低了对非0类负荷的备用电源设置要求。
Ⅰ类负荷由“应设置备用电源”改为“宜设置备用电源”。但应留意,本次修订中的Ⅰ类负荷定义中已经不包括“可能影响到人身或重要设备安全”的负荷,可能影响到人身或重要设备安全的负荷已经归入了0类负荷。这是本次修订一处较大的变化。
3.7.3 本条为原标准第4.5.2条的修改条文。
本次修订通过专题报告论证分析,明确全厂高压备用电源的作用是起动、停机、备用。此时是否装设发电机断路器,将直接影响到高压启动/备用电源的作用,故重新作了分别论述。
3.7.4 本条为原标准第4.5.3条第1款的修改条文,并且单独列作一条,分为2款。
3.7.5 本条为原标准第4.5.3条第2款、第3款的修改条文,并且将未装设发电机断路器或负荷开关的情况单独列作一条。
1~3 明确此容量等级的机组在未装设发电机断路器时,以每2台机组作为1个单位来设置高压备用电源,且高压备用电源应具有启动、备用的功能。
3.7.6 本条为原标准第4.5.3条第2款、第3款的修改条文,并且将装设发电机断路器或负荷开关的情况单独列作一条。
1 即使机组容量不同,但高压备用变压器容量相同,对应的高压厂用断路器的分断能力等参数匹配也可以按5台及以上机组统一考虑。在西南电力院设计的浙江国华宁海发电厂二期2×1000MW扩建工程中有类似应用。
2 这是本次修订的一处较大变化。主要提出了可以不设专用的高压厂用备用变压器的情况。此时,至少要保留停机电源并保证安全停机。但是由于实际工程应用偏少,运行经验(特别是本机组工作电源故障,需要对侧机组厂用工作电源作本机组的停机电源此类情况)尚显不足;同时,此接线牺牲了机组厂用电的单元性,并放弃了高压厂用工作变压器检修时可由高压备用变压器作为检修备用的相关要求,可能造成机组在故障高压厂用工作变压器检修期间无法正常发电的局面,故在工程中应谨慎采用。
3.7.8 本条为原标准第4.5.5条的修改条文。
2 本款为原标准第4.5.5条第1款的修改条文。由原标准中“全厂停电”改为“全厂停机”,更加准确,指明是全厂机组停机使厂用工作电源消失的情况。
3 与本次修订的第3.7.6条第2款对应,指不设专用的高压停机/备用变压器,两台机组的高压厂用工作电源互为停机电源的情况。同样建议谨慎采用。
5 本款为原标准第4.5.5条第4款的修改条文。“应引自2个相对独立的电源”在实际工程特别是新建电厂中实施或有困难,故改为“宜引自2个相对独立的电源”。
3.7.9 本条为原标准第4.5.5条第5款的修改条文。
由于部分工程的电力系统中,对于电厂220kV高压备用变压器,即便容量较小,其高压侧中性点仍要通过放电间隙接地,而非死接地,因此本次修编将原条文“从220kV及以上”改为“从220kV以上”,以便于灵活掌握。
3.7.10 本条为原标准第4.5.4条第一段的修改条文。
3 指出单机容量为300MW级及以上的机组,低压厂用备用变压器宜按机组设置,并且考虑到特别是1000MW级及以上大机组的情况,低压厂用备用变压器台数可以超过1台。
3.7.11 本条为原标准第4.5.4条第二段的修改条文。
互为备用的两台变压器之间不应装设自动投入装置,与《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011及本次修订的第3.7.1条对应,可参见本标准第3.7.1条的条文说明。
3.7.12 本条为原标准第4.5.4条第二段后半部分的保留条文。本次修编时单独列作一条。
3.7.14 本条为原标准第4.5.7条的修改条文。
新增的“如确有需要”一般是指:如直接空冷系统,为尽量抑制各次谐波,空冷岛低压厂用变压器可以按需要采用不同的接线组别。
3.8 交流保安电源
3.8.1 本条为原标准第4.6.1条的修改条文。
为了避免因停电而导致人身安全和设备安全事故的发生,本次修订与现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011统一,该标准第16.3.17条明确200MW级及以上的机组均应设置交流保安电源,必须严格执行。该标准第16.3.18条明确了设置交流保安电源的条件。本次修订引用了上述条文,且上述两条文的条文说明同样适用。
机组容量在300MW级及以下时,未规定必须按机组设置交流保安电源。经调研,某些地区的实际工程中也确已存在2台300MW级机组合并设置1套交流保安电源的情况,此时电厂另有一路来自老厂或本期保留下的施工电源。
机组容量在600MW级及以上时,应按机组设置交流保安电源,主要考虑到机组的重要性,以及对交流保安电源的可靠性及交流保安电源容量的要求。
本次修订取消了分批投入保安负荷的规定,直接在柴油发电机容量选择中予以考虑。
关于火力发电厂交流保安电源是否一定要选用柴油发电机组,在现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660的编制过程中曾有广泛讨论,有意见提出,是否可以寻找其他形式的电源(如自有水库的小型水轮发电机等)予以替代。最终研究和讨论结果认为,柴油发电机组仍是火力发电厂最独立、最直接、最可靠、最快速的电源。而诸如小型水轮发电机,在水电厂的厂用电设计规程中也未提及可作为可靠、快速的保安电源,故未予纳入。
3.9 交流不间断电源
3.9.1 本条为原标准第4.6.3条的修改条文。
采用与《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011一致的写法。原标准中“不宜再设备用”的写法不够明确,在实际工程中也出现了不同的备用方式,运行实践证明均满足可靠性要求,故本次修订对此不作规定。
3.9.2 本条为原标准第4.6.4条第二段的修改条文。
采用与《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011一致的写法,对交流不间断电源装置的电源引接方式提出要求。
3.9.3 本条为原标准第4.6.4条第二段最后一句的修改条文。
采用与《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011一致的写法,对交流不间断电源的切换时间和供电时间提出要求。
3.10 厂用电负荷的连接和供电方式
3.10.1 本条为原标准第4.7.1条的修改条文。
1、2 这两款为原标准第4.7.1条第1款、第2款的修改条文。“交叉供电方式”,系指相邻机组的辅机交叉连接。对于50MW级~60MW级机组,当每台机组只有1段母线时,为了提高供电的可靠性,汽轮发电机组互为备用的Ⅰ类电动机,如凝结水泵、氢冷升压泵等,可以采用交叉供电的方式,即将本机组的双套辅机分出1台接到另一机组和厂用母线段上。这种接线方式的缺点是:在机组逐台投入运行时,Ⅰ类电动机供电的可靠性较差,在后上的机组施工时又需改动接线;当1台机组停机检修或故障时,另一台机组运行的可靠性受到影响;同时也增加了厂用变压器的容量。因此,有些运行单位不愿意采用交叉供电的方式,所以条文中的用语采用“可”。
3 本款为原标准第4.7.1条第3款的修改条文。按目前厂网分开后收取电量电费等实际情况,删除了公用负荷由启动/备用变压器供电的描述。
5 本款为原标准第4.7.1条第4款第二段的修改条文。主要是删除了由启动/备用变压器供电的描述。
3.10.2~3.10.4 这3条为原标准第4.7.2条~第4.7.4条的修改条文。主要是删除了由启动/备用变压器供电的描述,原因同本标准第3.10.1条第3款。
3.10.5 本条为原标准第4.7.5条的修改条文。
2 本款为原标准第4.7.5条第2款的修改条文。主要修改为:第1项中,互为暗备用的变压器间由原规定的“宜采用手动切换”改为“应采用手动切换”,与本次修订的第3.7.1条对应。
3.10.7 本条为原标准第4.7.7条的修改条文。将原标准的“隔离开关”要求能开断额定电流,故将其改为“负荷开关”更为确切。
3.10.9 本条为原标准第4.7.9条的修改条文。
1 如工作电源和备用电源同时失电,则应经延时断开工作电源和备用电源,系要求延时时间大于明备用动力中心母线备用电源自动投入的时间,可为0.5s~1s。
2 本款为原标准第4.7.9条第2款第二段的修改条文。主要是考虑了给粉喷嘴分层或分组的情况,接线的原则没有变化。取消了原第2款关于采用交流接触器作为给粉配电箱电源开关的提法。
3.10.10 本条为原标准第4.7.10条的修改条文。“热控配电箱”改称为“热控配电柜”。
3 将原标准的“应在热控配电盘上装设隔离变压器”改为“宜在热控配电柜上装设隔离变压器”。
3.11 低压检修供电网络
3.11.2 本条为原标准第4.8.2条的修改条文。
2 本款为新增条款。考虑到大机组厂用电的供电安全性,设置专用的检修供电网络可以提高厂用工作电源的可靠性,对检修网络本身也便于管理和使用。
3.11.5 本条为原标准第4.8.5条的修改条文。
本次修订规定了检修网络应装设漏电保护,并增加了漏电保护装置的配置要求。
4 厂用变压器和电抗器的选择及电动机起动时的电压校验
4.1 负荷统计
4.1.1 本条为原标准第5.1.1条的修改条文。
2 本款为原标准第5.1.1条第2款的修改条文。
不经常而连续运行的设备,如备用励磁机、备用电动给水泵等,因其连续运行或将导致变压器的温升达到稳定值,故应予计算。
3 新增条文。
经常而短时及经常而断续运行的设备,由于此类负荷是经常出现的,所以应予计算。但因为此类负荷不致使变压器的温升达到稳定值,计算时可以适当打折扣,所以在本标准附录F中规定此类负荷用设备的装置功率乘以系数0.5后,作为计算功率。
4 不经常而短时及不经常而断续运行的设备,由于“短时”及“断续”运行的设备都不致使变压器的温升达到稳定值,且又是不经常运行的,考虑到变压器的过负荷能力,所以此类负荷可不予计算。但是对于电抗器,由于过负荷能力较小,且发热时间常数也远小于变压器,短时运行1h~2h就可以达到稳定温升,所以由电抗器供电时此类负荷还是应予计算。另一方面,电抗器的容量选大一点,可以减少损耗,这在运行上也是经济的。
9 本款为新增条文。
这是本次修订的一处较大变化。通过负荷运行工况分析,在电厂实际运行过程中,在单元机组的范围内,不至于出现所有暗备用低压变压器带各自及对侧母线的所有低压负荷满容量工作,且都由单侧高压厂用母线承担的情况。如果机组一侧高压厂用母线故障,此侧母线上所接的高压电动机须停运,机组至少会降出力,机组低压负荷也会随之减低。故实际上只需考虑最大单台低压变压器故障,而需将其所有低压负荷切换至成对的暗备用变压器的情况。接两机公用负荷的成对低压变压器,情况略微复杂,或不能排除所有公用负荷由1台机组承担的情况,但也可以按以上思路进行工况分析和容量计算。
4.1.2 本条为原标准第5.1.2条的修改条文。
以往的负荷计算通常采用换算系数法,换算系数法相当程度上基于统计和调研结果,显得较为笼统抽象,而轴功率法的物理意义更为明确,对于大容量机组、大型电动机而言,计算结果更为准确,因此本次修订正式将轴功率法纳入到正文部分。
另外,运用轴功率法的困难在于:①工程中低压电动机的轴功率难以收集;②收集对应于轴功率的电动机功率因数和效率值比较困难。
4 厂用变压器和电抗器的选择及电动机起动时的电压校验
4.1 负荷统计
4.1.1 本条为原标准第5.1.1条的修改条文。
2 本款为原标准第5.1.1条第2款的修改条文。
不经常而连续运行的设备,如备用励磁机、备用电动给水泵等,因其连续运行或将导致变压器的温升达到稳定值,故应予计算。
3 新增条文。
经常而短时及经常而断续运行的设备,由于此类负荷是经常出现的,所以应予计算。但因为此类负荷不致使变压器的温升达到稳定值,计算时可以适当打折扣,所以在本标准附录F中规定此类负荷用设备的装置功率乘以系数0.5后,作为计算功率。
4 不经常而短时及不经常而断续运行的设备,由于“短时”及“断续”运行的设备都不致使变压器的温升达到稳定值,且又是不经常运行的,考虑到变压器的过负荷能力,所以此类负荷可不予计算。但是对于电抗器,由于过负荷能力较小,且发热时间常数也远小于变压器,短时运行1h~2h就可以达到稳定温升,所以由电抗器供电时此类负荷还是应予计算。另一方面,电抗器的容量选大一点,可以减少损耗,这在运行上也是经济的。
9 本款为新增条文。
这是本次修订的一处较大变化。通过负荷运行工况分析,在电厂实际运行过程中,在单元机组的范围内,不至于出现所有暗备用低压变压器带各自及对侧母线的所有低压负荷满容量工作,且都由单侧高压厂用母线承担的情况。如果机组一侧高压厂用母线故障,此侧母线上所接的高压电动机须停运,机组至少会降出力,机组低压负荷也会随之减低。故实际上只需考虑最大单台低压变压器故障,而需将其所有低压负荷切换至成对的暗备用变压器的情况。接两机公用负荷的成对低压变压器,情况略微复杂,或不能排除所有公用负荷由1台机组承担的情况,但也可以按以上思路进行工况分析和容量计算。
4.1.2 本条为原标准第5.1.2条的修改条文。
以往的负荷计算通常采用换算系数法,换算系数法相当程度上基于统计和调研结果,显得较为笼统抽象,而轴功率法的物理意义更为明确,对于大容量机组、大型电动机而言,计算结果更为准确,因此本次修订正式将轴功率法纳入到正文部分。
另外,运用轴功率法的困难在于:①工程中低压电动机的轴功率难以收集;②收集对应于轴功率的电动机功率因数和效率值比较困难。
4.2 容量选择
4.2.1 本条为原标准第5.2.1条的修改条文。
考虑到正常由高压厂用启动/备用变压器对公用负荷供电的接线已经基本不用,删除了原条文“如公用负荷正常由第一台(组)高压厂用起动/备用变压器供电,则应考虑起动/备用变压器检修时,由第一台(组)高压厂用工作变压器接带全部公用负荷,也可由第一台(组)与第二台(组)高压厂用工作变压器各接带50%公用负荷”的规定。
4.2.2 本条为原标准第5.2.1条的修改条文。
考虑到暗备用变压器正常情况下只带额定容量一半以下的负荷,即使短时需要带满容量负荷,因变压器本身有一定的过负荷能力,可以接受满负荷或一段时间的过负荷运行,因此明确了暗备用的低压厂用工作变压器的容量可以直接靠上挡选择标准容量而不再设置裕度。
4.2.3 电抗器的容量即额定电流提高一级,一般投资增加不多,但由于电抗器的电阻减小,使得电抗器中的电能损耗显著减少,所以电抗器的容量提高一级,在经济上一般是有利的,特别是从节能的意义上看,更是可取的,但当由750A上升至1000A时,应注意布置条件是否允许和经济上是否合理。
电抗器在额定工况运行时,制造厂是按100℃考虑线芯的最高温度的,即额定温升为60℃。根据现行行业标准《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222,电抗器间的通风按夏季排风温度不超过55℃考虑,即温升要限制在45℃以内,此时电抗器的允许电流应降为,而电抗器的额定电流级差比一般为0.8,相当于要提高一级选用才能满足允许温升的要求。为此,在电抗器室的通风设计时要求采取措施,降低排风温度,使容量降低不致过多。对于电抗器的接线端子部分,按交流高压电器在长期工作时的发热,规定允许温度为80℃。即使电抗器的容量提高一级选用后,可能还不能使得接线端子的温度满足不超过80℃的要求。对此应采取适当措施,例如增大接线端子处的接触面积等方式解决。
4.2.4 本条为原标准第5.2.3条的修改条文。
1 删除了高压厂用启动/备用变压器带公用负荷的相关描述。
2 此处的修改是本次修订的一处较大的变化。
当装设发电机断路器时,高压厂用启动/备用变压器的基本功能是事故停机。此时最低容量要求为最大单台高压厂用工作变压器容量的60%。规定取额定容量的60%,是经过了专题调研和研究,并联合主要工艺专业研究了起/停机时的负荷情况而得出的,原标准规定的下限也是60%。
修订的条文建议,如果设置了高压启动/备用变压器,因为已经在元件配置和场地占用等方面上都已经做了投入,故此时的高压启动/备用变压器宜兼有对高压厂用工作变压器的备用功能,并按最大单台高压厂用工作变压器的容量来配置其容量。
如果不设专用的高压厂用启动/备用变压器,则应具备可满足事故停机要求的高压备用电源,此时还可另外单设一台不接线的高压厂用工作变压器以满足高压厂用工作变压器检修备用的需要。
4.2.5 本条为原标准第5.2.3条第2款的修改条文。
明确了原标准的“低压厂用备用变压器”是指采用明备用方式的备用变压器。
4.2.6 本条为新增条文。
近年来的运行经验表明,集中接有变频器的专用低压厂用变压器,如空冷岛专用低压变压器等,谐波导致变压器温升急剧增加,运行方式又要求全部风机连续运行,在负荷统计和变压器容量选择时应保留足够的裕量,以利于变压器的稳定运行,故作此规定。
4.3 电压调整及调压方式
4.3.1 本条为原标准第5.3.1条的修改条文。
明确了厂用电各级母线电压的变化范围,修改了原标准用限值的表述方式。此处的母线额定电压指母线的标称电压。
4.3.4 本条为新增条文。
这是本次修订的一处较大变化。随着电网的加强,电厂厂内高压母线在电网节点中的电压波动已经越来越小。当发电机出口装设断路器或负荷开关时,高压工作变压器和主变压器均采用无载调压方式的可行性已有众多专题报告的计算验证和实际工程应用(如华东电力设计院设计的华能玉环、大唐宁德二期,湖南省电力勘测设计院设计的湘潭电厂二期等工程),在现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660编制时也有过专题研究报告,证明是有条件成立的,因此本次修订在此体现了灵活性,不作硬性规定。
4.3.5 本条为原标准第5.3.3条的修改条文。
对分裂变压器,该阻抗电压为以分裂绕组额定容量为基准的半穿越阻抗电压。第4.4.2条中变压器阻抗电压的意义与此相同。
本条的修改是本次修订的一处较大变化。当发电机出口未装设断路器或负荷开关时,高压启动/备用变压器承担机组正常启动、机组正常停机、高压厂用工作变压器的事故备用并事故停机和高压厂用工作变压器的检修备用等功能,从使用条件分析,高压启动/备用变压器可以有条件地采用无载调压方式,同样在现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660编制时有过专题调察和研究报告,也是因为电厂在电网节点中的电压波动已经越来越小。但因为此时高压启动/备用变压器带启动负荷是机组启动的唯一手段,在工程中实施高压启动/备用变压器无载调压应经过严格论证,并且宜考虑类似2008年冰灾造成的极端不利情况。
当发电机出口装设断路器或负荷开关时,高压停机/备用变压器此时一般不再承担机组正常启动和机组正常停机的功能,仅要求作为高压厂用工作变压器的事故备用并事故停机,以及高压厂用工作变压器的检修备用等功能,从使用条件分析,当发电机出口装设断路器或负荷开关时,针对高压启动/备用变压器的功能,提出可以有条件地采用无载调压方式。
4.4 阻抗选择
4.4.3 本条为原标准第5.6.1条第二句的修改条文。因调压方式在本标准第4.3节中已规定,不再穿插引用。
4.4.5 本条为原标准第5.6.1条第二段的修改条文。
因低压开关设备的分断能力已普遍提高,而价格又无明显区别,低压厂用变压器可以优先选用国家标准的配电变压器阻抗,以降低损耗和改善母线电压水平。现行行业标准《220kV~500kV变电所所用电设计技术规程》DL/T 5155也有类似规定。
4.5 电动机正常起动时的电压校验
4.5.3 本条为原标准第5.4.2条的修改条文。加入了关于10kV电动机的描述。
4.6 成组电动机自起动时厂用母线电压的校验
4.6.1 本条为原标准第5.5.1条的保留条文。
本条规定了成组电动机自起动时允许的厂用母线电压的最低值,该值是在一般情况下用以校核的数据。如有同类电厂可靠的自起动电压试验数据,则可采用试验值。在运行中,厂用母线突然失去电压后,电动机处于成组惰行状态,电压恢复时,电动机处于成组自起动状态。一般失压时间不长,电压恢复时电动机还具有较高的转速,因此比较容易起动,所以对厂用母线电压的最低允许值的要求可较单机正常起动时为低。
对于高压厂用母线上规定的自起动电压,其范围为65%~70%:考虑到空载或失压自起动的工况在运行中可能发生的概率较大,为了缩短自起动时间,尽快恢复正常运行,宜取上限值;带负荷自起动工况发生的概率是极小的,宜取下限值。这是为了兼顾不同的自起动工况和实际上的可能性,采取的灵活规定。
对于低压厂用母线,按单独自起动与串接自起动分为两挡,也是为了兼顾客观上的要求和实际上可能性作出的规定。串接自起动是指低压厂用变压器串接在高压厂用变压器下,同时自起动。由于高压厂用母线电压的降低,致使低压厂用变压器的自起动工况变得最为严重,所以比单独自起动时的电压要求规定得低一些。另外,在起动过程中,考虑到高压厂用母线的电压在逐步升高,低压母线上的电动机将能相继自起动,所以规定得低一些还是合理的。
4.6.2 本条为原标准第5.5.2条前半段的保留条文。
虽然本次修订此处条文未作修改,但使用本条时请注意,如本标准第3.7节中的相关条文规定,高压停机电源有可能是另一台机组的高压厂用工作变压器提供的,而不是专用的高压备用变压器,对此工况,以及对相应高压厂用工作变压器的“带负荷自起动”要求也应加以考虑,并参照本标准附录J的方法校验厂用母线的电压水平。
4.7 谐波抑制
本节内容为新增内容。
在发电厂中采取合适的谐波抑制措施,经实际运行证明确有必要。本次修订列入了一些当前基本上得以接受、也经过工程证的谐波抑制手段。然而相关的经验仍处于不断的积累和总结阶段,相关的设备也在不断地升级和更新中,使用本节条文时仍应结合工程条件和设备情况,积极谨慎地采用。
4.7.3 厂用电系统中集中设置的低压变频器系指空冷岛空冷风机用变频器、电除尘整流变压器等。
5 厂用电动机
5.1 型式选择
5.1.2 重载起动的Ⅰ类电动机系指直吹式制粉系统中的中速磨煤机等;反复、重载起动或需要在小范围内调速的机械系指吊车、抓斗机等。
5.1.3 本条为原标准第6.1.3条的修改条文。引入了变频调速等其他调速措施。
5.1.4 本条为新增条文。
鉴于变频器的使用已经越来越广泛,因此本次修订适当总结了当前发电厂中变频器使用的一些经验,并增加了相关的规定。
5 厂用电动机
5.1 型式选择
5.1.2 重载起动的Ⅰ类电动机系指直吹式制粉系统中的中速磨煤机等;反复、重载起动或需要在小范围内调速的机械系指吊车、抓斗机等。
5.1.3 本条为原标准第6.1.3条的修改条文。引入了变频调速等其他调速措施。
5.1.4 本条为新增条文。
鉴于变频器的使用已经越来越广泛,因此本次修订适当总结了当前发电厂中变频器使用的一些经验,并增加了相关的规定。
5.2 电压选择及容量校验
5.2.1 本条为原标准第6.2.1条的修改条文。
补充说明了选择电动机额定电压时考虑的各种因素。
1~4 按厂用电电压等级选取的不同,分别说明了电动机额定功率和相应的额定电压之间的推荐对应关系,并较原标准增加了高压厂用电采用10kV及6kV二级电压时相应的划分范围。
条文中电动机功率范围的划分均为实际工程中运用过的,其中,10kV及3kV二级电压时,电动机的功率划分参照了上海外高桥第三发电厂工程(2×1000MW);10kV及6kV二级电压时,电动机的功率划分参照了国电泰州发电厂一期工程(2×1000MW),均为湿冷机组。具体工程中因为机组容量及工程条件不同,厂用负荷会发生变化,其划分应经过技术经济比较,取更合理的值。
5 电动机的额定电压,宜本着“就低不就高”的原则,有条件地优先选用较低一级电压。
5.2.2 机械转动惯量大或重载起动的电动机系指引风机、排粉机、中速磨煤机、输煤皮带等。
6 短路电流计算及电器和导体的选择
6.1 高压厂用电系统短路电流计算
6.1.1 本条为新增条文。
在《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222-2005的附录F中给出了短路电流实用计算法,在《三相交流系统短路电流计算》GB/T 15544-1995中给出了等效采用《三相交流系统短路电流计算》IEC 909-1988的系统算法。在《大中型火力发电厂设计规程》GB 50660-2011的编制过程中,曾经作了专题研究和分析比较,结论是:两种算法的结果近似。考虑到同是电力行业标准,故本标准规定应符合现行行业标准《导体和电器选择设计技术规定>/DL/T 5222的相关规定。
6.1.2 本条为新增条文。摘自原标准附录M的第一段。
6.1.3 本条为原标准第7.1.1条的修改条文。明确了条文中所指的切换包括手动切换和自动切换。
6.1.4 本条为原标准第7.1.4条的修改条文。
合并了原标准第7.1.2条的第一段和第7.1.4条,删除了原标准第7.1.4条第一段中“100MW级及以下机组,应计及电动机反馈电流对电器和导体动稳定的影响,可不计及对热稳定及断路器开断电流的影响”的规定。
6 短路电流计算及电器和导体的选择
6.1 高压厂用电系统短路电流计算
6.1.1 本条为新增条文。
在《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222-2005的附录F中给出了短路电流实用计算法,在《三相交流系统短路电流计算》GB/T 15544-1995中给出了等效采用《三相交流系统短路电流计算》IEC 909-1988的系统算法。在《大中型火力发电厂设计规程》GB 50660-2011的编制过程中,曾经作了专题研究和分析比较,结论是:两种算法的结果近似。考虑到同是电力行业标准,故本标准规定应符合现行行业标准《导体和电器选择设计技术规定>/DL/T 5222的相关规定。
6.1.2 本条为新增条文。摘自原标准附录M的第一段。
6.1.3 本条为原标准第7.1.1条的修改条文。明确了条文中所指的切换包括手动切换和自动切换。
6.1.4 本条为原标准第7.1.4条的修改条文。
合并了原标准第7.1.2条的第一段和第7.1.4条,删除了原标准第7.1.4条第一段中“100MW级及以下机组,应计及电动机反馈电流对电器和导体动稳定的影响,可不计及对热稳定及断路器开断电流的影响”的规定。
6.2 高压厂用设备的选型
6.2.1 本条为原标准第7.2.1条的修改条文。根据目前高压厂用电开关设备的制造和价格情况,不推荐采用少油断路器,并提出采用无油化设备。
6.2.2 本条为原标准第7.2.1条的修改条文。根据目前高压厂用电开关设备的制造和应用情况,将原标准中“可采用真空断路器与高压熔断器串真空接触器的组合设备”修改为“宜采用真空断路器与高压熔断器串真空接触器的组合设备”。
6.2.3 本条为原标准第7.2.2条的修改条文。
鉴于当今干式变压器的制造和价格情况,提出按变压器的安装地点来决定低压变压器的型式,这样能充分利用干式和油浸两种变压器的特点。
6.2.4 本条为原标准第7.2.3条的修改条文。
5 本款为新增条款。提示了确定高压熔断器串真空接触器组合的使用范围时应注意的选择条件。区分供电回路性质是指区分回路属于变压器型、电动机型或一般馈线型等。
6.3 低压厂用电系统短路电流计算
6.3.1 本条为新增条文。参见本标准第6.1.1条的条文说明。
6.4 低压电器的选择
6.4.4 本条为原标准第7.4.3条第二段的修改条文。
删除了原标准中“过电流脱扣器的数量应选用3个”的规定,因为目前均已采用一体化的智能脱扣器,不再分相装设。
6.5 低压电器的组合
6.5.1 本条为原标准第7.5.1条第一段的修改条文。纳入了隔离、保护、操作合一的组合电器。
6.5.2 本条为原标准第7.5.1条第二段的修改条文。
考虑到直接采用组合电器的可能性,为措辞严密起见,在本条文中加入了“分立的”。而采用组合电器,已在本标准第6.5.1条中纳入。
6.5.8 本条为原标准第7.5.5条的修改条文。
短路保护电器对交流接触器的保护,只要求达到“1”型保护协调配合的要求。
按《低压开关设备和控制设备 第4-1部分:接触器和电动起动器机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》GB 14048.4-2010中的定义,SCPD(short circuit protect device,短路保护装置)与接触器的配合有“1”型协调配合、“2”型协调配合。“1”型协调配合、“2”型协调配合的主要区别在于“短路后是否继续使用”,“2”型协调配合要求更高。目前制造厂建议用于发电厂的SCPD按“2”型协调配合选择,具体工程中可根据自身条件予以选择。
6.5.12 本条为原标准第7.5.8条第二段的修改条文。
参考了《低压开关设备和控制设备 第4-1部分:接触器和电动起动器机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》GB 14048.4-2010的第8.2.1.5条,加入了“应考虑电动机的起动时间和起动电流倍数对热继电器脱扣级别的相应要求”。
7 厂用电气设备的布置
7.1 厂用变压器
本节内容为原标准第8.2节内容的重新编排,目的是为了分层次、分物理位置说明厂用电系统设备。
7.1.1 本条为新增条文。
7.1.3 本条为原标准第8.2.1条第二段的修改条文。
加入了高压厂用变压器低压侧采用离相封闭母线(小离相)出线的情况。
7.1.4 本条为新增条文。
考虑到变压器容量越来越大,如有必要,可考虑加强散热的措施,提高供电可靠性并延长变压器的寿命。
为便于统一考虑散热措施,也可以将变压器集中布置。上海外高桥第二发电厂(2×900MW)工程的主厂房内采用了低压厂用变压器集中布置的方式。
7.1.5 本条为原标准第8.2.3条的修改条文。更新了参考标准的版本。
7.1.6 本条为原标准第8.2.6条的修改条文。删除了油浸变压器布置在室内的相关要求。
7.1.7 本条为原标准第8.2.7条的修改条文。加入了干式变压器可以用金属外壳封闭的情况。
7.1.8 本条为原标准第8.2.8条的修改条文。删除了油浸变压器布置在室内的相关要求。
7 厂用电气设备的布置
7.1 厂用变压器
本节内容为原标准第8.2节内容的重新编排,目的是为了分层次、分物理位置说明厂用电系统设备。
7.1.1 本条为新增条文。
7.1.3 本条为原标准第8.2.1条第二段的修改条文。
加入了高压厂用变压器低压侧采用离相封闭母线(小离相)出线的情况。
7.1.4 本条为新增条文。
考虑到变压器容量越来越大,如有必要,可考虑加强散热的措施,提高供电可靠性并延长变压器的寿命。
为便于统一考虑散热措施,也可以将变压器集中布置。上海外高桥第二发电厂(2×900MW)工程的主厂房内采用了低压厂用变压器集中布置的方式。
7.1.5 本条为原标准第8.2.3条的修改条文。更新了参考标准的版本。
7.1.6 本条为原标准第8.2.6条的修改条文。删除了油浸变压器布置在室内的相关要求。
7.1.7 本条为原标准第8.2.7条的修改条文。加入了干式变压器可以用金属外壳封闭的情况。
7.1.8 本条为原标准第8.2.8条的修改条文。删除了油浸变压器布置在室内的相关要求。
7.2 厂用配电装置
7.2.3 本条为原标准第8.1.3条的修改条文。加入了采用中置式高压开关柜的情况。
7.2.4 本条为原标准第8.1.4条的修改条文。加入了采用中置式高压开关柜的情况。
7.2.7 本条为原标准第8.1.8条的保留条文。原标准表8.1.8变为本标准表7.2.9-2。
7.2.9 本条为原标准第8.1.10条的修改条文。
对于高压配电装置室,加入了采用中置式高压开关柜的情况,并将低压开关柜最小通道要求归并到一处表示。
7.2.12 本条为原标准第8.2.9条的修改条文。
增加了对配电装置室内开关柜防护等级的要求。当选不到合适的IP54级产品或在经济不合理时,可将电气设备布置在独立的密闭小间内。
7.3 对建(构)筑物和通风的要求
7.3.1 本条为新增条文。
与《火力发电厂和变电站设计防火规范》GB 50229-2006强制性条文第5.2.6条保持一致。
7.3.2 本条为原标准第8.3.1条的保留条文。“出口”指配电装置室内通向外部的“门”或“人孔井”。
7.3.3 本条为修改条文,是对原标准第8.3.2条、第8.3.6条的合并。
7.3.6 本条为原标准第8.3.5条的修改条文。细化了对维护门的尺寸要求。
7.3.9 本条为原标准第8.3.9条的修改条文。明确是针对屋外油浸式变压器的规定。
7.3.10 本条为原标准第8.4.1条的保留条文。
7.3.11 本条为原标准第8.4.2条的保留条文。
原标准第8.4节内容已合并于本标准第7.3.10条和第7.3.11条。原标准第8.4.3条已不适用,删除。
8 厂用电继电保护装置
8.1 一般规定
8.1.1 本条为原标准第9.1.1条的修改条文。更新了标准的版本,按《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T 50062-2008的规定,修正了保护装置的灵敏系数要求。
8.1.2 本条为原标准第9.1.2条的修改条文。
明确了厂用电系统保护用电流互感器为P级,原标准“稳态误差、稳态比误差”按《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》DL/T 866-2004改称为“复合误差”。鉴于测控一体保护装置在近年来已广泛应用,增加了相应的配置和接线要求。
8.1.3 本条为原标准第9.1.3条的修改条文。
为避免歧义,根据目前元器件选用情况,将原标准“继电器”改为“综合保护及测控装置等元件”。
8 厂用电继电保护装置
8.1 一般规定
8.1.1 本条为原标准第9.1.1条的修改条文。更新了标准的版本,按《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T 50062-2008的规定,修正了保护装置的灵敏系数要求。
8.1.2 本条为原标准第9.1.2条的修改条文。
明确了厂用电系统保护用电流互感器为P级,原标准“稳态误差、稳态比误差”按《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》DL/T 866-2004改称为“复合误差”。鉴于测控一体保护装置在近年来已广泛应用,增加了相应的配置和接线要求。
8.1.3 本条为原标准第9.1.3条的修改条文。
为避免歧义,根据目前元器件选用情况,将原标准“继电器”改为“综合保护及测控装置等元件”。
8.2 厂用电系统的单相接地保护
8.2.2 本条为原标准第9.2.2条的修改条文。
1 合并了高电阻接地或不接地系统。
1)单相接地总电流小于10A,包括两种情况:①高压厂用电系统中性点高电阻接地时,接地电容电流小于7A,总接地电流小于10A;②高压厂用电系统中性点不接地时,接地电容电流即总接地电流小于10A。
8.2.3 本条为原标准第9.2.3条的修改条文。
2 加入了中性点直接接地的低压厂用电系统单相接地保护的相关要求。
8.2.4 本条为原标准第9.2.4条的修改条文。当零序电流互感器的二次侧负载阻抗大于零序电流互感器的内阻抗时采用串联方式,当零序电流互感器的二次侧负载阻抗小于零序电流互感器的内阻抗时采用并联方式,可以使保护装置获得最大的零序输出容量。当零序电流互感器的二次侧负载阻抗等于零序电流互感器的内阻抗时,串联、并联的效果相同。
8.3 厂用工作及备用电抗器回路的保护
8.3.1 本条为原标准第9.3.1条的修改条文。
取消了老式继电器相关描述。补充了温度保护。
8.3.2 本条为原标准第9.3.2条的修改条文。补充了温度保护。
8.4 高压厂用变压器的保护
8.4.2 本条为原标准第9.4.1条的修改条文。取消了老式继电器的相关描述。
8.4.4 本条为原标准第9.4.2条的修改条文。取消了老式继电器的相关描述。
考虑到差动保护范围也可以包括分支线,第1款中删除了“保护范围不包括各分支线”。按《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T 14285-2006第4.3.12条规定,增加了第8款,当变压器高压侧接于330kV及以上的电力系统时,应装设过励磁保护。
8.5 低压厂用变压器的保护
8.5.1 本条为原标准第9.5.1条的修改条文。
将采用断路器作为保护及操作电器的低压厂用变压器保护单独列为一条。取消了老式继电器的相关描述。删除了原标准中“和400kVA及以上的车间内油浸变压器,均……”,本次修订在第6.2.3条已经明确:室内应采用干式变压器。
8.5.2 本条为新增条文。
将采用熔断器串真空接触器作为保护及操作电器的低压厂用变压器保护单独列为一条。
8 可采用带触点或撞针机构的熔断器作为断相保护。当单相熔断器的熔件熔断造成本回路断相后,熔断器触点通过机械结构动作于真空接触器跳闸。
8.6 高压厂用电动机的保护
8.6.1 本条为原标准第9.6.1条的修改条文。取消了老式继电器的相关描述。
8.6.2 本条为新增条文。
1 电动机的电流速断保护由高压熔断器按其熔断特性曲线(反时限)进行保护。
由于真空接触器的额定开断电流一般为4kA~6kA,远远小于回路中的短路故障电流。在目前的工程中,一般均闭锁了综保装置的电流速断保护功能,仅靠熔断器作电流速断保护。
8.6.3 本条为原标准第9.6.1条第7款的补充条文。
3 补充了对于采用变频调速电动机的保护要求。
8.7 低压厂用电动机的保护
8.7.1 本条为原标准第9.7.1条的修改条文。取消了老式继电器的相关描述。
8.8 厂用线路的保护
8.8.1 本条为原标准第9.8.1条的修改条文。取消了老式继电器的相关描述。
8.9 柴油发电机的保护
8.9.2 本条为原标准第9.9.2条的修改条文。按保护配置的习惯,将原过电流保护要求具备速断和定时限过流分开描述。同时取消了老式继电器的相关描述。
9 厂用电控制、信号、测量及自动装置
9.1 厂用电的控制和信号
9.1.1 本条为原标准第10.1.1条的修改条文。更新了参考的标准及其版本。
9.1.2 本条为新增条文。
近年来,厂用电系统中高/低压厂用电源已经普遍采用计算机控制,本次修订按现行行业标准《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136的相关条文,对此作了修改。
9.1.3 本条为原标准第10.1.2条、第10.1.3条的合并及修改条文。
2 加入了现场总线控制系统(FCS,field-bus control system)。取消了厂用电动机“一对一控制”的描述。
9.1.5 本条为原标准第10.1.4条的修改条文。
增加了第1款的内容,取消了原标准关于厂用电动机“一对一控制”的描述。
9.1.6 本条为原标准第10.1.5条的修改条文。根据近年来工程实际情况,增加了采用全厂辅助车间计算机控制系统的描述。更新了参考的标准。
9 厂用电控制、信号、测量及自动装置
9.1 厂用电的控制和信号
9.1.1 本条为原标准第10.1.1条的修改条文。更新了参考的标准及其版本。
9.1.2 本条为新增条文。
近年来,厂用电系统中高/低压厂用电源已经普遍采用计算机控制,本次修订按现行行业标准《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程》DL/T 5136的相关条文,对此作了修改。
9.1.3 本条为原标准第10.1.2条、第10.1.3条的合并及修改条文。
2 加入了现场总线控制系统(FCS,field-bus control system)。取消了厂用电动机“一对一控制”的描述。
9.1.5 本条为原标准第10.1.4条的修改条文。
增加了第1款的内容,取消了原标准关于厂用电动机“一对一控制”的描述。
9.1.6 本条为原标准第10.1.5条的修改条文。根据近年来工程实际情况,增加了采用全厂辅助车间计算机控制系统的描述。更新了参考的标准。
9.2 厂用电气设备的测量仪表
9.2.1 本条为原标准第10.2.1条的修改条文。更新了参考的标准。
9.2.2 本条为原标准第10.2.2条的修改条文。根据近年来设备元器件更新情况,提高了表计的精度要求,同时,本次修订后,本条的规定也符合《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063的相关要求。
9.2.3 本条为原标准第10.2.3条的修改条文。
取消了关于机组容量200MW级及以上的限制。考虑到电气量可以交流采样,以通信方式传送电气量,不一定要用变送器,为措辞严密,增加了“……以硬接线方式输入计算机时,……或采用相应电气量变送器……”等描述。
9.3 厂用电的自动装置
9.3.1 本条为原标准第10.3.1条的修改条文。
2 高压厂用电源回路断路器的快速合闸性能指断路器的固有合闸时间小于0.1s(5个周波)。在备用电源自动投入的起动回路中宜增加低电压闭锁,即指母线残压闭锁。
9.3.3 本条为新增条文。
增加了保安电源的正常切换和事故切换要求。
9.4 柴油发电机的控制、信号、测量及自动装置
9.4.1 本条为原标准第10.4.1条的修改条文。
根据近年来工程实践以及部分地区电网运行规程的相关要求,修改了柴油发电机的起动控制条件为备用电源投入的同时发出柴油机自动起动命令。
9.4.2 本条为原标准第10.4.2条的修改条文。将原标准中装设表计要求的说法改为对柴油发电机的测量要求的说法,使表述更规范。
9.4.3 本条为原标准第10.4.3条的修改条文。
增加了“正常工况下,包括柴油发电机的带载试验时,保安段的厂用工作电源与柴油发电机之间可采用并联切换”,并保留了“事故状态下,保安段的厂用工作电源与柴油发电机之间采用串联断电切换”。
附录A 火力发电厂设计厂用电率估算方法
火力发电厂设计厂用电率是对工艺系统辅机配置的考量,其计算和评估应有相应的边界条件,对设计厂用电率、运行厂用电率、考核厂用电率等不同概念,应注意区分边界条件和适用场合。
本次修订对火力发电厂厂用电率的定义进行了澄清,把设计厂用电率、运行厂用电率和考核厂用电率加以区分,并说明本标准仅针对设计厂用电率进行估算。
A.0.1 设计厂用电率的估算公式形式不变。考虑到目前工艺专业提供的电动机,特别是单台容量排名前十的大容量厂用电动机,额定功率都是按照辅机最严重的设计工况甚至是极端工况选取的,也就是说,这样选出的厂用电动机额定功率,其实大多数情况下并不对应汽轮发电机组的额定工况。同时,环境温度及冷却水温对主要的厂用电动机额定功率的选择影响也很大。
为了统一起见,本次修订规定,一律按汽轮发电机组夏季100%额定出力来估算设计厂用电率,同时对Sc、Pa的定义做了修正,将Sc定义为:汽轮发电机组在100%额定出力时(夏季)的厂用电计算负荷(kVA),将Pa定义为:按汽轮发电机组夏季100%额定出力工况确定的厂用电动机功率(kW)。
所以,在按本标准附录A的公式估算设计厂用电率时,Pa不再是工艺专业提供的电动机额定功率,而是工艺专业按汽轮发电机组夏季100%额定出力工况,对应计算出厂用电动机应有出力,考虑机械储备系数及效率等因素,经折算并靠档选取的电动机功率,此时的电动机功率Pa应小于或等于电动机的额定功率Pe;Pa再经换算系数法计算可得到厂用电计算负荷Sc,用于设计厂用电率的估算。
另外,考虑到对于现在的大多数机组,全年均以额定工况运行的概率很小,为了修正这一因素带来的影响,本次修订特别提出了在条件允许的情况下,可对发电机的额定功率Pg取发电机实际发出功率,并且对发电机功率和厂用电计算负荷均进行时间加权取平均值,以期与电厂实际运行情况贴近。
在本次修订过程中,编制组做了专题研究,引入了按时间加权取平均值的概念,并通过算例验证,可使计算结果更贴近于实际的运行厂用电率。
类似于式(A.0.1-2)中对Pa定义为按汽轮发电机组夏季100%额定出力工况确定的厂用电动机功率,这只是机组的一个工况点,针对机组全年不同的几个典型工况,可由工艺专业分别提出相应的电动机功率Pai。
这样,Pai应为:工艺专业在正常工艺设计已确定的工艺系统设计原则和配置下,又分别对应特定的典型工况点i,相应计算出厂用电动机出力,同时考虑机械储备系数及效率等因素,经折算并靠档选取的电动机功率。为与常规设计中电动机的额定功率区分起见,可以将Pai命名为“i工况下的对应额定功率”。
例如:某工程锅炉专业按常规工艺设计选取2台额定功率为6450kW的引风机,均经常连续运行。在按本标准附录A的公式估算设计厂用电率时,引风机台数2台、经常连续运行这一配置不再改变,而锅炉专业实际对应夏季100%额定出力确定的引风机电动机功率Pa为3500kW,台数2台、经常连续运行;对应冬季100%额定出力确定的引风机电动机功率Pa1为3300kW,台数2台、经常连续运行;对应冬季80%额定出力确定的引风机电动机功率Pa2为2850kW,台数2台、经常连续运行……
而i的选取,即Pi、Si、Ti、T的确定,在条件具备时,均应由项目建设方、相关专业部门或电网运行调度单位配合提供,或参考当地同类型机组的实际运行平均值进行选取。在选取i时,宜既考虑机组出力的不同,又兼顾季节变化的因素。在《大中型水轮发电机基本技术条件》SL 321-2005第6.0.7条中,对水轮发电机加权平均效率的计算也有类似之处,规定不同负荷下水电站机组运行的加权系数由用户(项目建设方)提供。当不具备条件时,则可取i=1,即式(A.0.1-2)。
所以,本次修订在公式形式不变的基础上,对其中算式因子的定义进行了修正,重点在于:
(1)将厂用计算负荷统计与厂用电动机对应机组各工况的“对应额定功率”关联起来。
(2)引入了“取全年的时间加权平均值”概念,用于消化季节变化因素、出力变化因素对厂用电负荷计算带来的影响。
(3)对发电机的功率,考虑到供热机组情况,以及纯凝工况也有可能不是100%额定出力运行等情况,此时取发电机的输出功率作为基准,在物理意义上和实际意义上均与设计厂用电率的原始定义更接近,更易于理解,因此作了修订。
A.0.4 编制组对机组考核工况的调研发现,机组性能考核工况的基本过程为:要求汽轮发电机组稳定运行在其额定功率(附近),并在“汽轮发电机组热平衡表”中THA工况下其他各行所示的主要运行参数下,考核汽轮发电机组的热耗率。考核工况本身对其他机炉辅机以外的辅机工况不作明确规定,只要求能配合机炉辅机进而保证主机的额定出力。同时,在实际工程对机组进行考核时,由于考核当时的季节会有所不同,其气象、水文等环境条件并不能保证各主要运行参数均与“汽轮发电机组热平衡表”中THA工况所列一致。这就需要修正。所以汽轮机厂家在投标时就会提出各主要运行参数对热耗率的修正曲线,有将近20组修正曲线经过修正的汽轮机热耗率将用来与THA工况下的保证值比较并加以考核。
所以,机组性能考核工况厂用电率宜按THA工况作为边界条件,计算公式可仍用式(A.0.1-2),仅需将Sc、Pa按THA工况进行对应即可。考虑到上述需要修正的各种因素,计算结果与实测值仍会存在偏差,除非工艺专业将实际考核工况下主要运行参数与THA工况定义的偏差同时也反映到了对电动机的“对应额定功率”的修正上。
附录B 火力发电厂常用厂用负荷特性参考表
本次修订对火力发电厂常用的主厂房范围内的锅炉、汽机的辅机电动机的名称及特性进行了更新,原因是随着机组容量的增大,锅炉、汽机专业的负荷在工艺系统中的名称、作用、电动机本身的容量等方面都发生了较大的变化,而电气接线形式及厂用母线按其重要性的层次划分集中体现在主厂房内,辅助车间的负荷名称变化不大,电气接线相对简单,因此对锅炉、汽机的负荷特性进行了更新。
附录D 柴油发电机组的选择
式(D.0.2-4),考虑到柴油机制造商提供的短时过负荷能力一般高于1.5倍额定容量、持续时间15s,常常可达1.8倍~2倍,本次修订引入柴油发电机短时过负荷系数KOL,规定在制造商有明确数据时,可按实际情况选用该值。
附录F 厂用电的负荷计算
本次修订增加了以下几项负荷的换算系数,供设计阶段负荷统计时参考选用。
(1)直接空冷机组空冷风机电动机。
(2)静态负荷,包括加热器、电子设备、静态整流设备。
附录M 380V动力中心短路电流实用计算法
本次修订增加了变压器的类型,特别是2500kVA变压器,并且区分阻抗分别取6%、8%和10%三种情况,方便设计人员参考选用。
附录N 380V系统短路电流计算曲线
本次修订增加了变压器的类型和铜芯电缆的情况,并重新编排了计算条件(变压器型式容量、电缆类型、短路类型)的组合,以期方便设计人员参考选用。
附录Q 380V低压设备组合表
随着微机保护装置的技术发展,以及自动化的要求和水平的提高,低压配电系统的保护、监测和控制也有向一体化方向发展的趋势,其中,用于低压系统的综合保护装置、保护测控一体化装置也在实际工程中屡有应用,总体来说已处于加大推广阶段。例如,在MCC中,双金属片模拟式热继电器已逐渐被微机电动机保护替代;在PC中,配电线路增加微机线路保护。这些保护装置不仅能实现规定的保护功能,而且实现了控制功能、通信功能和管理等附加功能。上海华建电力设备股份有限公司生产的LM系列微机电动机保护,LL系列微机线路保护满足以上保护/测控的微机化/一体化等需求,可供设计选型参考。上述低压电器中电子式产品型号随着产品的不断完善、变化以及实际运行经验的积累也将不断完善更新。
免责申明:本站所有资源均通过网络等公开合法渠道获取,该资料仅作为阅读交流使用,并无任何商业目的,其版权归作者或出版方所有,本站不对所涉及的版权问题负任何法律责任和任何赔偿,在本站咨询或购买后默认同意此免责申明;
法律责任:如版权方、出版方认为本站侵权,请立即通知本站删除,物品所标示的价格,是对本站搜集、整理、加工该资料以及本站所运营的费用支付的适当补偿,资料索取者(顾客)需尊重版权方的知识产权,切勿用于商业用途,信息;
『JGJ T351-2015』建筑玻璃膜应用技术规程
中华人民共和国行业标准建筑玻璃膜应用技术规程TechnicalspecificationforapplicationofbuildingglassfilmandcoatingJGJ/T351-2015批准部门:中华人民共和国住房和...
2025-05-19
『GB T51190-2016』海底电力电缆输电工程设计规范
中华人民共和国国家标准海底电力电缆输电工程设计规范CodefordesignofsubmarinepowercableprojectGB/T51190-2016主编部门:中国电力企业联合会批准部门:中华人民共和...
2025-05-19
『JGJ T399-2016』城市雕塑工程技术规程
中华人民共和国行业标准城市雕塑工程技术规程TechnicalspecificationforpublicsculptureprojectconstructionJGJ/T399-2016批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设...
2025-05-19
『CECS334:2013』集装箱模块化组合房屋技术规程
中国工程建设协会标准集装箱模块化组合房屋技术规程TechnicalspecificationformodularfreightcontainerbuildingCECS334:2013主编单位:中国钢结构协会中国国际海运...
2025-05-19
『GB50038-2005』人民防空地下室设计规范
中华人民共和国国家标准人民防空地下室设计规范CodefordesignofcivilairdefencebasementGB50038-2005主编部门:国家人民防空办公室批准部门:中华人民共和国建设部施...
2025-05-19
『CJJ32-2011』含藻水给水处理设计规范
...
2025-05-19