《橡胶工厂供配电设计规范》

总则1.0.1本条阐述了编制本规范的目的，规定了橡胶工厂供配电设计遵循的基本原则和应达到的基本要求。1.0.2本条规定了本规范的适用范围。1.0.3一个工厂的供配电系统如果没有一个全面的规划，往往造成资金浪费、能耗增加等不合理现象。因此，在供配电系统设计中，根据橡胶工厂特点、规模和发展规划，做到远近期结合，在满足近期使用要求的同时，兼顾未来发展的需要，应由供电部门与用户全面规划，判别供配电系统合理性。1.0.4节能是一项重要的国策,采用符合国家现行有关标准的高效节能的电气产品,不使用已被国家淘汰的耗能电气产品。此条规定的目的，在于强调设计中要从各方面积极采用和推广成熟、有效的节能措施，配合国家发展和改革委员会颁布的《节能中长期专项规划》的落实，努力降低电能消耗。另外合理采用分布式能源，促进绿色工业建筑的发展。1.0.5橡胶工厂供配电设计的范围广，有不少方面又与国家标准和其他行业标准交叉，或对专业性较强的内容未在本规范表述,为避免执行中可能出现的矛盾或误解，故作此规定。2术语2.0.5分布式电源主要是指布置在电力负荷附近，能源利用效率高并与环境兼容，可提供电的发电装置，如微型燃气轮机、太阳能光伏发电、燃料电池、风力发电和生物质能发电等。3用电负荷分级及供电要求3.1用电负荷分级3.1.2对于中断供电将会在经济上产生重大损失的用电负荷视为一级负荷。例如：使生产过程或生产装备处于不安全状态、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、生产企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等将在经济上造成重大损失，则其负荷特性为一级负荷。3.1.3中断供电使得主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复等将在经济上造成较大损失，则其负荷特性为二级负荷。例如：根据橡胶工厂的生产特点，在一般情况下，用电设备的短时间停电不致危机人员生命或损坏设备，但会造成一定数量的次品或废品及生产操作上的麻烦，如果停电时间过长，除停工减产外，卡在密炼机和挤出机等设备中的胶料就会焦烧，清除胶料困难，闷在硫化机中的产品就会变成废品或次品，生产规模越大，造成停工停产和废品、次品的损失就越大，因此，大、中型橡胶工厂的大部分主要生产设备为二级负荷，其中，硫化机、供硫化机用的动力水泵为较重要的二级负荷。3.2供电要求3.2.1由于二级负荷停电造成的损失较大，且二级负荷包括的范围也比一级负荷广，其供电方式的确定，如能根据供电费用及供配电系统停电几率所带来的停电损失等综合比较来确定是合理的。

对二级负荷的供电方式，因其停电影响还是比较大的，故宜由两回线路供电。两回线路与双重电源略有不同，二者都要求线路有两个独立部分，而双重电源还强调电源的相对独立。

只有当负荷较小或地区供电条件困难时，才允许由一回6kV及以上的专用架空线供电。这点主要考虑电缆发生故障后有时检查故障点和修复需时较长，而一般架空线路修复方便。当线路自配电所引出采用电缆线路时，应采用两回线路。3.2.3应急电源是与电网在电气上独立的各种电源，例如：蓄电池、柴油发电机等。UPS和EPS是指带蓄电池组的交流电源。供电网络中有效地独立于正常工作电源的专用的馈电线路是指保证两个供电线路不大可能同时中断供电的线路。3.2.4应急电源类型的选择，根据重要用电负荷的容量、允许中断供电的时间，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、无切换时间，对于直流电源供电，可由蓄电池装置作为应急电源。对于交流电源供电，允许停电时间为毫秒级，且容量不大，可采用带蓄电池的不间断供电装置；若有需要驱动的电动机负荷，且负荷不大，可以采用带蓄电池的静止型应急电源，负荷较大，允许停电时间为15s以上的可采用快速启动的发电机组，这是考虑快速启动的发电机组一般启动时间在10s以内。3.2.6备用电源与应急电源是两个完全不同用途的电源。备用电源是当正常电源断电时，由于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源；而应急电源，又称安全设施电源，是用作应急供电系统组成部分的电源，是为了人体的健康和安全，以及避免对环境或其他设备造成损失的电源。4供电系统4.1供电系统电压4.1.1工厂需要的用电容量大，供电电压等级应相应提高。选择供电电压等级和输送距离有关，也和供电线路的回路数有关。输送距离长，为降低线路电压损失，宜提高供电电压等级。供电线路的回路多，则每回路的送电容量相应减少，可以降低供电电压等级。用电设备特性，例如波动负荷大，宜由容量大的电网供电，也就是要提高供电电压的等级。还要看工厂所在地的电网提供什么电压方便和经济。4.1.3条文中的电压偏差允许值，外部电源系根据现行国家标准《电能质量供电电压偏差》GB/T12325的有关规定确定的；电动机系根据现行国家标准《供配电系统设计规范》GB50052的有关规定确定的；照明系根据现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034中的有关规定确定的。4.2供电系统电压调整4.2.1在供配电系统设计中，正确选择供电元件和系统结构，就可以在一定程度上减少电压偏差。

由于电网各点的电压水平高低不一，合理选择变压器的变比和电压分接头，即可将供配电系统的电压调整在合理的水平上，但这只能改变电压水平而不能缩小偏差范围。

供电元件的电压损失与其阻抗成正比，在技术经济合理时，减少变压级数，增加线路截面，采用电缆供电，或改变系统运行方式，可以减少电压损失，从而缩小电压偏差范围。

合理补偿无功功率可以缩小电压偏差范围。

在三相四线制中，如三相负荷分布不均(相线对中性线)，将产生零序电压，使零点移位，一相电压降低，另一相电压升高，增大了电压偏差。4.2.2波动负荷引起的电压波动和闪变对其他用电设备影响甚大，如照明闪烁，显像管图像变形，电动机转速不均，电子设备、自控设备或某些仪器工作不正常，从而影响正常生产，因而应积极采取措施加以限制。1、2这两款是考虑线路阻抗的作用。

3考虑变压器阻抗的作用。4采用动态补偿或调节装置，直接对波动电压和电压闪变进行动态补偿或调解，以达到快速改善电压的目的。4.2.3条文提出对降低电网电压正弦波形畸变率的措施，说明如下：

1总变（配）电站高压侧一般电压等级高、短路容量大，可承受非线性负荷的能力高。

2整流变压器的相数多，整流脉冲数也随之增多。也可由整流变压器二次侧的接线方式来增加整流脉冲数。例如：有一台整流变压器，二次侧有△和Y三相线圈各一组，各接三相桥式整流器，把这两个整流器的直流输出串联或并联(加平衡电抗)接到直流负荷，即可得到十二脉冲整流电路。整流脉冲数越高，次数低的谐波被削去，变压器一次谐波含量越小。例如：有两台Y／△·Y整流变压器，若将其中一台加移相线圈，使两台变压器的一次侧主线圈有15°相角差，两台的综合效应在理论上可大大改善向电力系统注入谐波。4.3供电系统接线4.3.1内桥接线适用于以后不再发展的变电站，大量石油化工企业生产实践证明其供电不可靠，故障率较高。外桥接线适用于变压器切换较频繁，主要为外电网服务，破坏了生产运行从上到下全分列运行的方式。故本条不建议桥形接线4.3.3根据橡胶工厂的特点，一级配电电压一般为6kV或10kV,同时，对于三绕组变压器，当某一级电压系统出现短路故障时，经常波及其他电压级系统，特别是在继电保护匹配不当，或很难协调时，将扩大故障范围。故本条不建议三绕组变压器。4.3.4变压器分列运行，限流效果显著，是现在广泛采用的限流措施。当不具备分列运行条件时，也可选择采用高阻抗低损耗变压器、在变压器回路中装设电抗器或分裂电抗器等方式。4.3.6本条为了保证每条生产线能获得独立地供电和运行。4.3.7本条主要是从安全方面考虑，使断路器在检修时能隔离电源，有明显的断开点。4.4供电系统接地方式4.4.1主变压器110kV侧中性点是否接地应由供电部门决定，但常有原设计未提出中性点接地要求，而供电系统投入运行后需增补中性点接地措施的情况。110kV接地开关虽然体积不大，但在未预留安装位置而需加装时比较困难，故变压器中性点装设隔离开关。4.4.2~4.4.4设计工厂6kV~66kV供电系统时，应根据应根据供电系统现时及今后的发展情况先行估算单相接地电容电流的大小，从而确定供电系统的接地方式。为限制弧光接地对供电系统及电气设备造成的危害，应采用技术先进、动作快速、安全可靠、价格合理的安全保护措施。4.5功率因数4.5.1根据国家电网[2004]435《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》规定，35kV~220kV变电站，在主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95,在低谷负荷时功率因数应不高于0.95.故规定功率因数值不低于0.95.4.5.2在工艺条件适宜时采用同步电动机是合适的，但是为了提高功率因数而将异步电动机改为同步电动机无论在经济上还是在技术上均不合适，因为其既加大了投资及损耗，同时使操作维护复杂化。4.5.3本条是考虑减少电容器故障率，以利于供电系统的安全运行。4.5.4本条是为了避免非同期冲击，在电容器补偿装置回路上严禁装设自动重合闸。4.5.5当电容器装置容量较大时，为便于调整电压，可以将电容器分组配置，但电容器分组容量的大小，应满足当投切电容器组时，系统电压的波动在允许范围之内及不发生谐振。4.5.6本条规定了装设串联电抗器的原则和作用，在母线上装设电容器后，容性阻抗有可能将原来在允许范围内高次谐波含量放大而超过允许值，故应在电容器回路装设串联电抗器。当采用串联电抗器后，应注意由此而应起的电容器端电压的升高。4.5.7限制并联电容器组串联段的并联容量，是抑制电容器故障爆破的重要措施,根据现行国家标准《标称电压1000V以上交流电力系统用并联电容器第3部分：并联电容器和并联电容器组的保护》GB/T11024.3－2019中第5.3.2条规定,当并联电容器容量增大时，一旦单台电容器出现短路故障，与之并联的电容器会通过此电容器放电，过大的放电能量会超出单台电容器耐爆能量极限值，此时会发生严重的爆炸事故，不仅会导致电容器损坏停运，甚至可能导致其他设备及人身伤害，由于并联电容器容量涉及设备安全运行，当前单台电容器耐爆能量一般为15kJ，故规定并联电容器容量限值。5总变（配）电站5.1站址选择和整体布局5.1.1总变（配）电站的设计应尽量减少占地面积、减少定员、精简管理。1总变（配）电站靠近负荷中心可减少线路损耗、电压损失；2本款为了总变（配）电站外部进线方便，且避免积水；3本款目的是尽量降低总变（配）电站环境的污秽等级，并具有较好气候环境和化学活性物质环境；4总变（配）电站的改扩建在所难免，其出口往往受到制约，成为瓶颈，也给安全运行带来隐患，故新建总变（配）电站需考虑线路的引入和引出的便利，并留有余量。5本款中“发展”是指配电装置的预留、“扩建”是指配电装置的建构筑物留出土建发展空间。5.1.2总变（配）电站的布置应综合考虑运行、检修、防火、竖向等方面因素。4总变（配）电站建构筑物防火间距见《火力发电厂与变电站设计防火标准》GB50229；6竖向应与工厂总平面的竖向相协调；7总变（配）电站内道路应根据建筑物布置，应满足变压器的运输、吊装、消防的要求，并应满足巡视、检修的使用要求,满足消防要求的主要道路宽度为4m,道路內缘的转弯半径一般不小于7m,巡视小道宽度为0.8m~1m。5.2主要电气设备的选择和选型5.2.1本条文指成套电气设备的选择，它与供电系统主接线及运行方式密切相关，应以主接线及运行方式、电气计算及校验为依据，短路参数应留有裕量。5.2.2工厂对供电系统可靠性的要求在很大程度上取决于电气设备的选型，在工程许可的情况下，尽可能采用技术先进、性能优良、目前市场主流品牌的产品。5.2.3目前35kV及以下断路器以真空断路器和SF6断路器为主，66kV及以上的断路器以SF6断路器为主。真空断路器和SF6断路器在技术性能及运行维护方面都比油断路器具有优势。虽然油断路器具有一定的价格优势，但由于技术性能差及运行维护不便等原因，近年来的工程设计已很少选用。从经济效益、安全角度出发，35kV及以下宜采用真空断路器，66kV及以上推荐采用SF6组合电器（GIS）.5.2.4总变（配）电站的主变压器的电源由工厂所属的区域变电站供电时，主变压器宜采用有载调压变压器。5.2.6对3—35kV的保护设备宜针对不同形式的操作过电压和不同的操作对象选用避雷器，保护电容器组产生的高频振荡过电压，当采用金属氧化物避雷器保护时，应按《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》GB/T50064规定的接线，重点保护电容器极间过电压。在开断高压感应电动机时，因断路器的截流、三相同时开断和高频重复重击穿等会产生过电压(后两种仅出现于真空断路器开断时)。过电压幅值与断路器熄弧性能、电动机和回路元件参数等有关。采用真空断路器截流值较高时，宜在断路器与电动机之间装设旋转电机金属氧化物避雷器。

66～110kV采用金属氧化锌避雷器已成为国内外公认的技术方向。在条件允许时，首先应选择无间隙金属氧化锌避雷器。5.2.7在电容电流变化较大的场所，采用自动跟踪动态补偿式消弧线圈，可以将电容电流补偿到残流很小，使瞬时性接地故障自动消除而不影响供电。所以在电容电流变化较大的场所，宜选用自动跟踪动态补偿式消弧线圈。消弧线圈可根据装设位置采用油浸式或干式。5.3配电装置的布置5.3.4配电装置布置应考虑对人身和设备安全。1对于3～35kV电压等级配电装置，因为成套式高压开关柜设备技术上已经成熟，工程中得到广泛应用，故推荐选用。5.3.5SF6在通常状态下是一种无色、无味、无嗅、无毒、不燃的气体，密度为6.139kg/m2(20℃时)，是空气的5.1倍，SF6在电气设备中经电晕、火花放电及大电流电弧的作用会产生有剧毒且有腐蚀性气体和固体分解物CuF2、AlF3粉末，它们的存在，不仅影响到电气设备的性能，而且危机设备运行检修人员的人身安全，故SF6配电装置户内布置时，宜设置在独立的房间内，不宜设置在控制室及其它有人员经常活动的的设施上方。5.4继电保护、自动装置及电气测量5.4.3为了便于实现高压进户断路器与母联断路器、分段断路器和配电断路器之间的选择性保护，避免因不当越级跳闸而造成的故障影响范围扩大化，进户断路器可以不设短路电流速断保护功能。5.5所用电和操作电源5.5.1站用变压器是供给总变（配）电站的操作、照明及其他动力用电的电源，应保证可靠供电。因此，总变（配）电站宜装设两台容量按全所计算负荷选择的站用变压器，以保证相互切换和轮换检修。5.5.6当总变（配）电站出现全站事故停电时，为满足查找故障和切换电源的需要，应对必要的信号及事故照明提供保证一定时间的所用电源，此时由蓄电池组供电。在事故放电末期，还应由蓄电池组提供合闸电源，以恢复交流供电。因而蓄电池组的容量应按事故停电期间的放电容量及事故放电末期最大冲击负荷确定。

有人值班总变（配）电站的事故停电时间参照发电厂的设计取值为1h,鉴于事故处理时间因素，无人值班总变（配）电站的事故停电时间适当放大至2h.5.6电力设备过电压保护5.6.4从电气设备安全角度，建议雷电过电压和内部过电压限制在3.5倍相电压水平以下，及相间过电压和相对地过电压限制在同一水平。6低压配电6.1配电线路的保护6.1.4配电线路采用的上下级保护电器应具有选择性动作。随着我国保护电器的性能不断提高，实现保护电器的上下级动作配合已具备一定条件。但考虑到低压配电系统量大面广，达到完善的选择