DL/T 5521-2016 火力发电厂变频调速系统设计导则

27.100

60

备案号：J23092017

中华人民共和国电力行业标准

55212016

火力发电厂变频调速系统设计导则

Guidefordesignofvariablefrequencycontrolsystemof

fossil-firedpowerplants

2016-12-05发布2017-05-01实施

国家能源局发布中华人民共和国电力行业标准

火力发电厂变频调速系统设计导则

Guidefordesignofvariablefrequencycontrolsystemof

fossil-firedowerlants

pp

/—

DLT55212016

主编部门：电力规划设计总院

批准部门：国家能源局

：

施行日期年月日

201751

中国计划出版社

北京

2016中华人民共和国电力行业标准

火力发电厂变频调速系统设计导则

/—

DLT55212016

☆

中国计划出版社出版发行

网址：

www.h

jp

地址：北京市西城区木樨地北里甲号国宏大厦座层

11C3

：：（）（）

邮政编码电话发行部

10003801063906433

北京市科星印刷有限责任公司印刷

/印张千字

850mm×1168mm1321.7541

年月第版年月第次印刷

201731201731

—

印数册

11500

☆

统一书号：·

1551820029

定价：元

17.00

版权所有侵权必究

侵权举报电话：（）

01063906404

，

如有印装质量问题请寄本社出版部调换国家能源局

公告

年第号

20169

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〔〕号）有关规定，

200952

经审查，国家能源局批准《煤层气集输设计规范》等项行业标

373

准，其中能源标准（）项、能源/石化标准（/）项、电

NB66NBSH29

（）、（），。

力标准项石油标准项现予以发布

DL111SY167

、、、

上述标准中煤层气生物液体燃料电力电器装备领域标准

由中国电力出版社出版发行，煤制燃料领域标准由化学工业出版

社出版发行，煤炭领域标准由煤炭工业出版社出版发行，石油天然

气领域标准由石油工业出版社出版发行，石化领域标准由中国石

化出版社出版发行，锅炉压力容器标准由新华出版社出版发行。

附件：行业标准目录

国家能源局

年月日

2016125

附件：

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

……

/

火力发电厂变频调

DLT

1702016-12-52017-5-1

—速系统设计导则

55212016

……前言

根据《国家发展和改革委员会关于印发年行业标准计划

2008

》（〔〕），

的通知发改办工业号的要求标准编制组经广泛

20081242

调查研究，认真总结火力发电厂变频调速系统设计工作经验，参考

有关国际标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本标准。

，，，

本标准主要技术内容是总则术语变频调速系统设计变频

调速系统设备选择，控制、保护与安全措施，变频调速系统设备布

置等。

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

工程顾问集团东北电力设计院有限公司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号邮政编码

65100120

、：

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东北电力设计院有限公司

主要起草人：季丽杰王喆刘丽影魏显安安力群

姚志国

主要审查人：徐剑浩张农李淑芳王宁姚雯

黄生睿张朝阳李国荣杜小军梁文军

沈云徐荥王彪陆建莺朱月涌

目次

总则…………………（）

11

术语…………………（）

22

变频调速系统设计………（）

33

一般规定………………（）

3.13

系统接线………………（）

3.23

…………（）

变频器性能指标

3.36

变频调速系统设备选择…………………（）

4

7

一般规定………………（）

4.17

变频器的选择……………（）

4.27

……………（）

电动机的选择

4.39

导体和电器的选择………（）

4.410

电缆的选择……………（）

4.510

、（）

控制保护与安全措施……

512

一般规定………………（）

5.112

控制……………………（）

5.212

保护……………………（）

5.313

………（）

电磁兼容与抗干扰

5.414

接地……………………（）

5.515

变频调速系统设备布置…………………（）

616

使用环境条件……………（）

6.116

………………（）

设备布置

6.216

附录变频调速系统对厂用电源谐波影响限制

A

的规定………………（）

17

··

1本标准用词说明………………（）

19

引用标准名录…………………（）

20

附：条文说明…………………（）

21

··

2Contents

………（）

1Generalrovisions1

p

……………………（）

2Terms2

…………（）

3Designforvariablefrequencycontrolsystem3

……（）

3.1Generalrequirements3

…………（）

3.2Sstemwirin3

yg

……………（）

3.3Performanceindexofvariablefreuencdrive6

qy

4Equipmentselectionofvariablefrequencycontrol

……………………（）

sstem

y7

……（）

4.1Generalreuirements7

q

………（）

4.2Variablefrequencydriveselection7

…………（）

4.3Motorselection9

……………（）

4.4Conductorandelectricaleuimentselection10

qp

…………（）

4.5Cableselection10

，（）

………………

5Controlprotectionandsafetymeasures12

……（）

5.1Generalrequirements12

…………………（）

5.2Control12

………………（）

5.3Protection13

………（）

5.4Electromagneticcompatibilityandanti-interference14

………………（）

5.5Groundin15

g

6Arranementoftheeuimentforvariablefreuenc

gqpqy

……………（）

controlsystem16

………………（）

6.1Environmentrequirements16

………………（）

6.2Arranementofeuiment16

gqp

AendixATherovisionofharmonicrestrictionsfor

ppp

··

3variablefrequencycontrolsystemonthe

………………（）

auxiliarypower17

…（）

Exlanationofwordininthisstandard19

pg

……（）

Listofuotedstandards20

q

：………（）

AdditionExplanationofprovisions21

··

4总则

1

为在设计中合理选用变频调速系统，提高能源利用效率，

1.0.1

实现辅机设备高效节能运行，制定本标准。

、

本标准适用于新建扩建或改建的火力发电厂电压等级为

1.0.2

及以下异步电动机变频调速系统设计。

10kV

变频调速系统设计不应影响机组运行的安全性，系统设备

1.0.3

、、、

选择应贯彻执行技术成熟性能可靠经济适用使用维护方便的

原则。

变频调速系统设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行

1.0.4

有关标准的规定。

··

1术语

2

变频调速系统

2.0.1variablefreuenccontrolsstem

qyy

采用变频器改变输出频率和输出电压控制交流异步电动机转

。

速的三相交流电气传动系统

变频调速系统按直接驱动电动机的额定电压等级分为高压变

频调速系统和低压变频调速系统。

变频器

2.0.2variablefreuencdrive

qy

利用电力电子器件的通断将工频电源转换为其他频率电源的

一种供电装置。

高压变频器

2.0.3hihvoltaevariablefreuencdrive

ggqy

。

用于驱动额定电压交流异步电动机的变频器

1kV～10kV

低压变频器

2.0.4lowvoltagevariablefrequencydrive

用于驱动额定电压以下交流异步电动机的通用或专用变频器。

1kV

“一拖一”方式

2.0.5one-onemodel

。

由一台变频器只为一台电动机供电的接线形式

“一拖二”方式

2.0.6one-twomodel

由一台变频器，通过设置和操作必要的开关设备，可为两台电

。

动机中任一台供电的接线形式

交直交

2.0.7acdcac

变频器的一种结构形式。其特征是将交流输入电源，经过整

流成为直流电，然后通过中间直流环节逆变成可变频率及电压的

。

交流电源的形式

交交

2.0.8acac

变频器的一种结构形式。其特征是将交流输入电源，无中间

，。

直流环节直接转成可变频率及电压的交流电源的形式

··

2变频调速系统设计

3

一般规定

3.1

变频调速系统应根据工艺负荷特性和运行工况进行设置。

3.1.1

《

变频调速系统基本结构和性能应符合现行国家标准调速

3.1.2

电气传动系统第部分：一般要求低压交流变频电气传动系

2

统额定值的规定》/和《调速电气传动系统第部

GBT12668.24

：

分一般要求交流电压以上但不超过的交流电气

1000V35kV

传动系统额定值的规定》/的有关规定。

GBT12668.4

高压变频调速系统可由下列部分组成：

3.1.3

主回路包括主电源开关、高压变频器及变压器等；

1

；

旁路回路包括旁路切换及操作设备

2

控制保护电路包括控制保护设备及其辅助设备；

3

异步电动机。

4

低压变频调速系统可由下列部分组成：

3.1.4

、；

主回路包括主电源开关低压变频器等

1

控制保护电路包括控制保护设备及其辅助设备；

2

异步电动机。

3

：

低压变频调速系统可设置下列设备

3.1.5

输入、输出谐波滤波器；

1

输入、输出电抗器或正弦滤波器；

2

输入功率因数补偿装置。

3

系统接线

3.2

高压变频调速系统接线设计宜符合下列规定：

3.2.1

“”（）。

连续运行无备用的负载宜采用一拖一方式图

13.2.1-1

··

3“”

图高压变频器一拖一方式

3.2.1-1

注：、、、指断路器或接触器。点划线框内表示变频器成套范围。

1AA1A2A3

、之间具有机械或电气闭锁。

2A2A3

两台互为备用的负载宜采用“一拖二”方式（图或

23.2.1-2

图），当需要时也可采用“一拖一”方式。

3.2.1-3

图高压变频器“一拖二”方式

3.2.1-2A

注：、、、、、、、指断路器或接触器。点划线框内表示变频器成套范围。

1AA1A2A3BB1B2B3

与、与、与具有机械或电气闭锁。

2A1B1A2A3B2B3

··

4图高压变频器“一拖二”方式

3.2.1-3B

注：、、、、指断路器或接触器。点划线框内表示变频器成套范围。

1ABCA1B1

与具有机械或电气闭锁。

2A1B1

三台且至少一台备用的负载宜根据变频器的设置数量采

3

：

用以下方式

）当设置一台变频器时，宜采用“一拖二”方式，当需要时也

1

可采用“一拖一”方式；

）当设置二台变频器时，一台变频器宜采用“一拖一”方式，

2

另一台变频器可采用“一拖二”方式。

，

高压变频调速系统宜设置工频旁路设施并宜符合下列

3.2.2

：

规定

采用“一拖一”方式时，其旁路回路宜采用手动切换

1

方式；

采用“一拖二”方式时，如条件允许，备用负载的旁路回路

2

可采用自动切换方式。

低压变频调速系统宜采用“一拖一”方式（图），可不

3.2.33.2.3

。

配置工频旁路

··

5“”

图低压变频器一拖一方式

3.2.3

变频器性能指标

3.3

变频器平均无故障时间（）不宜少于小时。

3.3.1MTBF50000

在输出额定电压、电流和负载功率因数不小于的运行条

3.3.20.80

件下，高压变频器效率不应小于，低压变频器效率不应小于。

95%96%

变频器功率因数在的额定转速内不宜小

3.3.320%～100%

于。

0.9

在整个输出频率调节范围内及各相负载对称情况下，变频

3.3.4

。

器输出三相线电压的不平衡度不应大于

5%

在正常使用条件下，在整个输出频率调节范围内及各相负

3.3.5

载对称情况下，高压变频器输出三相线电压变化率不应大于

/，低压变频器输出三相线电压变化率不应大于

1000Vs

μ

/。

1500Vs

μ

在整个频率调节范围内，被驱动电动机应能保持稳定运

3.3.6

行，在最高输出频率时，变频器的输出电流（功率）不应超过额定电

（）。

流功率的

110%

在输出频率调节范围内，高压变频器频率分辨率不宜大于

3.3.7

，低压变频器频率分辨率不应大于。

0.02Hz0.05Hz

在正常工作条件下，在距设备远、距地面高范

3.3.80.5m1.2m

，，

围内高压变频器及其所属部件运行发出的噪声不应大于

80dB

低压变频器及其所属部件运行发出的噪声不应大于。

70dB

··

6变频调速系统设备选择

4

一般规定

4.1

变频调速系统设备应满足电气设备使用条件和环境使用

4.1.1

。

条件要求

变频调速系统宜选择谐波电压和谐波电流低的变频器，变

4.1.2

频器对厂用母线的谐波影响限制量应符合本标准附录的规定，

A

，。

当谐波含量超出允许值时宜采取抑制和耐受措施

变频器的选择

4.2

变频器容量与负载电动机的额定容量应相匹配，并应同时

4.2.1

：

满足下列条件

变频器输出容量不宜小于电动机额定容量的倍；

11.1

变频器输出电流不应小于电动机额定电流，并宜考虑

2

的电流修正系数。

1.05～1.1

，

当具有下列工况或要求时变频器容量应按下列规定进行

4.2.2

修正：

变频器同时驱动多台电动机并列运行时，其容量不宜小于

1

；

同时运行的电动机容量之和

对于频繁启动、制动负载或重载启动负载，当其最大工作

2

电流超过变频器过载能力时，变频器输出电流应按最大工作电流

选择；

，

当电动机容量裕度偏大且负载容量尚留有裕度时变频器

3

容量可按负载轴功率折算至电动机输入功率选择，但变频器容量

不应小于电动机额定容量。

：

变频器电压值应按下列原则确定

4.2.3

··

7；

额定输入电压应采用厂用母线标称电压

1

输出电压不应小于电动机额定电压。

2

变频器额定输出电流应按本标准第条的规定选择，

4.2.44.2.1

：

并应符合下列规定

最小输出工作电流不应大于电动机最小转矩时的输出

1

电流；

最大输出电流不应小于电动机可能的最大运行转速电流。

2

变频器输出频率范围应满足工艺负载或电动机允许调速

4.2.5

范围要求。

变频器过载能力应满足在额定转速范围内，最大连续输出

4.2.6

，；

电流在额定电流时持续时间不应小于额定电

120%1min150%

流时，持续时间不应小于。

3s

变频器输出电压变化率不应对电动机绝缘产生损害，当输

4.2.7

出电压变化率超出本标准第条规定限制时，应设置滤波装

3.3.5

。

置或采取其他有效措施

变频器的控制方式应与工艺负载特性、电动机特性及其运

4.2.8

行工况相适应，并应符合下列规定：

二次方类负载宜选用电压频率比控制方式；

1

；

恒转矩类负载宜选用矢量控制方式或直接转矩控制方式

2

当一台变频器同时驱动多台电动机并列运行时，应选用电

3

压频率比控制方式。

高压变频器的选择除应符合本标准第条第

4.2.94.2.1～

条的规定外，还应符合下列规定：

4.2.8

宜采用交直交电压源型，也可采用交直交电流

1

源型；

；

宜采用脉冲及以上整流器结构

212

宜选择高高接线。

3

低压变频器宜采用交直交电压源型。

4.2.10

直接空冷系统轴流风机变频器的选择除应符合本标准第

4.2.11

··

8，

条第条和第条的规定外还应符合下列

4.2.1～4.2.84.2.10

规定：

宜选用适应正反转运行的变频器；

1

；

宜选用低噪声变频器和低噪声电动机

2

宜选用输入、输出谐波滤波器；

3

输出端宜配置正弦滤波器，也可采用电抗器；

4

当技术经济合理时，也可配置脉冲整流的低压变频器。

512

、。

为给煤机给粉机供电的变频器宜具备低电压穿越能力

4.2.12

变频器冷却方式应根据额定容量、使用环境条件等进行

4.2.13

合理选择。

、

当环境温度大于海拔高度超出或超过制造

4.2.1440℃1000m

厂规定的海拔高度值时，应考虑降额修正。变频器的降额修正系

数宜采用制造厂的推荐值。

电动机的选择

4.3

变频调速系统电动机的基本性能和技术要求应符合现行国

4.3.1

家标准《旋转电机定额和性能》、《轴中心高为及以

GB75556mm

上电机的机械振动振动的测量、评定及限值》、《旋转电

GB10068

：》、《

机噪声测定方法及限值第部分噪声限值变频

3GB10069.3

器供电的笼型感应电动机应用导则》/和现行行业标准

GBT20161

《火力发电厂厂用电设计技术规程》/的相关规定。

DLT5153

，

当采用变频专用电动机时电动机的性能和技术要求应符

4.3.2

合现行国家