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配电系统设计规范

时间:2010-09-29 来源:未知 编辑:电气自动化技术网 点击:次 字体设置:

中华人民共和国国家标准
配电系统设计规范
GB 50052-95
条文说明
主编单位:机械工业部第二设计研究院
第一章 总 则
第1.0.2条 由于当前一些工业用电负荷增大,有些企业内部设有110kV等级的变电所,甚至有些为220kV等级的。本规范为适应一般常用情况,特规定适用于110kV及以下电压等级的供配电系统。
第1.0.3条 一个地区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,应由供电部门与用电单位全面规划,从国家整体利益出发,判别供配电系统合理性。
第1.0.5条 根据原机械电子工业部及国家计委等部门的联合通知,要“鼓励推广节能机电产品和淘汰能耗高、落后的机电产品”,自1982年以来,已陆续推广和公布了十五批之多。并在通知中反复重申:“基本建设、技术改造项目和更新设备都应优先采用节能产品。设计部门在进行工程设计时仍采用国家已公布的淘汰产品的,一律视为劣质设计……”。
第二章 负荷分级及供电要求
第2.0.1条 电力负荷分级的意义,在于正确地反映它对供电可靠性要求的界限,以便恰当地选择符合我国实际水平的供电方式,满足我国四个现代化建设的需要,提高投资的效益。
区分电力负荷对供电可靠性要求,在于因停电在政治或经济上造成损失或影响的程度。损失越大,对供电可靠性的要求越高;损失越小,对供电可靠性的要求就越低。
条文中“重点企业”是指中央各部委指定的大型骨干企业(有些部门有重点企业名单)。
条文中“重要原料”是指比较稀缺的工农业原料。
条文中“长时间才能恢复”(或较长时间才能恢复)是指停电时间即使很短,但影响工作(或生产)的时间则较实际停电时间长很多。
由于各部门各行业的一级负荷、二级负荷很多、本规范只能对负荷分级作原则性规定,具体划分须由中央各部委分别在部委标准中规定(目前有些部已有规定)。
停电一般分为计划检修停电和事故停电两种,由于计划检修停电事先通知用电部门,故可采取措施避免损失或将损失减少至最低限度。条文中是按事故停电的损失来划分负荷等级的。
一级负荷中特别重要的负荷,在工业生产中如:正常电源中断时处理安全停产所必须的应急照明、通讯系统;保证安全停产的自动控制装置等。民用建筑中如:大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统;大型国际比赛场馆的记分系统以及监控系统等。
第2.0.2条 一级负荷的供电要求。
一、本款对一级负荷应由两个电源供电作了较明确的规定,即两个电源不能同时损坏,因为只有满足这个基本条件,才可能维持其中一个电源继续供电,这是必须满足的要求。
二、一级负荷中特别重要负荷的供电要求。
近年来供电系统的运行实践经验证明,从电力网引接两回路电源进线加备用自投(BZT)的供电方式,不能满足一级负荷中特别重要负荷对供电可靠性及连续性的要求,有的发生全部停电事故是由内部故障引起,有的是由电力网故障引起,因地区大电力网在主网电压上部是并网的,所以用电部门无论从电网取几回电源进线,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,可能引起全部电源进线同时失去电源,造成停电事故。当有自备发电站时,虽可利用低周解列措施,提高供电的可靠性,但运行经验证明,仍不能完全避免全部停电的事故发生。由于内部故障或继电保护的误动作交织在一起,造成自备电站电源和电网均不能向负荷供电,低周解列装置无法完全解决这个问题。因此,正常与电网并列运行的自备电站,一般不宜作为应急电源使用,对一级负荷中特别重要的负荷要由与电网不并列的、独立的应急电源供电。
工程设计中,对于其它专业提出的特别重要负荷,应仔细研究,凡能采取非电气保安措施者,应尽可能减少特别重要负荷的负荷量,需要双重保安措施者除外。
禁止应急电源与工作电源并列运行,目的在于防止电源故障时可能拖垮应急电源。旋转型不中断电源,采用平时原动机不工作,发电机挂在工作电源上作电动机运转的运行方式时,不能认为是并网,为了防止误并网,原动机的启动指令,必须由工作电源主开关的辅助接点发出。具有频率跟踪环节的静止型不间断电源,可与工作电源并列运行,实践证明是可靠的。
第2.0.3条 多年来实际运行经验表明,电气故障是无法限制在某个范围内部的,电力部门从未保证过供电不中断,即使供电中断也不罚款。因此,应急电源应是与电网在电气上独立的各式电源,例如:蓄电池、柴油发电机等。供电网络中有效地独立于正常电源的专用的馈电线路即是指保证两个供电线路不可能同时中断供电的线路。
第2.0.4条 应急电源类型的选择,应根据一级负荷中特别重要负荷的容量、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、投资较少,故凡允许停电时间为毫秒级,且容量不大的特别重要负荷,可采用直流电源者,应由蓄电池装置作为应急电源。若特别重要负荷要求交流电源供电,允许停电时间为毫秒级,且容量不大的,可采用静止型不间断供电装置。若特别重要负荷中有需驱动的电动机负荷,启动电流冲击负荷较大的,又允许停电时间为毫秒级,可采用机械贮能电机型不间断供电装置或柴油机不间断供电装置。若特别重要负荷中有需要驱动的电动机负荷,启动电流冲击负荷较大,但允许停电时间为15s以上的,可采用快速自启动的发电机组,这是考虑一般快速自启动的发电机组一般自启动时间为10s左右。对于带有自投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路,是考虑自投装置的动作时间,适用于允许中断供电时间大于自投装置的动作时间者。
大型企业中,往往同时使用几种应急电源,为了使各种应急电源密切配合,充分发挥作用,应急电源接线示例见图2.0.4(以蓄电池、不间断供电装置、柴油发电机同时使用为例)。

第2.0.6条 对于二级负荷,由于其停电造成的损失较大,且其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。目前条文中对二级负荷的供电要求是根据本规范的负荷分级原则和当前供电情况确定的。

对二级负荷的供电方式,因其停电影响还是比较大的,故应由两回路线路供电,供电变压器亦应有两台(两台变压器不一定在同一变电所)。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(此点和电缆的故障率无关)。当线路自配电所引出采用电缆线时,必须要采用两根电缆组成的电缆线路,其每根电缆应能承受的二级负荷为100%,且互为热备用。
线路常见不包括铁塔倾倒或龙卷风引起的极少见的故障。
第三章 电源及供电系统
第3.0.1条 电力系统所属大型电厂其单位功率的投资少,发电成本低,而用电单位一般的自备中小型电厂则相反,故只有在条文各款规定的情况下,才宜设置自备电源。
第一款对一级负荷中特别重要负荷的供电,是按本规范第2.0.2条第二款“尚应增设应急电源”的要求因而需要设置自备电源。为了保证一级负荷的供电条件也有需要设置自备电源的。
第二、四款设置自备电源需要经过技术经济比较后才定。
第三款设置自备电站的型式是一项挖掘工厂企业潜力,解决电力供需矛盾的技术措施。但各企业是否建自备电站,需经过全面技术经济比较决定。利用常年稳定的余热、压差、废气进行发电,技术经济指标优越,并能充分利用能源。
第3.0.2条 应急电源与正常电源之间必须采取可靠措施防止并列运行,目的在于保证应急电源的专用性,防止正常电源系统故障时应急电源向正常电源系统负荷送电而失去作用。例如应急电源原动机的启动命令必须由正常电源主开关的辅助接点发出,而不是由继电器的接点发出,因为继电器有可能误动作而造成与正常电源误并网。具有应急电源蓄电池组的静止不间断电源装置,其正常电源是经整流环节变为直流才与蓄电池组并列运行的,在对蓄电池组进行浮充储能的同时经逆变环节提供交流电源,当正常电源系统故障时,利用蓄电池组直流储能放电而自动经逆变环节不间断地提供交流电源,但由于整流环节的存在因而蓄电池组不会向正常电源进线侧反馈,也就保证了应急电源的专用性。
第3.0.3条 多年运行经验证明,变压器和线路都是可靠的供电元件,用电单位在一电源检修或事故的同时另一电源又发生事故的情况是极少的,而且这种事故往往都是由于误操作造成,在加强维护管理、健全必要的规章制度后是可以避免的。如果不着眼于维护水平的提高,只在供配电系统上层层保险,过多地建设电源线路和变电所,不但造成大量浪费而且事故也终难避免。
第3.0.4条 两回电源线路采用同级电压可以互相备用,提高设备利用率,如能满足一级和二级负荷用电要求时,亦可采用不同电压供电。
第3.0.5条 当有一级负荷的用电单位难以从地区电网取得第二电源而有可能从邻近单位取得第二电源时,经过协商并征得供电部门同意,宜就近取得第二电源,可以节省建设自备电站的投资。对一级负荷的用电单位,从邻近用电单位取得第二电源时,其要求应与第2.0.2条要求一样,不能降低。
第3.0.6条 一级和二级负荷在突然停电后将造成不同程度的严重损失。因此在作供配电系统设计时,当确定在事故情况下线路通过容量时,应能满足第2.0.2条和第2.0.5条规定的一级和二级负荷用电的要求。
第3.0.7条 如果供电系统结线复杂,配电层次过多,不仅管理不便,操作繁复,而且由于串联元件过多,因元件故障和操作错误而产生事故的可能性也随之增加。所以复杂的供电系统可靠性并不一定高,不受运行和维修人员的欢迎,配电级数过多,继电保护整定时限的级数也随之增多,而电力系统容许继电保护的时限级数对10kV来说正常也只限于两级,如配电级数出现三级,则中间一级势必要与下一级或上一级之间无选择性。
同一电压的配电级数为两级,例如由低压侧为10kV的总变电所或地区变电所配电至10kV配电所,再从该配电所以10kV配电给配电变压器,则认为10kV配电级数为两级。
第3.0.8条 配电系统采用放射式则供电可靠性高,便于管理,但线路和高压开关柜数量多。而如对辅助生产区,多属三级负荷,供电可靠性要求较低,可用树干式,线路数量少,投资也少。负荷较大的高层建筑,多属二级和一级负荷,可用分区树干式或环式,减少配电电缆线路和高压开关柜数量,从而相应少占电缆竖井和高压配电室的面积。住宅区多属三级负荷,也有高层二级和一级负荷,因此以树干式或环式为主,但根据线路走廊等情况也可用放射式。
第3.0.9条 将总变电所、配电所、变电所建在靠近负荷中心位置,可以节省线材、降低电能损耗,提高电压质量,这是供配电系统设计的一条重要原则。至于对负荷较大的大型建筑和高层建筑分散设置变电所,这也是将变电所建在靠近各自低压负荷中心位置的一种形式。郊区小化肥厂等用电单位,如用电负荷均为低压又较集中,当供电电压为35kV时可用35kV直降至220/380低压配电电压,这样既简化供配电系统,又节约投资和电能,提高电压质量。又如铁路的供电特点是用电点的负荷顽均为低压,小而集中,但用电点多而又远离,当高压配电电压为35kV时,各变电所亦可采用35kV直降至220/380V的低压配电系统。
第3.0.10条 一般动力和照明负荷是由同一台变压器供给,在节假日或周期性、季节性轻负荷时,将变压器退出运行并把所带负荷切换到其它变压器上,可以减少变压器的空载损耗。当变压器定期检修或故障时,可利用低压联络线来保证该变电所的检修照明及其所供的一部分负荷继续供电,从而提高了供电可靠性。
第3.0.11条 小负荷当在低压供电合理的情况下,其用电应由供电部门统一规划,尽量由公共的220/380V低压网络供电,使地区配电变压器和线路得到充分利用。
第四章 电压选择和电能质量
第4.0.1条 用电单位需要的功率大,供电电压应相应提高,这是一般规律。
选择供电电压和输送距离有关,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。还要看用电单位所在地点的电网提供什么电压方便和经济。所以,供电电压的选择,不易找出严格的规律,只能订原则。

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