HG T 20664-1999（条文说明） 化工企业供电设计技术规定.pdf

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1、化工企业供电设计技术规定HG/T 20664一1999条文说明1总则1.0.1 在工程建设中，国家的技术经济政策通常是由标准规范具体化后，再经设计等各个建设生产环节来实现。国标高于行业标准，而行业标准一般应比国标更具体，且技术要求不能低于国标。目前关于电气专业的声家标准规范和各行业的电气标准规范已很多，本规定力求符合国标，并概括有关供电的主要精神，原则上又不与其它行标冲突，再结合化工企业具有腐蚀、爆炸、易燃、污秽等特点，制定本规定。1. O. 2 本规定主要以大、中型以上化工企业或装置的供电设计范围为对象，包括6llOkV的变电所、配电装置及自备电站的一次部分。其它如低压配电系统，继电保护、防

2、雷接地.等均不在本规定的范围。但可能涉及与本技术规定相关的一些内容。本规定适用于化工、石油化工、橡胶、医药等化工行业。3 供电方案3.0.1 本条着重于解决好电网电源的引人方案:如引人线回路数量、电压等级、电源点数量、根据厂外线路走廊的方位，确定企业总变电所在总图中的合理位置等。本条的中心在于从总体上控制供电方案的水平，如设备的技术先进性水平，运行的安全可靠性，投资水平以及扩建发展的可能性等。合理选用技术含量高，又经过运行考验的电工产品来装备化工企业，是供电方案考虑中的一个重要方面，必需认真对待。近年来电工产品技术水平发展迅速，目前宜考虑选用以下一些新型电工产品。1.开关设备方面llOkV配电

3、装置，宜采用SF6组合电器。110kVSF6断路器的全封闭组合式电器设备37 (GIS)其断流原理先进，断流能力强，隔离密封性能好，且可在室内安装，完全避免了化工污秽的侵蚀，运行安全可靠，使用寿命长，结构紧凑，节约占地面积等，是较为理想的设备。635kV开关设备宜用无油化室内型五防手车开关柜，如真空断路器及SF6开关设备。但目前国产的635kVSF6开关还不完全成熟，引进的设备造价又太高，一般采用的还不多。故635kV真空断路器柜，是目前理想的技术先进的无油化产品，但必须对其操作(截流)过电压进行有效的保护。O.4kV开关设备宜采用抽屉式或设备抽出式固定式柜。自动开关宜采用无飞弧或短飞弧型，技

4、术上有需要时，可选用智能型。2.采用微机保护和监控系统，以提高企业技术和管理现代化水平，解决电气设计中的一些技术难点。如:(1)减少继电保护级差时间，利于大型化工联合企业多级变(配)电所的时限配合。(2)准确检测正常和故障状态时的各种信息。(3)电力供应不足时，能自动按周波减负荷。(4)按cosCQ/NCIDI203-01-04 一1997)中附录C化工建设项目大、中、小型划分标准如表4-60U-阳-阳单位万吨/年万吨/年另一些叫叫二川-型一下一下甲川UZHHb(4)原化工部第二设计院编制设计工时定额规定的企业规模见表4一7。口-阳-阳单位万吨/年万吨/年如一叫一叫一叫型一例一切中-m-t俨型

5、一丁一下-pb一川队4.1.5 关于有特殊供电要求的负荷化工企业均属化工反应的连续生产过程，由于化工产品的品种繁多，化学反应的性质差别又很大，因此突然停电引起的后果的严重程度也各不相同。若在正常工作电源停电时，有特殊供电要求的负荷用电设备又不能继续运转，其后果是最危险的，当化工反应过程中的物料为易燃、易爆或剧毒物质时，突然停电可能导致化学反应的温度和压力急剧上升或下降，引起爆炸、火灾或剧毒物质大量溢出，造成人身伤亡及设备严重损坏等重大事故。有特殊供电要求的负荷用电设备的作用，在于防止发生事故及安全停车，所以应从切断化工反应物料来源，中止化学反应、防止温度、压力剧变等方面去规定有特殊供电要求的负

6、荷。这种用电设备的另一个作用，在于一旦发生事故，需要迅速撤离人员，抢救设备。所以又从这一方面出发去规定有特殊供电要求的负荷化肥厂电力设计技术规定)(HG20540-92)的条文说明中，还对各个生产装置中的这种负荷名目，均列表予以具体示例。本规定对众多的化工产品难以做到这一点，只能规定出几种类型。4.2 一、二、三级负荷的供电要求4.2.1 对于一级负荷本规定中，提出由两个电源供电。由于国家和地区电网均在其主网级电压上并网，要求企业的一个引人电源发生故障另一个引人电源能保证可靠供电，是不严密的，且并非是任何情况下都有保证。所以本技术规定只要求采用两个电源供电，当为架空线路又不共杆敷设时，则能最大

7、限度地提高企业电源引人的供电可靠性。化工装置中，若一级负荷总量不大，例如，几十千瓦左右，可考虑并入应急电源系统供电，此时，应急电源可能增加少量投资，而使重大设备的安全得到可靠保证，是值得的。而且整个企44 业的供电电源可以不按一级负荷的供电要求考虑。4.2.2 二级负荷供电为双回电源线路，即可从一个地区变电站的不同母线段引接。考虑到电网薄弱的老少边贫地区，电源困难的实际情况，也可由一回专用线供电。而一些二级负荷的大型化工联合企业，产值大，若其所处地区电网强大，电摞点多，与企业距离又不远时，也宜考虑两个电源供电。4.2.3 工艺流程的缓冲设备，是指两段化工工艺流程中间设置的有相当能力的储存设备，

8、在一个工艺过程停车的情况下，另一工艺过程能在一定时间内继续维持正常生产。例如，天然气乙快气柜，维尼纶的PVC料仓、氮肥厂的氨球罐、天然气氯碱厂的盐酸散存槽等。均有若干天生产物料的储存能力。在考虑供配电时，要计及这种情况对接线方案的影响。可将缓冲设施前后的生产装置分开供电。4.3 有特殊供电要求负荷的供电4.3.1 多年来化工企业运行的实践经验证明，从电力网引接两回电源进线加BZT的供电方式，不能满足有特殊供电要求负荷对供电可靠性及连续性的要求。引进的13套30万吨/年大型合成氨厂，大都从电力网引进两回电源线，根据1976年5月1980年5月四年的事故统计，共发生全厂停电故障33次(包括三回电源

9、进线的大庆化肥厂和具有中型热电站向电网送电的泸州天然气化工厂在内)。此外，上海石化总厂、燕山石化总厂、齐鲁石化总厂、四川维尼纶厂等几个大型石油(天然气)化工联合企业，都有双回电源进线，且有自备热电站，据19741984年的事故统计，共发生全厂停电18次。在上述这50余次全厂停电事故中，由企业内部故障引起的在50%以上，由电力网造成的也不少。有的厂发生的全厂停电故障几乎全由内部故障引起，有的厂又几乎全由电力网故障造成。上海石化总厂三次全厂停电事故都是由内部故障造成的。四川化工厂1974-1979年10次全厂停电事故，9次是由电力网故障造成的，其中两次是电力网瓦解造成的。因为地区大电力网在主网级电

10、压上都是并网的，所以，化工企业无论从电网引取几回电源进线，也无法得到严格意义上的两个独立电源。因此，电力网的各种故障，都可能引起企业的全部电源进线同时失去电源，造成全厂停电事故。当有自备发电站时，虽可利用低周解列措施，大大提高企业的供电可靠性，但运行经验证明，仍不能完全避免全厂停电事故的发生。在国外也发生过大电网瓦解的故障。所以不能依靠并网的正常工作电源来保证有特殊供电要求负荷的供电可靠性，因此本规定提出，对这种负荷要由企业自行装设与电网不并列的、地理、能源、水源均独立的应急电源与正常工作电源组成的应急电源系统供电。引人应急电源系统的正常工作电源数量，随企业的正常工作电源回路数而定，通常由两个

11、正常工作电源和应急电源构成。也可由一个正常工作电源和应急电源构成应急电源系统。如下图:45 了6kV.，且EL? 保控护制电事化事革在电童荷自般般般般故工故动照动照照工照艺力明力明明DCS 明源控圄4-应急电源系统示例为了有效地防止应急电源与正常工作电源并列运行，凡、Kl、几开关之间，当只能设置电气联锁时，必须以工作电源进线凡、Kl开关的辅助接点进行联锁。凡有条件者，凡、凡、几开关之间应设机械联锁，同时设电气联锁。4.3.2 对主导专业提出的有特殊供电要求的负荷清单，需认真核查，凡能用非电气应急措施解决的，一定要提请主导专业解决，以免负荷量过大，而使应急电源发生困难或投资过大。4.3.3 6k

12、V级多台消防泵是经常遇到的高压大容量有特殊供电要求的负荷，为了减少应急电源的投资，宜部份采用柴油泵，若遇其它大容量的这种负荷，无论是他V还是低压电机均可同样处理。4.3.4 本规定中未列入旋转型不间断电源装置。因系老式，已被淘汰，不予列人，近年国际上出现了动态转子式旋转型不间断电源装置CSMG)，已进入市场，国内开始有销售，但价格比快速起动的同容量柴油发电机组贵810倍，故本规定中也未列入。4.3.5 应急电源类型的选择，应根据有特殊供电要求的负荷容量，允许中断供电时间以及要求的电源为交流或直流等条件来进行。由于蓄电池装置供电稳定、可靠、又无切换时间，且比另外两种不中断电源装置经济，故凡允许停

13、电时间为毫秒级，且容量又不大的有特殊供电要求的负荷，宜采用直流设备，由蓄电池装置供电。46 4. 3. 64. 3. 7 各生产装置一般均单独设置应急电惊设备，是考虑缩小应急电源设备本身故障时的影响范围。5 供电电源5.1 地区电源和电源进线5.1.1 化工企业是连续性生产的企业，突然停电经济损失很大，甚至可能造成爆炸、火灾和中毒等重大事故。从保证安全生产和安全停车出发，按企业性质、规模大小及电力系统情况，对供电电源作选择。一般电力系统供电，具有供电可靠、节能、效率高、电价较低、建设投资省、速度快、便于三废集中处理等优点，因此工作电源首先应考虑从地区电力系统中取得。5.1.2、5.1.3电源进

14、线投资主要取决于线路长度及线路走廊征地费，而导线截面稍大引起的投资变化所占比例甚小，因此本规定提出一回进线退出运行时，其余线路要能满足企业一二级负荷的需要。5.2 自备电站5.2.1 自备电站的建立，应有充分论证，尽可能利用工厂剩余能量，综合平衡，讲究经济实效，防止盲目上马。本节从电气设计合理性出发，提出了一些关于机组选型及容量选择的原则。这些条文不应硬性要求其它专业遵守，但是，是电气专业必须坚持的技术原则，一般情况下均应力争实现，在有矛盾时，应与其它专业充分协商解决。5.2.2 遵循以汽定电是企业综合利用热能，设置自备电站的基本前提，本规定采用这个过去一贯遵循的指导原则。以往设计中在运用这个

15、原则时，曾出现过把机组全部选型为背压机组。如有的化工企业，用电量总计约90MW，企业自备电站及装置自备发电机组，装机容量总计约lOOMW，全部选型为背压机组，实际运行情况是冬季热负荷最高，仅可发电40MW，而夏天热负荷低，仅发电20MW多，一旦电网电源进线故障，此已建的lOOMW装机容量的自备发电能力，仍无法维持全企业化工生产连续运行。而唯有其中一个分厂，因己预先取得了各种运行工况下本装置的热负荷及电负荷综合平衡，即使外电源中断供电，自备发电机仍然能维持稳定运行，保持了化工原料生产装置(乙烯)继续维持运行，使全厂恢复正常生产的时间大为缩短。而其它背压机组，在外电源瞬时中断供电时，也都停止发电，

16、造成除乙烯装置以外的化工装置全部被迫停车。由此可见，在目前电网比较缺电的情况下，根据以汽定电原则进行透平发电机组的选型时，不能单纯地考虑回收热能，而要考虑在不利运行工况下，自备电站也具有较大的稳定的发电能力，保证在电网电源中断时，尽可能使更多的化工装置保持连续生产。按以汽定电的原则确定的自备电站容量，在电网电源故障时，如其实际发电能力尚不能满足企业级负荷需要时，应根据技术经济比较结果，来确定是否需要适当放大自备电站发电能力。47 5.2.3 在某些边远地区或海岛上的新建化工联合企业，负荷很大，自备电站可能成为主力电源或唯一电源，此时不再遵从以汽定电的原则，而应以满足二级及以上生产负荷或全部负荷

17、的需要，同时满足对企业供热的需要为出发点，并以国家或地区计委的批文为依据。5.2.4 电力系统为保证电压质量，必须保证系统内无功功率平衡，为避免无功功率的长距离交换，向系统输出电力的自备电站不能只发有功电力，同时还要向系统输送无功电力。5.2.5 按稳定的最低热负荷选择背压机组容量，其余均选用抽汽凝汽机组。这个机组选型原则是1980年化工部电气中心站召开的化工供电会议纪要中提出的。按此选择机组虽然初次投资要比全部选为背压机组高一些，但可以取得长时期运行中的一些重大好处。其一是可以充分发挥机组的发电能力，不会出现某化工总厂那种长年有60%以上机组容量不能投入发电，而积压设备容量的现象;其二是在外

18、电源故障时，可以充分发挥自备电站的发电能力，保持较多的化工生产装置的连续运行。5.3 直流电源5.3.1 本条要求按操作电源、事故照明、仪表电源等不同性质的负荷，分别设置蓄电池装置供电，以满足各种不同负荷的技术要求。5.3.2 关于蓄电池选型zGNG型全烧结式或半烧结式高倍率铺镰电池，其放电倍率Kch=12-16(重要场所取KCh=12) 免维护铅酸蓄电池为中放电倍率Kch=3-4。可10-15年不需维护。免维护铅酸电池1000-2000Ah大容量设备均已供应市场。而玻璃缸开蔽式铅酸电池虽然Ah容量可以做得比较大，但因其在运行中有腐蚀性酸液漏滴，有爆炸性氢气排放，且维护管理工作量大，占地也大，

19、故本规定明确提出不再采用。关于铺镰蓄电池直流电源屏，目前生产厂家众多，产品质量参差不齐。有的厂质量差，产生爬碱、冒液、胀肚、大面积零电压及容量保持率低等问题，严重威协供电系统的安全运行。但有些厂已经解决了这些问题，而且取得了多个现场无故障运行4年以上的业绩，基本不需要维护。故对于冲击电流较大的场合可以选用免维铅酸电池或锚镰碱性电池。5.3.3 直流电源工作时间及蓄电池(Ah)容量选择。1.美国规程NEC700-6(a)规定:应急系统用的蓄电池，应能工作1.5小时以上，电压不低于87.5%UHo2.日本消防法规规定如表5-1。48 表5-1日本消防法规规定电吱应急电源专自备发电蓄电池使用时间用受

20、电设备设备设备mm 室内消火栓A 。30 洒水设备6 。30 水喷雾消防设备A 。30 泡沫消防设备A 。30 二氧化碳消防设备。60 卤化物消防设备。60 粉末消防设备。60 自动火警报警设备6 。10 事故报警设备A 。10 指示灯。20 排烟设备A 。30 事故插座A 。30 无线电通信辅助设备。30 注，0-表示适用的应急电源。A一一表示仅在建筑面积小于1000m2时适用的应急电源。3.日本建筑法规规定如表5-20表5-2日本建筑法规规定防火设备种类应急电源种类注1)使用时间口un排特别避难层附窒 30 烟特殊建筑物 30 设连接地下街各构筑物的地道 30 备事故电梯井筒 30 事故避

21、难层、特殊避难层 30(注2)照明特殊建筑物 30 装置连接地下街各构筑物的地道 30 事故电梯井筒 30(注2)事故人口指示灯(红色) 30 事故排水设备连接地下街各构筑物的地道 30分事故电梯 60(注目自动封闭的防火门 30 气闸 30 注1，蓄电池或自备发电装置或类似的装置。105内自动启动的发电装置，或455内自动启动的发电装置与容量为10min的蓄电池配合使用。蓄电池或类似装置。应急电源种类不规定。注2，若无标准又不明确，则采用行政领导指示的数值。49 4.国标(35110kV变电所设计规范)(GB50059-92)第3.3.4条规定蓄电池组的容量，应满足下列要求:(1)全所事故停

22、电1h的放电容量;(2)事故放电末期最大冲击负荷容量。小容量铺镰电池装置中的铺镰电池容量，应满足分闸、信号和继电保护的要求。5.行标民用建筑电气设计规范)(JGJ/T16-92)第10.6.5.1铺镰蓄电池按持续放电容量计算规定事故持续放电时间也)，一般取1h。上述表明，单独使用蓄电池作直流应急电源时，其工作时间:美国规程要求1.5小时;日本规程规定，对大多数情况要求0.5小时，而对消防及事故电梯这两项救灾及撤离人员的设施，则要求1小时;我国规程要求也为1小时，但化工企业运行中0.5小时巳能满足要求，故本规定采用O.5小时。此外，与柴油发电机配合使用的蓄电池，应考虑其起动失败的可能，仍以采用0

23、.5小时为宜。 铺镰蓄电池容量(A h)选择计算21.按持续负荷选择蓄电池容量C1:I十1.C，二三_:!_一t l;:;-Ku-K, ., (A. h) 式中C1一一供应持续用电负荷所需的蓄电池容量(A h); Ij一二经常直流负荷电流(A);1, -一事故时增加的负荷电流(A);t，一事故持续时间，取t，=0.5h;Ku一一浮充运行容量保持率O.850. 95; (5.3.3-1) K，一一事故放电后容量保持率，一般取民=0.25，(某些产品的铺镰电池在此条件下，可冲击放电50次)。2.按冲击放电电流选择蓄电池容量C2I二十I.+th气(A h) 式中Ich 一一冲击放电电流(A); 50

24、 Kch -一一蓄电池的放电倍率，取10;C2 -一冲击放电时所需的蓄电池容量(A h); Ij，I，、t，-一同前。 免维护铅酸电池容量(A h)选择计算21.按持续负荷选择蓄电池容量C1(5.3.3-2) 式中Ij 1，、t，-一同前;Ii十1，C,2TT -T -, TT t l :O-Kj K2 K3 Kj一-1小时率放出容量的百分数F(A h) (德国阳光牌电池Kj=0.6，日本汤浅牌电池Kj=0.68)K2 -一【寿命末期蓄电池容量衰减系数;(德国阳光牌A600系列免维电池之K2=0.的K3 -一-实际运行温度下，蓄电池能放出容量的百分数。(德国阳光牌A600系列免维电池之凡值见表

25、5-30)褒5-3K3值褒放电温度相对于20C时CU,CV) U.CV) 一20C38% 1.60 55% 1. 66 -10C 60% 1.62 72% 1. 68 。80% 1.64 85% 1. 72 十20CDIN 100% 1. 67 100% 1. 75 十30C103% 1.67 103% 1. 75 2.按冲击负荷选择蓄电池容量zI中I一半thC2二三舌一ts且、ch式中Ich 一-冲击放电电流CA);Kch 一一蓄电池的放电倍率取2.5-.，3;59% 74% 86% 100% 102% (A h) C2 一-冲击放电时所需的蓄电池容量(A h); Ij、1.、t，一一向前。

26、5.4 静止型不间断电源装置(UPS)U,CV) 1.72 1.73 1.75 1.77 1.77 61% 75% 87% 100% 102% 5.4.1 由于静止型不间断电源也使用蓄电池作接续能源，本条说明同5.3.3条。5.4.2 50毫秒主要是指继电器、电磁伐等的最小动作时间。(5.3.3-3) U,(V) 1.75 1.77 1. 79 1.80 1.80 (5.3.3-4) 由于负荷允许中断供电时间为50ms，UPS需设置静态开关，其切换时间为2-10ms即可。(若负荷允许中断供电时间为几毫秒者，可选用微秒级关断速度的开关元件。)静态开关尚应具备下述功能:1.当逆变器故障或需要检修时

27、，应及时切换到电网(备用)电源供电。2.当分支回路突然故障短路，电流超过预定值时，应自动切换到电网(备用)电源，以增加短路电流，使保护装置迅速动作，待切除故障后，再自动返回逆变器供电。51 3.若为带有频率跟踪的不间断电流装置，当电网频率波动或电压被动超过允许值时，应自动与电网解列。待频率与电压恢复正常时，再自动并网。5.4.3 本条强调要根据负荷提出的要求，来选择静止型不间断电源的参数及指标水平。5.5 应急电源用柴油发电机组5.5.1 应急电源用柴油发电机组处于冷备状态可以节约大量燃料油，因此要求运行维护人员要定期试运转，检验各系统的完好情况，以便在紧急故障时，能起到应急电源的作用。5.5

28、.2 一般快速起动的柴油发电机组起动时间可以小于10s，有的可达4-7s，保证值为10-5.5.3 一般处理紧急事故，实现化工装置安全停车，一个小时足够，若有需要运行更长时间的应急负荷时，柴油发电机组的运行时间应根据负荷的要求确定。5.5.6 发电机组的容量计算公式如下或1.按稳定负荷计算发电机容量:-a-EL KVAGl - m)忐叫II 式中Pm 一一起动容量最大的电动机或成组电动机的额定容量(kW);PI、可z、COSI-一同前;COS 一一电动机的起动功率因数，一般取O.的K -一电动机的起动倍数;C -一电动机起动方式确定的系数;直接起动:C=1.052 (5.5.6-1) (5.5

29、.6-2) Y一-!:-，起动，C=0.34电抗器起动250%抽头C=0.5 65%抽头C=0.65 80%抽头C=0.8 电抗自藕降压起动器:50%抽头C=0.25 65%抽头C=0.42 80%抽头C=0.64 P、鄂、cos.p同上。起动方式系数C所涉及到的电抗自藕降压起动器接线图如下:A B C A B C A 图5-1电动机自精降压起动B C 当(a)的接线完成加速后，如果象(b)那样把单卷变压器的中点打开，变压器线圈的一部分就起到电抗器的作用，从而限制电流，然后再将这个电抗部分短路一当成为(c)那样的接线，就给电动机加上全电压，用此方法起动，电动机端子不会从电源上断开，且无须担心大

30、电流的冲击。3.按起动电动机时母线容许电压降计算发电机容量:Sr.=工;. K C X a (土-1)也)cos.pn - H. - - - a E 式中Pn 一-一单台或成组起动的电动机总容量(kW);COS.pn-一单台或成组起动的电动机功率因素;X a一一发电机的暂态电抗，一般取0.25;(5.5.6-3) 53 t:.E一-应急负荷中心母线允许的瞬时电压降，一般t:.E取O.250. 3(有电梯时取0.2) ; K、C一-同前。注)，本式适用于柴油发电机与应急负荷中心距离很近的情况。4.柴油机容量计算:1.3民P. Pc=一-一:.:(hp)可】可s式中PC-一柴油发电机计算容量(hp

31、); PG-一发电机容量(kW);1/s-一发电机效率;弘一一机械传动效率，由联轴器直接藕合时为1.0。PG=SG口cost/G(kW)式中SG口一一为SGl、SG2、SG3中的最大者;cos620年M=1425年根据国外规定，50MW以上发电机的直馈引出线，应采用经隔离变压器保护的方案。为了限制电机侧传递过电压，可适当降低接地电阻以及采用快速开关，同时配以合适的避雷器，这样对于降低传递过电压幅值能起到有效的作用。由上表可见，原水电部过电压保护规程中，规定使用于旋转电机直馈线的电抗线圈的标准保护方案，可靠性已足够高了，多年实践经验证明，电抗线圈对旋转电机防雷是经济而有效的，具有重要意义。水电部

32、规程中规定电抗线圈可使用至12MW发电机，在少雷区则可使用到60MW。在唐山与连云港碱厂的自备电站中，多回发电机电压的架空直馈线路，均采用电抗线圈，经十多年运行，线路多次遭雷击，放电记录器动作，发电机均未受到损害。(两碱厂的自备发电机容量均为6MW+12MW)。电抗线圈可按下列参数计算后自制，一般直径300mm，长度400mm，30- 50臣，电感约100300微亨，大电机采用较小值。对于单机容量25MW的机组，其直馈线的防雷保护可采用在出线上装设普通限流电抗器与多组避雷器，并用长度大于等于150m电缆攒出后再上架空线的方案。过去对自备电站采用发电机电压直馈线的防雷方案有争议，故本条主要是针对

33、化工企业提出的。6.2.6 自用高压工作电源的引接，原则上摘自火力发电厂厂用电设计技术规定)(SDGJ17 -88)第2.4.1条。自用高压备用电源的引接，除参考火力发电厂厂用电设计技术规定)(SDGJ17-88)第2.5.5条及小型火力发电厂设计规范)(GB50049-94)12.2条外，还结合化工企业自备电站的接线调查汇总得出的。在这些自备电站中，具有发电机电压的母线上，一般接有馈出回路、输人电源回路或母线分段开关回路，可以利用主变压器从系统反馈取得厂用备用电源，或从另一段母线经分段开关取得电源，因此电源较全厂其它点更可靠，但若为单机元分段开关，也可从外系统电源处引接F无发电机电压母线的接

34、线，通常为发电机变压器组的单元接线或扩大单元接线，不宜从变压器的发电机电压侧引接，因单元故障将影响全厂备用电源，故只宜引作61 工作电源，此时备用电源从外系统电源引接较可靠。对于孤立电站，无法从外系统取得，只能从本厂内另一台机组的馈出线上取得。6.2.7 自用电接线应简单可靠，根据火力发电厂厂用电设计技术规定)CSDGJ17-88)第2.3.1条和(小型火力发电厂设计规范)(GB50049-94)第12.2.11条，均规定采用单母线接线，并推荐按炉分段。在化工企业的自备电站中，也多采用这类接线，经运行证明，这类接线是可靠的。为提高自用电可靠性，特别是具有双套设备供电的可靠性，可采用增设半段母线

35、的接线，在火力发电厂厂用电设计技术规定)(SDGJ17-88)第2.3.1条的说明和小型热电站实用设计手册第二十三章第一节中，均推荐这种半段母线的接线。化工企业的部分自备电站中，也采用这种接线。自备电站一般单机容量在50MW以下，高压公用负荷不多，如为此设置高压公用母线段，增大许多投资，也使接线复杂。此时，可采用将公用负荷分接在各段母线上的接线，(火力发电厂厂用电设计技术规定)CSDGJ17-88)第2.7.1条之三，也规定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。当低压公用负荷较多时，如果仍采用分接在各段母线上的接线，反而增加了该段母线的复杂性，使该段母线可靠

36、性下降F考虑到低压配电装置每回出线的投资比高压配电装置低得多，因此可以设置低压公用母线段。6.3 供电电压的选择与调整6.3.1 在计算线路输送能力时，可根据经济电流密度及最大允许电流初选导线截面积。在计算变压器对输送能力影响时，应包括变压器的功率损耗与电压损耗，以及变压器调压能力的影响。线路末端电压的高低，是衡量电能质量的重要标准之一。当末端电压升高或降低超过允许范围时，应根据超过的情况，确定是否需要采取调压措施和何种调压措施。因此，验算线路末端电压偏差(又称偏移)或电压损失是电网设计的必要步骤。按照国家标准，供电局供电额定电压元6kV电压级，除电厂直配线外，原有6kV应逐步过渡到标准额定电

37、压级上来。因此，在选用电力系统供电电压时，不宜选用6kV电压。但企业内配电电压不在此限。当两种电压在经济上相差不大时，对于同一负荷，其较高电压的方案具有能耗小，有色金属消艳小等优点，故在经济指标相差不多时，应首先考虑采用较高电压的方案。特别是对于他V与10kV方案选择时，一般应注意优先采用10kV配电。高压电动机采用10kV电压，在国外已很普遍。由于10kV电机可减少电机和配电系统能糙，减小电机与电缆有色金属消耗量，增大配电距离，因而在国内已有不少产品。但10kV电机目前未形成系列，且价格较6kV电机高。因此，在采用lOkV电机时，应在落实产品和资金允许等条件下，才优先采用。若自备电站的发电机

38、电压为他V，且具有6kV厂用馈出线，或化工厂具有较大容量与较多台数的6kV电机或用电设备，则应选用6kV作厂内配电电压。所谓6kV电机或其它用电设备较多，不仅包括容量较大与台数较多，而且包括他V减小的设备投资与增大的导线投资，对lOkV增大的设备投资与减小的导线投资的比例。当他V电动机占有较大的比例时，一般选用他V作为厂区配电电压是合理的。若厂内6kV电动机占全厂负荷较少时，究竟采用何种电压，62 应经技术经济比较确定，厂内没有6kV电机或其它设备时，为减少消耗，应选用10kV或35kV作为厂区配电电压。在厂区面积很大时，宜考虑35kV作为厂区配电电压使用。系统至化工企业的供电线路，或化工企业

39、内部的配电线路，其输送负荷量与采用电压等级、导线截面、输送距离有关。各级电压线路一般输送距离的范围如表6一2。表6-2各级电压线路送电距离范围电压(kV)电压(kV)送电距离(km)6 35 350 10 110 50150 在输送电压己选定的情况下，输送总容量和距离的关系可按下式估算:6kV: 10kV: 35kV: 式中S一一输送视在功率(MVA);L一一输送距离(km)。S. L=4.12 S. L=ll. 44 S.L=17.4 上式输送负荷矩值，是按以下假设条件计算得出的:(6.3.1-1) (6.3.1-2) (6.3.1一3)输送负荷cos=O.9;允许线路电压损失为额定的5%;

40、610kV线路采用LJ-120导线Ro = O. 2710jkm. Xo = O. 3430jkm、35kV线路采用LGJ- 95 Ro= O. 170jkm.Xo= 0.380jkm。若采用铜芯电缆，上面负荷矩值可增大约50%。在送电距离已经确定的情况下，根据负荷矩的公式，可以估算出可能输送的电力最大容量。610jO. 4kV变压器最大制造容量2500kVA.车间采用2台变压器，一般负荷量不会超过5000kVA。如果距离超过3km.负荷达5000kVA.则负荷矩达15MVA-km。按照各电压级允许的输送负荷矩计算式，显然超过了610kV最大负荷矩值，故应采用35kV配电。6.3.2 当需从自

41、备电站的发电机电压母线上配出馈线时，为使化工厂厂区电压等级不要太多，应尽量使发电机电压与厂区配电网络一致。对于发电机与变压器结成单元，且有自用分支结线的场合，通常扩建困难，不会再接出发电机馈线。这时，一般应选用低一级电压，以降低发电机绝缘造价。但对50MW以上容量机组，由于电流较大，有时采用高一级电压是合理的。6.3.3 化工装置自备发电机组通常均直接联至化工装置的配电母线上，因此要采用与配电母线电压相同的电压等级。6.3.4 由于事故发电机容量都不大，且供380V特殊供电要求负荷，故发电机额定电压采用400V.可直接与380V母线切换以供特殊供电要求的负荷。6.3.5 当运行电压与额定值不等

42、时，用电设备运行指标变坏，因此必须规定用电设备端的允许电压偏差(又称偏移)值。不同规定中，对电力系统送到工厂总变配电所端部的电压允许偏差(偏移)值如表6-30 63 褒6-3备规定的电压允许偏差比较LJ 全国供用电规则(83年国家经委)电能质量一一供电电压允许偏差(GB 123、25-90)国标35kV及以上6-10kV 380V 220V照明士5%:1: 7% 土7%+5% -10% 土10%士7%士7%+7% -10% 由上可见，国标规定值较全国供电规则值有所放大。以减少系统调压的投资。在这些电源电压变动幅度下，加上工厂内部负荷的变化和内部变配电网络的电压损失，送到用电设备端部的电压偏差(

43、偏移值更大。我国用电设备制造标准规定的电压允许偏差(偏移)值如表6-4:电动机士5%襄6-4电气设备制造的允许电压偏差值电力电容器|一般整流椿|电梯士5%士5%-10%士7%照明+5%一2.5%-10%在电机基本技术要求)(GB755-81)第4.1条规定电动机当电源电压(如为交流电源时，频率为定额与额定值的偏差不超过士5%时，输出功率仍能维持额定值。在发电厂厂用电动机运行规程第26条规定:电动机在额定电压变动+10%至一5%内，额定出力不变。其正偏差(偏移)较制造规定有所放大，这是由于发电机额定电压本身就比系统额定电压高十5%的原因，故提出此要求。事实上，电动机在+10%电压偏差(偏移)下仍

44、可运行，对性能影响不大。对少数不常起动或距离较远等特殊情况，允许电压偏差(偏移)可适当加大，在工业与民用配电设计手册)(第二版第六章第二节中和钢铁企业电力设计参考资料第五章第5节之三中，均规定特殊或事故情况下，允许电压偏差(偏移)为一10%10%。总变配电所受电端部的供电允许电压偏差偏移)和厂内用电设备端部的受电允许电压偏差，与厂外供电线路及厂内配电网络的电压损失有关。对610kV配电线路网络，若电压损失计算未超过允许值，可不再核算电压偏差，但若超过允许电压损失，即使超过不多，也应按电压偏差计算J对于35kV及以上电网，由于情况复杂，一般按电压偏差计算。各级电压的允许电压损失范围如下:厂内低压

45、电网络3%5% 635kV供电线路一正常情况4%7% 一事故情况10%12% 635kV配电网蟠一正常情况3%6% 一事故情况6%12% llO220kV区域电网一正常情况10% 64 一事故情况15% 减小线路与网络中的电压损失，对控制电压偏差有重要的作用。故应首先计算线路或网络中各段电压损失，在选择变压器分接头之后，再算出最大与最小负荷时的电压偏差。当然电力系统的供电电压偏差，应按供电部门提供的实际值进行计算。工厂企业内部电网，在采取逆调压等措施后，如果能将内部电网母线上的电压(偏移调节到额定电压值(即:J:o%)，那么，内部电网的变配电所出口至各用电设备端部之间的允许电压偏差范围，在正常

46、运行情况下，最大不应超过用电设备的制造允许范围。我国目前电气设备的制造，大都依据允许电压偏差为额定电压的:J:5%作基础，再按照投资和重要性略有变化。为了保证用电设备的电压偏差不致过大，并控制工厂内部网络的电压损失，故规定厂内网络的各车间变配电所受电端的电压偏差范围在正常运行时不超过士5%。对照明的电压偏差，在工业企业照明设计标准)(GB50034-92)中第7.O. 1条，有不宜高于其额定电压的105%.不宜低于一95%的规定，而元对控制室等视觉精度要求较高场所的规定P在火力发电厂和变电所照明设计技术规定)(SDGJ56-83)(试行)第7.1.2条中，对视觉要求较高的室内照明，如主控制室、

47、主厂房、生产办公楼等，要求电压的偏移，不应高于额定电压的105%，也不宜低于其额定电压.97.5%;(工业与民用配电设计手册)(第二版)表6-3中，对视觉要求较高场所也规定为+5-2.5。受电端电压偏差不能满足要求时，应采取调整电压的措施。主变参数的选择是影响电压偏差(偏移)的重要条件，采用不同变比及阻抗将直接影响输出电压高低和损耗。变压器分接头的选择是调压的最便宜方法。当电压偏差较大，借用其它方法不能调压至要求范围时，可选用有载调压变压器。近年来，电力系统的110kV区域变电所，一般设有有载调压变压器。当110kV变电所的降压变压器直接向35kV、10kV或6kV电网送电时;或35kV降压变

48、压器直接向10kV、6kV或0.38kV供电时，若其电压偏差不能满足要求，均应采用有载调压。由于在35kV及以上的变压器已采用有载调压变压器，其逆调压能力通常都能满足下一级低压电压的要求。为减少投资和减小分接开关的故障，因此10kV、6kV配电变压器不宜采用有载调压变压器。关于这一点，在供配电系统设计规范)(GB50052-95)第4.O. 7、4.O. 8条也有类似规定。当然若电压偏差(偏移)仍不能满足要求时，也可采用有载调压变压器，例如自备电站的自用备用变压器等。正确设计供配电网络，是改善电压的主要措施。例如，尽可能采用较高配电电压，减少变压级次;减少系统阻抗，采用多回路并联导线代替一根大截面导线;将动力与照明变压器分开设置等，以降低电网与变压器的电压损失。使三相负荷尽可能平衡。此外，还应将变电所设置于负荷中心的位置。对自备电站及装置自备发电机，可用改变发电机端电压的方式以调整供电系统电压，进行逆调压，特别是在发电机容量较大时更有效。采用空运转的同步电动机调压(同步补偿机调压)，对具有备用同步电动机的化工厂是可以采用的，采用同步调相机进行无功分配也是一种调压方式，但由于价格很贵，故化工厂一般不采用。用并联电容提高电压时，特别是在元功不足情况下，最为有效。并联电容器的方案包括可调动态元功的自动静止补偿装置一一即由电容器与可调电感等组成，能自动跟踪无功波动。当负载