GB50056-93 电热设备电力装置设计规范.pdf

工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 中华人民共和国国家标准 电热设备电力装置设计规范 发布实施 国 家 技 术 监 督 局 中华人民共和国建设部 联合发布 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 中华人民共和国国家标准 电热设备电力装置设计规范 主编部门中华人民共和国机械工业部 批准部门中 华 人 民共 和 国 建 设 部 施行日期年月日 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 关于发布国家标准电热设备电力 装置设计规范的通知 建标号 根据国家计委计综号文的要求由原机械电子工 业部会同有关部门共同修订的 电热设备电力装置设计规范已 经有关部门会审现批准电热设备电力装置设计规范 为强制性国家标准 自一九九四年二月一日起施行 原国家标准电热设备电力装置设计规范同时废止 本规范由机械工业部负责管理其具体解释等工作由机械部 设计研究院负责出版发行由建设部标准定额研究所负责组织 中华人民共和国建设部 一九九三年七月五日 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 修订说明 本规范是根据国家计划委员会计综号文的要求 由我部负责主编具体由我部设计研究院任主编单位组织修订 组对原规范修订编制而成 在修订编制本规范过程中 修订组进行了大量的调查研究 试 验验证并广泛向全国有关单位和个人征求意见和函审最后由 我部会同有关部门审查定稿 本规范共分七章和二个附录 主要内容有总则 基本规定 电 弧炉矿热炉和工频中频高频感应电热装置以及电阻炉的主 电路系统设备选择和布置保护控制信号和测量等 在本规范执行过程中如发现需要修改或补充之处请将意 见及有关资料寄交机械工业部设计研究院北京王府井大街 号邮政编码以便今后修订时参考 机械工业部 年月 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 目录 第一章总则 第二章基 本 规 定 第三章电弧炉和矿热炉装置 第一节电炉装置的主电路系统 第二节保护控制信号和测量 第三节电力设备的布置 第四节短网 第五节电磁搅拌装置 第六节炉外精炼装置 第四章工频感应电热装置 第五章中频感应电热装置 第六章高频感应电热装置 第七章电阻炉 附录一名 词 解 释 附录二本规范用词说明 附 加 说 明 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第一章总则 第条为使电热设备电力装置 以下简称电热装置 的 设计执行国家的技术经济政策做到技术先进安全可靠节约 电能经济合理便于维修制订本规范 第条本规范适用于新建的电弧炉矿热炉感应电 炉感应加热器和电阻炉等电热装置的设计 第条电热装置的设计除应遵守本规范的规定外尚 应符合国家现行有关标准规范的规定 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第二章基 本 规 定 第条电热装置宜属于二级或三级负荷当事故停电 将在国民经济上造成重大损失的多台大型电热装置宜属于一级负 荷 电热装置的辅助设备的负荷等级应根据事故停电所造成损失 或影响的程度确定 第条电热装置的变压器变频或变流装置与电炉或 加热器的距离应小但应便于操作维护和检修 第条电热装置应设置能满足维修安全和正确操作要 求的联锁装置 第条电热装置的继电保护装置测量仪表控制电 器和导线的设置应便于操作监视和维修并应避免受热受 潮受电磁感应受撞击和积聚灰尘 第条高频中频电流或工频大电流导体的截面选 择和布置应减少由于集肤效应和邻扰效应所引起的导体中电流 的不均匀分布 第条电热装置导体的支架保护遮板套管铠装 紧固件和邻近的金属部件的设置和材料的选择当在频率较高或 电流较大时应减小感应发热的影响 第条电热装置短网的配置应做到电阻和电抗较小 并应使三相阻抗平衡 第条单台功率等于或大于的电热装置 当其 自然功率因数较低时应装设单独的无功功率补偿装置若经技 术经济比较采用集中补偿有利时或当工厂 车间无功功率富裕时 可不装设单独的补偿装置 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第条电热装置的无功功率补偿装置采用电力电容器 时其性能的选择和接线方式应计入无功负荷的变化和高次谐波 的影响 第条电热装置宜采用闭路冷却 在闭路系统中不得 产生气泡 第条电热装置冷却水系统的设置 应便于监视其工 作状况并应根据需要装设水温水压流量等信号和保护装置 必要时应采取分断电热装置的电源等安全措施 第条连接水冷工频导体与金属给排水管间的绝缘 水管其内径和长度的选择应使每根绝缘水管内水的泄漏电流 不超过或采取其他安全措施 第条多台单相电热装置应均匀地接在三相电路上 第条单相电热装置的容量较大时 应验算电热装置 引起的负序电流和负序电压对电网的影响当超过现行国家标准 的允许值时应将单相负荷连接到更大短路容量的电网点或设置 相平衡装置当在运行过程中不经常产生不平衡时应装设三相 电网间可切换单相负荷的切换电器当工艺过程允许采用直流加 热时可将单相负荷由三相交流整流后以直流供电 第条不平衡电流较大的电热装置或单相电热负荷 较多的变配电所应设监视负序电流的仪表 第条电热装置的电力负荷引起公用电网电压波形 的非正弦畸变不应超过现行国家标准的要求 当不能满足要求时 应采取装设谐波过滤装置等措施 第条在变压器室地面上以下的电炉变压器 的四周突出部分与变压器室内墙之间的最小距离应符合表 的规定 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 电炉变压器与室内墙之间的最小距离表 电炉变压器容量 前面墙靠电炉 侧墙和后墙 第条电热装置中母线或母线组的绝缘支持物和母 线间的衬垫在小于的直流或交流工频低频和中频的电路 中可采用绝缘浸渍处理的石棉水泥板块当电压小于 时亦可采用浸渍处理在干燥油中浸渍的木材当电压大于 小于时应采用电胶木玻璃纤维板或耐热塑胶具 有迅速变化冲击负荷电炉的绝缘支持物 夹紧块衬垫应采用耐 震材料 电压大于和等于应采用瓷或玻璃制成的支柱绝缘子 当工频电流大于和等于和中频高频任何电流值时绝缘 子的附件应采用铝材 当用铝屏蔽保护或由少磁性生铁制造时 绝 缘子的附件可采用铸铁 母线组夹紧的金属部件当工频电流大于和等于和中 频 高频任何电流值时 宜采用由非磁性钢板制成弯形侧面的 型截面或焊接侧面和硅铝合金部件但重型多片母线组除外 大电流母线的紧固件宜采用非磁性的铬镍铜锌或其他合金 制成的螺栓和双头螺栓 第条电热装置变压器二次侧导体母线组不同极 不 同相母线间的绝缘电阻应满足产品要求当产品要求未规定绝 缘电阻值时母线组不同极不同相母线间的绝缘电阻应符合 表的规定 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 母线组不同极不同相母线间的绝缘电阻表 功率 电压 注绝缘电阻采用电压为的兆欧表并断开导电体与变压器变频机开关设备电 阻炉加热元件等的出线端提起电炉电极以及拆开水冷系统软管后测量 第条交流或直流二次硬导体的不同极 不同相 母 线间的最小净距应符合表的规定 第条电热装置需要在距安装地面及以上高度 进行维护的部分应设置有保护栏和固定梯的平台不得采用活 动式梯在维护人员可能触及装置带电部分的区域内平台护 栏和梯应采用难燃烧材料工作平台的走道板应有阻燃的绝缘材 料的覆盖物 第条电热设备液压系统的蓄势泵和充油装置 当其 油量及以上时应设置事故排油设施 第条对危及工作人员安全或电热装置正常运行的 静电荷应采取接地屏蔽或提供足够距离等抑制措施 中国建筑资讯网 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 二次硬导体母线间最小净距表 导体装设 场所 直流交流 干燥无尘 干燥无尘 注上表系指母线高为以下当高于此值时最小净距应增加 多尘系指非导电尘 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第三章电弧炉和矿热炉装置 第一节电炉装置的主电路系统 第条电炉应设置与供电系统连接的专用变压器 电炉变压器的容量选择应符合工艺规定的用电制度和变压 器允许的过负荷能力其二次电压和调压方式应符合工艺过程 的要求其一次电压的选择应根据供电的技术经济比较确定 第条电炉的供电系统应简单并应操作方便单台 电炉装置宜由一回路供电电炉变电所不宜引接向外部供电的高 压线路 第条三相电弧炉工作短路引起供电母线的电压波动 值不应超过但专供电弧炉用的变电所二次母线的电压波 动不应受此限制当不能满足上述要求时应采取将电弧炉接到 短路容量更大的电网点上等降低电压波动的措施 第条有工作短路的电炉装置应采取限制工作短路 电流在电气设备允许范围内的措施三相电弧炉装置的工作短路 电流不应大于电炉变压器额定电流的倍当采用电抗器限 制短路电流时电抗器应设旁路开关 第条三相电弧炉装置主电路系统的导体载流量应按 变压器额定容量的计算开关设备和互感器的额定电流可 按大于选择 第条三相电弧炉装置应采用具有频繁操作性能的操 作断路器 第条电弧炉和矿热炉变压器应采取下列限制操作过 电压的措施 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 一在电炉变压器与操作断路器间装设氧化锌避雷器或压敏 电阻 二在三绕组电炉变压器的三次侧装设氧化锌避雷器或压敏 电阻和阻容吸收装置 三在电炉变压器的二次侧装设阻容吸收装置 第条有二台及以上三相电弧炉的工厂宜装设最大电 力需量的电子计算机控制装置 第条三相电弧炉高压电源电缆的截面选择应计入高 次谐波电流的影响 第二节保护控制信号和测量 第条电炉变压器应装设故障短路的电流速断保护 变压器过负荷保护和变压器及其有载分接开关的瓦斯保护并应 符合下列规定 一故障短路的电流速断保护其整定值应躲开电炉的最大 工作短路电流 二 变压器过负荷保护 应采用反时限特性的过电流继电器 保护的整定值应考虑电极的提升速度 宜在倍额定电流时左 右动作对矿热炉的整定值应防止长时间不大的过负荷 矿热炉亦可采用带长延时的定时限过电流保护 三相电炉变压器过负荷保护应为三继电器式 三变压器及其有载分接开关的瓦斯保护重瓦斯动作于电 炉变压器一次侧断路器跳闸轻瓦斯动作于信号 第条当采用三绕组的电炉变压器带串联调压绕 组 时 可在第三绕组装设电流互感器代替二次侧大电流互感器 但应换算变流比其相位应一致 第条电炉装置应接地接地电阻不应大于在高 土壤电阻率地区不宜大于 第条三相电弧炉应设电极自动调节器矿热炉宜设 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 电极自动调节器但小型矿热炉可采用手动操作 电极自动调节器应具有由自动操作转为手动操作的功能 第条在电弧炉炉底与电压信号变压器间应装设防止 电弧炉电极自动调节器的电压信号变压器烧损的隔直电容器 第条三相电弧炉的电极自动调节器宜采取防止当电 极触及不导电炉料时折断电极的措施 第条在大型矿热炉的操作平台处宜装设事故断电开 关 第条采用钥匙控制电炉的通电时钥匙应仅在分断 位置时才可能取下 第条应在电炉操作区域内操作人员能看清的地方装 设通电及断电的指示灯 第条当电炉向浇注场地倾动时 应设使在浇注场地 的人员能听到见到的声光信号 第条电炉装置应装设下列信号 一电炉高压通电及断电的信号 二调压装置在四级及以上时指示电压等级的信号 三反映三相电弧炉每相电弧电压的信号 四油循环系统故障的信号 五水或风冷却系统故障的信号 六操作电源失压的信号 七根据工艺要求的其他信号 第条电炉装置应装设有功电度表 无功电度表 电 流表和电压表及以上的电弧炉宜装设三相有功功率表 上述 仪表应装设在电炉变压器高压侧及以下电弧炉的仪表可装设 在配电所 电炉装置应装设显示电极电流 电压值的电流表和电压表 当 采用电极自动调节器时应装设监视调节器工作的仪表 电弧炉的电流表应有过负荷量程 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 电弧炉应装设带有最大电力需量的有功电度表 第三节电力设备的布置 第条一台电炉装置的变压器 电抗器 操作断路器 隔离开关 切换开关和互感器等电力设备 可装设在同一房间内 需经常操作的断路器和开关 宜采用电动操作或远方机械传动 电炉变压器应靠近电炉以缩短短网长度 必要时可抬高变压 器的安装高度 第条门向车间内开的电炉变压器室 应设置容量为 变压器油量的贮油池 或将油排到安全处所的设施 第条电炉变压器室宜预留装设有载分接开关换油或 过滤油的地方 第条电炉变压器室可设开向控制室的防火门 第条电炉装置宜设控制室 并宜采用控制台 控制室 地面的标高以及观察窗和控制台的位置 应能使操作人员观察到 所操作机械设备的动作和炉前情况 电炉通电应在主控制台控制 控制室应采取防烟尘侵入的措施 以下的电力设备 可装设在控制室内 第条需在炉旁操作电炉装置的机械 应在炉旁设置 控制设备 第条电炉平台下和软电缆下应设置防止人员进入的 警告牌或栅栏 第四节短网 第条经常有工作短路的电炉装置 应采用铜母线 负 荷平稳的电炉装置可采用铝母线 但应设置可靠的铜铝过渡接头 第条从硬母线引至电炉可动接线板的软电缆 应防 止磨损和短路及以上的三相电弧炉 宜采用水冷软电缆 第条矿热炉的母线应设置防止炉料喷溅或热辐射的 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 防护设施 第条对短网母线紧固 其垫块应采用绝缘浸渍处理 的石棉水泥板或纤维压板 当电压在以下时 可采用绝缘浸 渍处理的木材 第条及以上电炉短网的动稳定计算 应计入 母线交叉及转弯处可能增加的电磁力 导体支架间的距离 应进行谐振校验 第条及以上的电炉短网与变压器之间 应采 用可挠性连接 第条三相电弧炉中心线与电炉变压器室外墙间的距 离和墙上短网出线口位置的确定 应在炉体倾动和炉盖旋转时使 其软电缆尽量短 第条在电炉变压器的短网进行电焊时 应采取防止 由于电炉变压器二次侧带电使一次侧产生高电压造成危险的措 施 第条在测量电弧炉短网阻抗值和其不平衡率进行运 行短路试验时 应计入电炉变压器绕组结线方式对测量值的影响 第五节电磁搅拌装置 第条及以上的三相电弧炉 当冶炼工艺需要时 可装设电磁搅拌装置 第条电磁搅拌装置应能按工艺要求改变运行方式 第条电磁搅拌装置的低频电源 应能调整低频频率 及功率 第条电磁搅拌装置采用晶闸管变频电源时 在其工 频电源侧应装设提高功率因数用的电容器 并宜在电容器前串联 限制晶闸管变频所产生的高次谐波影响的电抗器 第条电磁搅拌装置应装设下列测量仪表 一交流电源侧电流表 电压表有功功率表和有功电度 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 表 二 低频输出侧 电流表 电压表 频率表和有功功率表 第条装有电磁搅拌装置的电炉 应装设漏炉保护装 置和炉壳测温元件 第六节炉外精炼装置 第条炉外精炼装置的加热工位的主电路系统 保护 控制 信号和测量 布置和短网应遵守本章第一节至第四节的有关 规定 第条炉外精炼装置的加热工位的中心线宜与电炉变 压器低压端子中心线一致 第条炉外精炼装置变压器室低压母线出线孔的标高 宜位于电极横臂水冷导电铜管最高位置标高与最低位置标高的中 点 第条炉外精炼装置控制室中应预留设置真空测量控 制柜的位置 第条炉外精炼装置应设置钢包车行走与有关工位间 的联锁装置 第条炉外精炼装置变压器额定容量应按需精炼钢水 重量 升温速度确定 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第四章工频感应电热装置 第条工频感应电热装置的变压器一次侧电压的选 择 应根据供电的技术经济比较确定变压器的容量 二次侧电压 和调压方式等 应符合工艺的要求 第条工频感应电热装置的硬母线 可采用铝导体 第条在工频感应电热装置的感应电路中 应装设电 容器组并应符合下列规定 一 电容器组的容量 满足工频感应电热装置在无功功率最大 时的补偿要求 二 电容器组的容量能调节 三 电容器组与感应线圈间的导体长度短 第条工频感应电热装置的合闸冲击电流 应小于电 力网允许值 并不宜大于额定电流的倍 第条工频感应电热装置应按下列要求装设保护 一 装设短路保护 动作于分断主电源 二 装设冷却水停止 水压不足或水温过高的保护 动作于信 号及分断主电源 三及以上感应熔炼装置 装设漏炉保护或监察措施 动 作于信号及分断主电源 四及以上的变压器 装设过负荷保护 动作于信号 第条工频感应加热装置应装设电流表 电压表 功率 因数表 有功功率表和有功电度表 无专用变压器的工频感应电热 装置的测量仪表可适当减少 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第五章中频感应电热装置 第条本章适用于频率大于工频 并小于或等于 的熔炼 淬火 透热等感应电热装置 第条中频电源可采用晶闸管变频器或变频机组 多台交叉作业的电热装置宜由共用的中频电源供电 第条中频电源装置并联运行 应符合产品技术条件 的要求 第条在中频感应电热装置的感应回路中 应装设 电容器组并应符合下列要求 一 电容器组的容量满足负载功率因数在最低值时的补偿要 求 二 当采用变频机组时 电容器组的容量能调节 三 电容器组与感应加热器或淬火变压器间的导体长度短 第条在频率为及以上的电动发电机组应装设 空载限制器当工作循环中间歇时间长且电动发电机停车不合理 时 可采取切除发电机励磁的措施 第条变频装置的电动发电机组产生的噪声大于 时 电动发电机组应装设在电机室内 第条固定敷设的中频线路宜采用铝导体 第条中频导体宜采用中频同轴电缆 同轴布置的管 形母线或平行布置的矩形母线 第条中频以下的电路中当采用钢铠装电缆 或套钢管导线敷设时 必须利用电缆的一个芯线或同一钢管中的 导线作为往返电流回路 第条在中频回路中采用矩形母线时 应符合下列要 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 求 一 平行布置的多片母线 应宽面相对 相邻的母线应为不同 的极性 二 不同相 不同极 矩形母线间的最小净距应符合本规范表 的规定 三 母线的夹板 隔板宜采用绝缘浸渍处理的硬木 塑料或层 压绝缘板等材料制作 第条中频感应电热装置 应装设下列保护动作于信 号及分断主电源 一 过电流和过电压保护 二 冷却水停止 水压不足和水温过高的保护 三 容量较大的熔炼炉装设漏炉保护 第条中频电源装置的中频回路应装设电流表 电压 表和有功功率表 晶闸管变频器直流回路应装设电流表和电压表 变频机组尚应装设功率因数表 并应在励磁回路中装设电流表 第条中频电源装置宜装设在单独房间内 当工作环 境条件许可时 晶闸管变频器可不装设在单独房间内 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第六章高频感应电热装置 第条本章适用于频率大于并小于或等于 的熔炼 淬火等感应电热装置 第条高频电源装置可采用电子管振荡器 第条高频电源装置应有金属屏蔽外壳高频回路中 外露的导体和电气设备应采取操作人员免受高频电场伤害的局部 屏蔽措施 第条高频感应电热装置的电源线路 应装设滤波器 第条容量较大的高频感应电热装置 宜装设在单独 房间内或工作隔间内 第条高频感应电热装置产生的无线电干扰超过现行 国家标准辐射允许值时 应设置屏蔽室 第条高频感应电热装置的屏蔽室 应符合下列要求 一 屏蔽室的结构型式及材料 应根据屏蔽要求确定 二 屏蔽室的通风口应屏蔽 三 滤波器应设置在电力线路进入屏蔽室的入口处 四 屏蔽网 滤波器和其他金属管道均应接地 第条高频电源装置的金属外壳应就近接地 其接地 电阻不应大于并宜与车间接地干线连接 第条电子管振荡器的振荡回路和高压整流部分 应装设联锁装置 当柜门开启时 应能自动分断电源 第条电子管振荡器当冷却水流量 水压不正常或水 温过高时 应设发出信号或分断电源的装置 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第七章电阻炉 第条本章适用于一般间接加热的成套工业电阻炉 第条电阻炉配电线路的导线载流量 开关设备和熔 断器熔体的额定电流 宜按下列条件计算 一 无电炉变压器的金属发热元件电阻炉 按电阻炉额定功率 的倍 二 有电炉变压器的电阻炉 按变压器最高档电压的容量或按 电阻炉额定功率的倍 第条对硅碳棒等电阻系数变动较大的发热元件的电 阻炉 宜装设电流表 并应配备调压变压器 第条电阻炉应装设短路保护 当有几个加热区时 每 个加热区宜分别装设短路保护 有水冷却的电炉 应装设水压不足或水温过高的保护 动作于 信号或分断电源 第条电阻炉应装设下列联锁装置 一 人工装料的电阻炉 如操作人员有可能触及危险电压 装 设加料口开启时分断电源的联锁 二 有通风装置的电阻炉 当通风机断电可能造成设备损坏 时 装设分断电源的联锁 三 根据生产要求对传动部分和其他附属装置装设必要的联 锁 第条接触器 空气开关不宜与测温仪表装在同一构 架上 第条电力线路不应与测温导线敷设在同一管中或共 用一根电缆 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第条晶闸管调压器或调功器三相供电的电阻炉不宜 采用有中性线的星形接法 可采用星形或三角形接法 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录一名 词 解 释 名 词 解 释附表 本规范用名词解释 短网 电热装置的低压大电流导体 例如三 相电弧炉短网包括硬铜母线 软电缆 电 极横臂上铜管和石墨电极 三相电弧炉供电母线 的电压波动值 供电给三相电弧炉和一般用电负荷的 公用母线在三相电弧炉变压器空载时同三 相电弧炉三相工作短路 该母线的电压 差与额定电压的百分比值 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录二本规范用词说明 一 为便于在执行本规范条文时区别对待 对要求严格程度不 同的用词说明如下 表示很严格 非这样作不可的用词 正面词采用 必须 反面词采用 严禁 表示严格 在正常下均应这样作的用词 正面词采用 应 反面词采用 不应 或 不得 对表示允许稍有选择 在条件许可时 首先应这样作的用 词 正面词采用 宜 或 可 反面词采用 不宜 二 条文中指明应按其他有关标准和规范执行的写法为 应符 合要求或规定 或 应按执行 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附加说明 本规范主编单位 参加单位 和主要起草人名单 主 编 单 位 机械工业部设计研究院 参 加 单 位 机械工业部无锡电炉研究所 冶金部北京钢铁设计研究院 机械工业部第一设计研究院 主要起草人 陈祖贤