GB 50056-1993 电热设备电力装置设计规范.pdf

1、建标建标建标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

2、织中华人民共和国建设部一九九三年七月五日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目录第一章总则第二章基本规定第三

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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电极自动调节

13、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

14、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

15、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

16、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

17、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

18、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

19、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

20、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

21、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

22、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

23、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

24、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

25、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