DL T 5153-2002(条文说明) 火力发电厂厂用电设计技术规定.pdf
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1、p DL 中华人民共和国电力行业标准DL/T 5153-2002 火力发电厂厂用电设计技术规定条文说明主编部门:国家电力公司华东电力设计院批准部门:国家经济贸易委员会f ,(咆片也i风刮2002北京目次1范围.150 2 引用标准.1513 总则.152 4 厂用电接线1544.1 厂用电电压1544.2 厂用电系统中性点的接地方式 154 4.3 厂用母线的接线方式.156 4.4 扩用工作电源 157 4.5 厂用备用、起动备用电源.158 4.6交流保安电源和不停电电源.161 4.7 厂用电负荷的连接和供电方式. 163 4.8 低压检修供电网络1685 厂用变压器和电抗器的选择及电动
2、机起动时的电压校验171 5.1 负荷计算.171 5.2 容量选择1725.3 电压调整1735.4 电动机正常起动时的电压校验 178 5.5 成组电动机自起动时厂用母线电压的校验.181 5.6 阻抗选择1826 厂用电动机.184 6.1 型式选择1846.2 电压选择和容量校验1857 短路电流计算及电器和导体的选择.192 7.1 高压厂用电系统短路电流计算. 192 7.2 高压厂用设备的选型199148 7.3 低压厂用电系统短路电流计算. 199 7.4 低压电器的选择 201 7.5 低压电器的组合. 206 8 厂用电气设备的布置.211 8.1 厂用配电装置的布置.21
3、1 8.2 厂用变压器及其他厂用电气设备布置.213 8.3 对建筑物的要求. 215 8.4 对通风的要求. 216 9 厂用电继电保护装置.217 9.1 厂用电继电保护的一般要求.217 9.2 中性点非直接接地的厂用电系统的单相接地保护. 218 9.3 厂用工作及备用电抗器回路的保护.223 9.4 高压厂用变压器的保护.223 9.5 低压厂用变压器的保护.225 9.6 高压厂用电动机的保护.226 9.7低压厂用电动机的保护.227 9.8厂用线路的保护 228 9.9 柴油发电机的保护22910 厂用电控制、信号、测量及自动装置.230 10.1 厂用电的控制和信号. 230
4、 10.2 厂用电气设备的测量仪表.233 10.3 厂用电的自动装置23410.4 柴油发电机的控制、信号、测量及自动装置.239 149 1范围10.1条系原规定第1.0.2条的修改条文,与DL5000-2000火力发电厂设计技术规程协调。1.0.2条系新增条文。对引进或国外工程项目设计(设备)可参照使用本规定。150 2引用标准2.0.12.0.11条系新增条文,主要引用了有关设计规范、规程、规定。151 3总则3.0.1条系原规定第1.0.1条修改条文。明确设计要达到“安全、可靠、经济适用、符合国情”的要求。3.0.2条系新增条文。3.0.3条系原规定第1.0.3条的补充条文,补充设计
5、厂用电率按一年估算。3.0.43.0.S条系原规定第1.0.41.0.5条的保留条文。3.0.4条按生产过程中的重要性对厂用负荷进行分类,并按习惯分为三类,I类负荷是指短时(手动切换恢复供电所需的时间)的停电可能影响人身或设备安全,使生产停顿或发电量大量下降的负荷,如给水泵、凝结水泵、送风机、引风机等;E类负荷是指允许短时停电,但停电时间过长时有可能损坏设备或影响正常生产的负荷,如输煤设备、工业水泵、疏水泵等;皿类负荷为长时间停电不会直接影响生产的负荷,如试验室和中心修配场的用电设备等。生产过程在发电厂中系指保证机组连续的生产出电能来。对于保证机组在事故情况下紧急安全停机的保安负荷,则另立条文
6、规定。3.0.S条不停电负荷的最大特点是供电的不间断性,包括机组从起动、运行到停役的全部过程。因此,要求电源具备快速切换的特性,切换时交流侧的断电时间要求小于5ms,其次是要求正常运行时不停电电源与电网隔离,并具有恒频恒压特性,以便减少干扰和保证测量的正确性。不停电负荷主要有电子计算机、热机检测、自动控制等。3.0.6条系原规定第1.0.6条的补充条文,补充“单元机组失去厂用电”的内容。保安负荷的最大特点,是在失去交流厂用电后保证机组安全152 停役。因此,对电源的要求是独立性,即电源不应受电网故障的影响。在正常运行时,可以由本机组的低压厂用变压器供电。失去厂用电后,可采用快速起动的柴油发电机
7、组供电。一般有20s左右的停电时间。必须注意,保安负荷仅限于机组的交流厂用电源突然全部消失后,保证机组安全停机,不致损坏设备,并能很快起动、恢复供电,而必须继续运行的负荷。因此不能将不属于此范畴的其他负荷列为保安负荷,以免不必要地增加保安电源的容量。发电厂中对保安负荷的分析见有关参考资料。3.0.7条系原规定第1.0.7条的保留条文。3.0.8条系新增条文。为确保厂用电系统的运行安全,参照DL/fS000-2000火力发电厂设计技术规程(以下简称大火规)第13.3.4条,作出了本规定。153 4厂用电接线4.1厂用电电压4.1.1条系原规定第2.1.1条的修改条文。按大火规13.3.1,明确6
8、00MW机组的高压厂用电电压。4.1.2条系原规定第2.1.2条的修改条文。按大火规13.3.1,为提高动力网络的供电可靠性及改善对主厂房照明供电的质量,延长灯具寿命,明确规定了200MW及以上的机组主厂房内的低压厂用电系统应采用动力和照明分开供电的方式。鉴于在火力发电系统中没有采用660V电压的实例,故本规定取消了660V的内容。但在具体工程中经过技术经济论证也可采用660V电压。4.2 厂用电系统中性点的接地方式4.2.1条系原规定第2.2.1条的修改条文。高压厂用电系统的中性点,国内过去都采用不接地的方式,国外有采用高电阻接地和低电阻接地的方式。高电阻接地的条件是使流过接地点的电阻性电流
9、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,但是它要使总的接地电流至少增大Ii倍。国外认为接地电流在15A以内时可以带接地点运行,在运行中找出接地点后设法消除之。当接地电流大于15A时,认为是不允许的,必须立即跳闸,切除接地点。超过lSA时,照美国依柏斯柯公司的做法,采用低电阻接地,使接地电流人为地增大到400AlSOOA,以提高接地保护的灵敏性和选择性。国内采用不接地方式,也具有丰富的运行经验,但接地电容电流都在lOA以内。至于超过lOA时,不接地方式的运行经验还很少。对于不接地系统,国内对单相间歇性电弧接地时过电压倍数的测试表明,一般为3倍左右,个别最大的可达
10、154 3.5倍。通过对中性点不接地的发电厂高压厂用电系统的抽样调查,在所调查的37次单相接地故障中有3次发展成相间短路,说明目前的高压厂用系统大多数是能承受这个过电压水平的。所以在本条中保留了不接地方式。相对于不接地方式而言,采用高阻接地后,可以使得系统的接地故障检测手段大为简单、可靠。另一方面,也可降低过电压水平,对减少单相接地发展成相间短路的机率有好处。所以把高电阻接地方式也列入规定。根据DlA00-1991继电保护和安全自动装置技术规程第2.12.3条规定:对电动机当“单相接地电流为lOA及以上时保护带时限动作于跳闸”。此时为了保护跳闸的可靠性,可适当增大一点电阻性接地电流,但不必增大
11、到400A1500A,以免使故障点损害加重。关于低电阻接地的电阻电流值有一种意见为“由于为瞬动跳闸,电流大一点对设备危害不大,但可保证继电保护动作的灵敏系数及可靠性,并能减少保护的动作死区”,在华东院吴泾八期2600MW工程(第一及第二台机组已在2000年、2001年4月正常运行)中取lOOOA;在华东院某几个300MW机组工程中,根据代表业主的国外咨询公司的意见只取几十安培;电力行业标准DL/f620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合第2.1条规定“低电阻接地系统,一般采用接地故障电流为lOOAlOOOA”。中性点接地方式选择中单相接地电容电流7A为一分界点其原因为:当采用高电阻接
12、地时单相接地电流为7fi,=9.9A,此时电动机回路可不跳闸;单相接地电容电流大于7A时高电阻接地、电动机回路单相接地(电流为lOA及以上)时仍要跳闸,故不宜采用高电阻接地。对“电感补偿并联电阻接地”的方式在SDGJ17-88版厂技规有专题报告及论证,既解决了降低过电压值又可使单相接地时不跳闸,其优点是很明显的,但由于无业绩在正文中取消了该内容,具体工程设计中可结合工程具体情况加以考虑。4.2.2条原规定2.2.2条的修改条文。为进一步提高主厂房供电可靠性,规定主厂房宜采用三相三155 线制,中性点经高电阻接地的方式。由于低压厂用电系统接地电容电流比较小,一般都在lA以内,所以单相接地时的检测
13、手段比较复杂。经高电阻接地后检测手段就大为简化。另一方面,不接地与高电阻接地比较,安全性也并不突出,只有当接地电容电流在34mA以内,才能使人体触及相线时承受的电压不超过65V,而一般的380V网络接地电容电流都要超过34mA。条文中还明确规定以三相三线制供电,考虑到中性点不接地或经高电阻接地系统为了获得220V相电压而采用三相四线制供电是不够安全的,因为一相接地时中性线对地电压上升为相电压,要影响安全用电。为了安全,三相四线制供电网络必须采用四极电器,四极电器的产品也不齐全。由于低压厂用电系统中熔断器的大量采用,为减少电动机因二相运行而烧坏的事故,并为提高运行可靠性,主厂房低压厂用电系统采用
14、高电阻接地方式是可取的。对于辅助厂房,负荷相对较小,较分散,为了供电简单方便,仍可采用动力与照明共用的中性点直接接地的方式。另外,照顾到过去的习惯,对于125MW及以下的机组,国内一般采用动力与照明混合供电的方式。所以补充了主厂房也可采用动力和照明网络共用的中性点直接接地方式。4.3 厂用母线的接线方式4.3.1条系原规定第2.3.1条的修改补充条文。按大火规13.3.16,取消了原规定中低压厂用母线,“但根据负荷特点和运行习惯,也可采用一段母线”的规定,即取消以前工程中曾用过的以隔离开关分为2个半段的接线,以提高运行安全可靠性。厂用电系统采用单母线接线的原因是突出简单可靠的要求,因为厂用母线
15、是按炉、机对应分段的原则设置的。母线检修可以结合机炉停运时进行,实践证明这种接线是可靠的。对于容量在400tlh及以上的锅炉,由于都具有双套辅机,考虑到这类机组容量较大,故障停机对电力系统的影响亦大。为156 使厂用母线发生故障也不致造成机组停运,所以每台锅炉应设置2段母线供电。同时,母线分为2段后,还可减小电源进线断路器的容量。4.3.2条系原规定第2.3.2条的修改条文。将原条文中300MW改为200MW,即将200MW机组也列人大机组范畴。本条文所称设立公用母线段明确为高压,并补充了一个条件,即“200MW及以上的机组”才考虑设立高压公用母线段。为了保证重要公用负荷的供电可靠性,相同的I
16、、H类电动机不能全部接于同一段母线上。为此,一般要设立2段公用母线段。200MW及以上的机组,当输煤等公用系统中高压电动机较多时,可考虑设立公用母线段。至于设立高压公用母线段的条件,应该由具体工程中根据公用的高压电动机多少而定。公用母线段的位置也不一定放在主厂房内,应根据供电经济性的原则确定其布置地点。供电电源可取自起动备用变压器,也可由第一单元机组或第一及第二单元机组的高压厂用工作变压器共同供电。4.3.3条系原规定2.3.3条的修改条文。由于本规定第4.1.2条规定,200MW及以上的机组,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。所以对主厂房内的照明独立供电的方式也要作出相
17、应规定。考虑到200MW及以上的机组厂用电单元性比较强,所以照明母线段也应每个单元机组设立1段,井有一台专用的照明变压器供电。由于照明母线段在单元机组停下后还是要供电的,所以规定了较为灵活的备用方式。为确保照明电源质量,以改善运行条件、延长灯具寿命,根据运行实绩,规定了“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”(目前可由上海鑫扬电器有限公司生产)。4.4 厂用工作电源4.4.1条系原规定第2.4.1条的保留条文。157 4.4.2条系原规定第2.4.2条的保留条文。4.4.3条系原规定第2.4.3条的补充条文。按S政过14-86导体和电器选择设计技术规定1.1.7,补充了“但断路器
18、的分断能力和动热稳定性,可按电抗器后面短路条件进行验算”。4.4.4条系原规定第2.4.4条的保留条文04.4.5条系原规定第2.4.5条的修改条文。200MW及300MW的机组,厂用负荷很大。为了减少2段厂用母线之间电动机反馈短路电流值,高压厂用工作电源宜采用分裂变压器的2个分裂绕组分别供给2段厂用母线。虽然采用2台双绕组变压器代替1台分裂变压器也能达到同样的目的,但是前者投资一般要增加,运行费用也高。另外,2台的故障率要高于1台,布置上占地也大,并且分裂变压器也有良好的运行业绩,所以推荐采用分裂变压器。对于600MW机组采用2种高压厂用电电压时,将有4段(每种电压2段)高压厂用母线,需要有
19、2台高压厂用工作变压器供电,此时以采用2台三绕组变压器分别供给每一种高压厂用电压的2段母线最为合理,它可以与机炉的双套辅机相对应,如1台三卷变压器损坏,只影响一套辅机运行。对于600MW机组采用一种高压厂用电电压时,也宜有4段高压厂用母线(主要为降低电源进线断路器的额定电流,以便采用自冷的电源进线开关柜,提高运行可靠性),分别由2台分裂(或2台双绕组)变压器供电;上海石洞口二厂(引进2600MW机组)将公用负荷及备用电动给水泵接于高压起动备用变压器,每台机组高压厂用工作变压器只用一台分裂变压器,故本规定补充了600MW机组“采用一台”高压厂用工作变压器的内容。4.5 厂用备用、起动备用电源4.
20、5.1条系原规定第2.5.1条的修改条文。将“低压中央屏”修改为明(即专用)备用动力中心、“低158 压动力中心”修改为低压暗(即互为)备用动力中心。以下简称明备用动力中心和暗备用动力中心。按3.0.4条对I类负荷所作的定义,设计时主要对单台I类辅机其备用电源应自动投入:本条所述“,暗(互为)备用的联络断路器应采用手动切换”主要考虑到接于暗备用PC的I类75kW及以上辅机,工程中绝大部分都为2套或3套,其中1套为备用,此时如1段暗备用PC失电后手动切换对机组及人身安全无影响;特殊情况下出现I类75kW及以上辅机只有1台时,则宜将电源断路器跨接于2段暗备用PC上。对暗备用PC和MCC接线中小于7
21、5kW辅机的接线见4.7.5条第2款。4.5.2条系原规定第2.5.2条的保留条文。200MW及以上机组通常采用发电机一一双绕组变压器组(发电机出口不装设断路器)的单元接线方式。因此,机组起动或停机时需要专用的电源,一般称为起动电源。为了充分利用起动电源,本条规定200MW及以上机组的厂用起动电源兼作厂用备用电源,条文中统称为“起动备用电源”。4.5.3条系原规定第2.5.3条中的修改补充条文。按大火规13.3.13,因涉及电缆投资、大大增加单相接地电容电流及是否带公用负荷等问题,对2台(组)高压厂用备用(起动备用)变压器(电抗器)间的连接问题不作规定。补充了对600MW机组高压厂用起动备用变
22、压器高压侧断路器及线路设置的规定。4.5.4条系原规定第2.5.4条中的修改条文。参照大火规13.3.15条的规定进行修改04.5.5条系原规定第2.5.5条的修改条文。在国家将逐步推行“广网分开、竞价上网”政策的情况下,备用电源的引接地点尚应考虑有关电力部门“是否对该备用电源按一般工业用户收取基本电费与电度电费”的因素,进行技术经济论证;初步调查国家还无明确规定、各地区也尚无统一政策。159 第4款中所称“两个相对独立的电源”,系指在继电保护正确动作情况下,任何地点发生单一故障时,都不会导致两个电源同时失掉。第5款是增加的,考虑到从220kV及以上直接接地的电力系统中引接的高压备用或起动备用
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