NB T 10345-2019 水力发电厂高压电气设备选择及布置设计规范.pdf

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1、 ICS 27.140 P 59 中华人民共和国能源行业标准 P NB/T 10345-2019 代替 DL/T 5396-2007 _ 水力发电厂高压电气设备选择及布置 设计规范 Code for Design of High Voltage Electrical Equipment Selection and Arrangement for Hydropower Plants 2019-12-30发布 2020-07-01实施 国家能源局 发布 NB 中华人民共和国能源行业标准 水力发电厂高压电气设备选择及布置 设计规范 Code for Design of High Voltage El

2、ectrical Equipment Selection and Arrangement for Hydropower Plants NB/T 10345 2019 代替 DL/T 5396 2007 主编部门：水电水利规划设计总院 批准部门 ： 国 家 能 源 局 施行日期 ： 2020 年 7 月 1 日 中国 水利水电 出版社 2020 北京 国家能源局 公 告 2019 年 第 8 号 国家能源局批准小水电机组励磁系统运行及检修规程等 152 项能源行业标准（附件 1）、 Code for Safe and Civilized C onstruction of Onshore Wind

3、 Power Projects等 39 项能源 行业标准英文版（附件 2），现予以发布。 附件： 1. 行业标准目录 2. 行业标准英文版目录 国家能源局 2019 年 12 月 30 日 附件 1： 行业标准目录 序 号 标准编号 标准名称 代替标准 采标号 批准日期 实施日期 . 22 NB/T 10345-2019 水力发电厂 高压电气设备选择 及布置设计规范 DL/T 5396-2007 2019-12-30 2020-07-01 前言 根据国家能源局关于下达 2016 年能源领域行业标准制（修）订计划的通 知（国能科技 2016 238 号）的要求， 规范 编制组经广泛调查 研究，认

4、真总 结实践经验，并在广泛征求意见的基础上，修订本规范。 本规范的主要技术内容是：基本规定、高压电气设备选择、高压电气设备 布置。 本规范修订的主要技术内容是： 增加了术语 “ 解体运输电力变压器 ”、“ 交接电流”。 增加了 固体 绝缘 管型 母线、解体运输电力变压器、厂用电变压器、 电 子式电压互感器、电子式电流互感器、 绝缘子 、 套管、 线路 阻波器、充气式金 属封闭开关设备、 高压 熔断器等 内容 。 修订了 规范 的 适用范围 ， 由“ 3kV500kV”改为“ 3kV750kV” 。 修订了电气设备外绝缘的 海拔修正公式、污秽等级的划分和爬电比距 的要求 。 本规范由国家能源局负

5、责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管 理， 由能源行业水电电气设计标准化技术委员会负责具体技术内容的解释。执行过 程中如有意见或建议，请寄送水电水利规划设计总院（地址：北京市西城区六 铺炕 北小街 2 号，邮编： 100120）。 本规范主编单位：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 本规范参编单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 本规范主要起草人员： 温凤香 杨 红 黄 凯 秦 莹 赵慧梅 方 雷 李 勇 王耀辉 侯彦硕 桑志强 张 李 张 勇 鞠 琳 宋琳莉 本规范主要审查人员： 于庆贵 方 辉 冯真秋 康本贤 王劲夫 陈寅其 石凤翔 夏富军 杨建军 孙 帆 王小兵 王

6、 勇 邵光明 王华军 谢小辉 杜 刚 李仕胜 目 次 1 总则 .1 2 术语 .2 3 基本规定 .3 3.1 一般规定 . 3 3.2 电气要求 . 3 3.3 机械要求 . 4 3.4 气候与环境条件要求 . 5 4 高压电气设备选择 .8 4.1 导体 . 8 4.2 主变压器 . 12 4.3 厂用电变 压器 . 15 4.4 发电机断路器 . 16 4.5 电制动开关 . 16 4.6 高压断路器 . 16 4.7 高压负荷开关 . 17 4.8 高压隔离开关和接地开关 . 18 4.9 气体绝缘金属封闭开关设备 . 18 4.10 交流金属封闭开关设备 . 21 4.11 高压熔

7、断器 . 21 4.12 电压互感器 . 22 4.13 电流互感器 . 24 4.14 并联电抗器 . 26 4.15 限流电抗器 . 27 4.16 发电机中性点设备 . 27 4.17 避雷器 . 30 4.18 套管 . 31 4.19 绝缘子 . 31 4.20 线路阻波器 . 32 5 高压电气设备布置 .33 5.1 主要电气设备布置 . 33 5.2 安全净距 . 37 5.3 通道和围栏 . 43 5.4 对建筑物及构筑物的要求 . 45 本规范用词说明 .47 引用标准名录 .48 附： 条文说明 .51 Contents 1 General Provisions .1 2

8、 Terms .2 3 Basic Requirements .3 3.1 General Requirements . 3 3.2 Electrical Requirements . 3 3.3 Mechanical Requirements . 4 3.4 Climatic and Environmental Conditions . 5 4 Selection of High Voltage Electrical Equipment .8 4.1 Conductor . 8 4.2 Main Transformer . 12 4.3 Auxiliary Transformer . 15

9、4.4 Generator Circuit Breaker . 15 4.5 Electrical Brake Switch . 16 4.6 High Voltage Circuit Breaker . 16 4.7 High Voltage Load Switch . 17 4.8 High Voltage Disconnector and Earthing Switch . 17 4.9 Gas-Insulated Metal-Enclosed Switchgear . 18 4.10 AC Metal-Enclosed Switchgear . 21 4.11 High Voltage

10、 Fuse . 21 4.12 Voltage Transformer . 22 4.13 Current Transformer . 24 4.14 Shunt Reactor . 26 4.15 Current-Limiting Reactor . 27 4.16 Generator Netrual Equipment . 27 4.17 Surge Arrester . 29 4.18 Bushing . 30 4.19 Insulator . 31 4.20 Line Trap . 31 5 Arrangement of High Voltage Electrical Equipmen

11、t .32 5.1 Arrangement of Main Electrical Equipment . 32 5.2 Clearance Requirements . 36 5.3 Passway and Fence . 42 5.4 Requirements for Buildings and Structures . 44 Explanation of Wording in This Code .46 List of Quoted Standards .47 Addition: Explanation of Provisions .49 1 1 总则 1.0.1 为 规范 水力发电厂高压

12、电气设备选择及布置设计 ， 做到安全可靠、技术 先进、经济合理， 制定 本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、改建和扩建的水力发电厂标称电压为 3 kV750 kV 高压电气设备选择及布置设计。 1.0.3 水力 发电厂高压电气设备选择及布置设计，除应符合本规范外，尚应符 合国家现行有关标准的规定。 2 2 术语 2.0.1 进线段 incoming line 由主变压器引至高压开关设备的线路 。 2.0.2 出线段 outgoing line 高压开关设备引至高压出线 场 设备的线路。 2.0.3 联络线 connecting line 水电厂 内不同电压等级开关设备引至联络变压器的线路，

13、或同一电压等 级、不同布置场所的开关设备之间的线路。 2.0.4 解体运输电力变压器 assembly transformer 因运输条件限制，需要在工厂完成各项出厂试验后解体运输、在安装现场 组装的电力变压器。 2.0.5 交接电流 take-over current 两种过电流保护装置的时间 -电流特性曲线之间的交点的电流。 3 3 基本规定 3.1 一般 规定 3.1.1 高压电气设备的选择和布置应根据工程具体条件并考虑远景发展，选用 安全可靠、技术先进、经济合理的产品，并 应 按 气候、 环境、地质、地形、枢 纽布置、进出线方式以及 设备 制造、运行、维护、安装、运输等要求制 定 布置

14、 方案， 应遵循 节 约用地和节能降耗的原则，满足环境保护要求 ，做到设计方案 合理、运行可靠、安装和维护方便。 3.1.2 72.5kV 及以上高压配电装置宜采用气体绝缘金属封闭开关设备（ GIS）， 也可根据工程具体情况 采用敞开式开关设备（ AIS） 或 混合式开关设备（ H-GIS） 。 3.1.3 进线段、出线段及联络线 型式 的选择应综合考虑电气主接线、主变压器 布置和开关站 型式及其 布置。 3.2 电气要求 3.2.1 高压电气设备的设备 最高 电压不应低于所在 系统的 系统最高电压。 3.2.2 高压电气设备长期允许电流不得小于各种可能运行 方式下该回路的最大 持续工作电流

15、； 屋外布置的高压电气设备应考虑日照对其载流量的影响。 3.2.3 短路电流验算应符合下列规定： 1 校验高压电气设备的峰值耐受、短时耐受以及断路器开断电流所用的短 路电流值，应按 电力系统 设计水平年的短路电流水平计算 ； 计算中采用的电气 主接线和运行方式应为可能发生最大短路电流的正常接线和运行方式。 2 发生最大短路电流的短路方式 、短路点 选择 和 短路电流计算应符合现行 行业标准水电工程三相交流系统短路电流计算导则 NB/T 35043 的有关规定。 3 用熔断器保 护的高压电气设备可不验算短时耐受电流，但应校验峰值耐 受电流 ； 用熔断器保护的电压互感器回路可不校验短时耐受和峰值耐

16、受电流。 4 短路电流热效应计算时间 宜符合 下 列 要求 ： 1） 除 电缆 以外 的导体 短路电流热效应计算时间 ，宜采用主保护动作时间加 相应断路器开断时间 ；在主保护有死区时，宜采用 能对该死区起作用的 4 后备保护动作时间； 2） 电缆 短路电流热效应计算时间 宜采用后备保护动作时间加相应断路器开 断时间 ； 接到电动机的馈线电缆 ，短路电流热效应计算时间 可采用主保 护动作时间加相应的断路器开断时间 ； 3） 其他电气设备短路 电流热效应计算时间宜采用后备保护动作时间加相 断路器开断时间。 3.2.4 高压电气设备的频率应根据系统的额定频率确定 ，并应适应系统频率变化 范围 。 3

17、.2.5 电气设备的绝缘水平应 符合 现行国家标准绝缘配合 第 1 部分 ：定义、 原则和规则 GB/T 311.1 的有关规定。 3.2.6 高压开关设备 温升试验应符合现行行业标准高压开关设备和控制设备标 准的共用技术要求 DL/T 593 的有关规定。 3.2.7 电气设备及金具在 1.1 倍最高工作相电压下，晴天夜晚不应出现可见电 晕。 110kV 及以上电压的电 气设备户外晴天无线电干扰电压不宜大于 500 V； 试验要求应符合现行国家标准 高压电气设备无线电干扰测试方法 GB/T 11604 的有关规定。 3.3 机械 要求 3.3.1 设备、支撑结构及其基础应耐受预期的机械应力

18、， 应考虑正常荷载和异 常荷载 ， 取最不利的 荷载 组合方式来确定结构的机械强度 。 各种 荷载 的组合方 式应符合下列 要求 ： 1 正常荷载情况下 ， 设备、支撑结构及其基础应考虑静荷载、拉力荷载、 安装荷载、冰荷载、风荷载，以及建设和维护过程中的短时应力和荷载。 2 异常荷载情况下 ， 设备、支撑结构及其基础应考虑开关操作力、短路 力、 不平衡张力 、地震荷载中 的 最大偶发荷载 与 静荷载 、 拉力荷载的同时作 用。 3.3.2 电气设备引线在正常运行和短路时的最大作用力不应大于电气设备端子 允 许的荷载。 3.3.3 屋外配电装置的导体、套管、绝缘子和金具应根据电站气象条件和不同受

19、 5 力状态进行力学计算，导体和绝缘子安全系数的最小值不应小于表 3.3.3 的规定。 表 3.3.3导体和绝缘子安全系数的最小值 类别 荷载长期作用时 荷载短时作用时 套管、支持绝缘子及其金具 2.5 1.67 悬式绝缘子及其金具 4 2.5 软导线 进线段、出线段及联络线 3.5 2.5 其他软导线 4 2.5 硬导体 2.0 1.67 注： 1 悬式绝缘子的安全系数系对应于 1h 机电试验荷载。若对应于破坏荷载，其 安全系数应分别取 5.3 和 3.3。 2 硬导体的安全系数对应于破坏应力。若对应于屈服点应力，其安全系数应分别取 1.6 和 1.4。 3.4 气候与环境条件要求 3.4.

20、1 高压电气设备 选择应满足 气温、风速、湿度、污秽、海拔、地震、覆冰 等使用条件 要求 。 3.4.2 高压电气设备的环境温度 的选择 宜符合表 3.4.2 的规定。 表 3.4.2 高压电气设备的环境温度 的选择 （ ） 类别 安装场所 环境温度 最高温度 最低温度 裸导体 屋外 最热月平均最高温度 屋内 该处通风设计温度 电气 设备 屋外 SF6 绝缘 设备 年最高温度 极端 最低温度 屋外 其他 年 最高 温度 年 最低温度 屋内电抗器 该处通风设计最高排风温度 屋内其他 该处通风设计温度 注： 1 年最高或最低温度 应 为一年中所测得的最高或最低温度的多年平均值。 2 最热月平均最高

21、温度为最热月每日最高温度的月平均值， 应 取多年平均值。 3 选择屋内裸导体及 屋内 其他电气设备的环境温度，若该处无通风设计温度资料时，可取最热月平均 6 最高温度加 5 。 3.4.3 周围环境温度低于 高压 电气设备的最低允许温度时 ，高压电气 设备应装 设加热装置 或采取保温措施 。 3.4.4 在积雪、覆冰严重地区， 高压电气 设备应采取防止冰雪引起事故的措 施。 3.4.5 周围环境空气温度高于 40 处的 高压 电气设备，其外绝缘在干燥状态下 的试验电压应乘以温度校正系数，温度校正系数 应按下式计算 ： )40(0033.01 TK t （ 3.4. 5） 式中： Kt温度校正系

22、数； T环境空气温度（ ）。 3.4.6 屋外配电装置电气设备选择时所用的最大风速 应符合 下列 规定： 1 500 kV、 750 kV 电压等级宜采用离地面 10 m 高、 50 年一遇的 10 min 平 均最大风速 。 2 330 kV 及以下电压等级可取离地面 10 m 高、 30 年一遇的 10 min 平均最 大风速 。 3 最大风速在导体和电气设备 距地高度超过 10 m 时 宜按导体和电气设备的 安装高度进行修正，可按 现行 行业 标准 电力工程气象勘测技术规程 DL/T 5158 中的相关公式修正。 4 最大风速超过 34m/s 时，户外 配电装置 布置应采取 相应 措施。

23、 3.4.7 高压电气设备使用环境的相对湿度 选择应满足下列要求： 1 当设置通风设施时，应按通风设计相对湿度选择 。 2 未设置通风设施时，高压电气设备使用环境的相对湿度应采用电厂当地 湿度最高月份的平均相对湿度。 3 洞内、地下及潮湿的湿度较高场所，高压电气设备使用环境的相对湿度 应采用该处实际相对湿度 。 4 无 相关 资料时，高压电气设备使用环境的相对湿度可取 95%。 3.4.8 高压 电气设备的抗震设计应符合现行国家标准电力设施抗震设计规范 GB 50260 的有关规定。 3.4.9 安装在海拔高于 1000 m 处的电气设备，其外绝缘耐受电压试验时，实际 7 施加到设备外绝缘的耐

24、受电压应乘以海拔修正系数 Ka， Ka 应 按下式计算： 1000q( )8150a e HK （ 3.4.9） 式中： Ka 海拔修正系数 H设备安装地点的海拔高度（ m）； q指数，取值应符合 现行国家标准绝缘配合 第 1 部分：原则、定义 和规则 GB/T 311.1 的有关规定。 3.4.10 现场污秽度等级的划分及统一爬电比距应 符合 现行国家标准污秽条件 下使用的高压绝缘子的选择和尺寸确定 第 1 部分：定义、信息和一般原则 GB/T 26218.1 的有关规定。 8 4 高压电气设备选择 4.1 导体 4.1.1 导体型式应根据电压等级、回路电流、电站环境条件、布置场地、安装 与

25、维护 、工程投资 等方面的要求 进行选择 。 4.1.2 发电机 电压 回路 母线 可采用 离相 封闭母线、 共箱 母线、 固体绝缘管型母 线、电缆、敞露母线， 型式选择应符合下列规定： 1 发电机 电压 回路 母线， 回路额定电流不大于 4000 A 时 可 选用共箱封闭母 线，布置场地狭小时也可选用固体绝缘管型母线 ； 回路额定电流大于 4000 A 时， 母线 宜选用全连式离相封闭母线 ； 回路额定电流不大于 6300 A， 且 布置场 地狭小时 母线 也可选用固体绝缘 管型 母线 。 2 灯泡式贯流机组 的 发电机 电压 主回路 母线可 采用电缆、共箱母线或固体 绝缘 管型 母线。 3

26、 发电机 电压 回路母线型式选择应与其他发电机电压设备方便连接。 4 发电机 电压 主回路 母线 采用电缆时，宜选用单芯、铜芯的交联聚乙烯电 缆，电缆缆芯与绝缘屏蔽或金属套之间的电压应采用 173%的回路工作相电压， 其他技术要求应 符合 现行国家标准电力工程电缆设计规程 GB 50217 的有关 规 定。 5 发电机电压回路母线采 用敞露母线 时 ， 4000 A 及以下可采用矩形母线， 4000 A 8000 A 可采用槽形 母线。 6 发电机 电压 分支回路母线宜采用与主回路相同型式的母线 。 4.1.3 110 kV 及以上高压配电装置导体可采用高压电缆、气体绝缘金属封闭输 电线路（

27、GIL）、管母线、软导线等 导体 型式 ； 线段、出线段、联络线在架空线 路难以实现的场所，经技术经济比较可采用高压电缆 、 GIL； 技术经济比较应 考虑导体载流量、土建结构、运行维护、投资等因素。 4.1.4 离相 封闭母线 的选择 应满足以下要求： 1 离相 封闭母线技术参数选择应符合现行国家标准金属封闭母线 GB/T 8349 的有关规定。 2 离相 封闭母线 可在 接头处或其他容易过热的部位，设置监测导体、接头 9 和外壳温度的测温装置。 3 离相 封闭母线与避雷器柜、电压互感器柜和中性点设备柜之间的连接应 通过绝缘套管或隔板，防止柜内故障波及母线。 4 离相 封闭母线外壳与除发电机

28、断路器 及 换 相 开关外的设备外壳间应采用 可拆卸连接，离相封闭母线外壳与设备外壳间应绝缘并隔振。 5 离相 封闭母线的长直线段、不同基础连接段及设备连接处等部位，应设 置热胀冷缩或基础沉降的补偿装置，其导体采用编织线铜辫、薄铝 、 铜叠片伸 缩节或其他等效连接方式，外壳采用橡胶 伸缩套、铝波纹管或其他等效连接方 式。 6 离相 封闭母线可在适当部位设置防结露装置 ， 自然冷却金属封闭母线， 应在户内外穿墙处设置密封绝缘套管或其他措施，防止外壳中户内、外空气对 流而产生结露。 7 离相 封闭母线应设置三相短路试验装置，其布置应方便发电机短路试 验。 8 全连式离相封闭母线 在 与除发电机断路

29、器外 的 其他设备连接处、三相短 路试验接头 的 外壳应设置短路板。 9 离相 封闭母线的外壳及支持结构的金属部分应可靠接地。 10 全连式离相封闭母线的外壳可采用 多 点或 一 点接地 ， 接地导线 应满足峰 值耐受电流和短时耐受电流的要求。 11 当母线通过短路电流时，外壳的感应电压不应超过 24 V。 4.1.5 共箱母线 的选择 应满足以下 规定 ： 1 共箱母线技术参数选择应符合现行国家标准金属封闭母线 GB/T 8349 的有关规定。 2 共箱母线应采用自然冷却的方式。 3 额定电流大于 2500 A 的 共箱母线宜采用铝外壳。 4 户外安装 的 共箱母线应能承受风、雨及日照，而不

30、影响母线的连续运 行 ； 外壳的任何部分不应积水，外壳应设置必要的滤网疏水泄放装置 。 5 共箱母线 外壳厚度不应小于 4 mm，外壳应有足够的强度，不应因安装误 差产生的应力引起变形。 10 6 共箱母线应能补偿导体及外壳因温度变化和基础差异沉降造成 50mm 以 内的不同沉降和位移 ， 共箱母线的直线段应 在 每隔 20m 左右及不同地基结构处 设置伸缩接头。 7 共箱母线外壳的可拆卸部分、罩盖及检查孔在户外的部分应设置橡胶密 封垫圈 。 当外壳或其支持结构由于振动、温度变化或短路电动力而导致位移 时，垫圈不应 被 移动或损坏 ， 密封垫圈应能长期使用而无需更换或调整。 8 共箱母线的外壳与设备的外壳应相互绝缘 并 采 用可拆连接。 4.1.6 固体绝