1、化肥厂电力设计技术规定HG20540- 92 条文说明1总则1.0.1 本规定主要是按照国家标准工业与民用供电系统设计规范等十四本设计规范、化工设计标准的电气部分的设计技术规定，并参照原电力部的有关规程和规定编写。1.0.2 根据国家规定，工业建设项目的大、中、小型划分标准见表1.表1项目计算单位大中合成氨f年产合成氨(l04t) 15以上4.5 - 15 4.5以下优股f年产硫酸16以上8 - 1.6 8以下(l (4t) 磷肥厂年产磷肥50以上20 - 50 20以下(l04 t) 一一一一-圃-J.由于化肥厂的非化肥生产装置，如机修、电修、仪表修及其它辅助生产装置和生活、办公等设施，牵涉
2、面较大，不能以化肥厂的局限性加以限制，故本规定主要适用于与化肥厂的生产装置直接有关的电气部分.辅助设施的电力设计可参照本规定条文执行，特殊情况另行处理.1.0.3 由于国民经济的不断友展和情况的变化，国家的经济政策在各个时期也不完全相同，因此在设计中除执行本规定外，还应执行国家的有关指令性文件，如节能，以铝代铜，节约有色金属，少占农田等技术政策及有关规定.121 2 供电方案的确定2.0.1 本条提出做好调查研究和资料收集方面的工作，是正确确定供电方案和开展设计工作的基础，因此应予重视。本条原则性地提出这方面的内容。化肥厂的供电主要来自公用的电力网络，不论新建、改建或扩建时所增加的电力负荷，应
3、按照国家的有关规定，向供电局交纳贴费，以分担电力部分为适应用电增加而进行的输变电工程的部分费用。由于我国电力供应比较紧张，能源工业的发展远不能满足工业增长的需要，各地区还有一些具体政策，如集资办电、购买用电权等，电价问题除原有负荷指标按国家规定的电价执行外，新增用电量的电价均高于国家规定的电价，且各省并不相同，各地供电部门还有一些具体规定，这些都是需要了解清楚的，这样才能给概算、供电投资、技术经济分析、方案比较提供比较正确的数据。目前，电力设计除国家标准的设计规范外，各地供电部门还根据本地区的实际情况制订一系列的规定和细则，这些也是设计必须遵守的，因此也属于资料的收集范围。2.0.2 供电协议
4、是化肥厂电力设计的一个重要依据，与全厂供电系统的设计都有直接的关系。因此在开展设计工作之前，要和供电部门协商和确定供电方案，在这个基础上由建设单位和供电部门签订协议。供电协议应分为:初步(原则性)供电协议:是项目建议书附件，它只表明供电部门对所建化肥厂同意供电并保证供电。正式供电协议:在初步设计开展之前，应有供设计作为依据的正式供电协议。正式供电协议是在初步供电协议的基础上签订的更加具体的协议，它包括供电方案、回路数、供电电压、设计分122 工、投资划分等。2.0.3 国家标准工业与民用供电系统设计规范(GBJ52-83)根据负荷的重要性和中断供电对政治、经济上所造成的损失或影响的程度分为三级
5、，(CD90A5 -85)根据化工生产的特点将负荷分为保安负荷、重要负荷、次要负荷、一般负荷.这两种划分方法不完全相同，在本规定审查中一致认为应按国标来划分化肥厂的负荷。化肥厂属于化学反应连续生产的企业，突然停电-般不会造成人身的伤亡或重大设备损坏，但是突然停电会引起工艺生产紊乱而造成停车。如果停电时间超过半分钟，工艺生产过程就要放空，反应温度下降，即使恢复供电也不能立即恢复生产。恢复生产时间少则一个班，多则几天，这将造成大量减产(大型化肥厂每日产值约50万元，中型化肥厂的日产值也接近10万元左右)。因此根据国家标准的规定，将化肥厂划为二级负荷，对于化肥厂内的主要生产装置按CD9OA5-85划
6、为重要负荷，对于保安负荷，由于数量不大，地区电力系统也难以解决，一般在工厂内部采取措施来解决。如仪表可用不中断电源装置或蓄电池，其它可装设柴油发电机组，这三种供电装置可同时装设，也可只装柴油发电机.视具体要求而定。化肥厂各生产装置的保安负荷举例见表2。化肥厂保安负荷推倒襄2装置名称| 设备名称原料气压缩机、合成气压缩机、空气压缩机、氯气压大型合成氨装置l 缩机的润滑及密封汹泵;上述压缩机透平的盘车;再生搭液泵、冰机、锅炉给水泵、风机等透平的油泵;保安用电动阀;仪表电源;应急照明等中型合成氨装置大型尿素装置废热锅炉给水泵;保安用电动阀;仪表电源;应急照明等CO2压缩机透平的事故油泵及盘车;高压氨
7、泵及高压甲胶泵的润滑油泵;高压冲洗水泵;蒸汽冷凝液泵;保安用电动阀;仪表电源;应急照明等123 装置名称中型尿素装置磷酸装置氟化铝装置续表2设备名称冲洗水泵;蒸汽冷凝液泵;保安用电动间;仪表电源;应急照明等矿浆槽、膏浆槽、结晶槽、溶解槽及过滤给料槽的搅拌机;应急照明等氟化铝贮槽及结晶搅拌机;氟化铝锻烧炉;氟化铝干燥器;再循环风机及尾气风机;结晶再循环泵;应急照明等工程设计时应按具体条件决定保安负荷，各具体工程可能相差较大，一般主要由工艺操作条件、设备制造厂要求、保安电源容量等决定。如中、小型厂没有保安电源，在发生全厂性突然停电时，采取工艺保温、放料等措施;引进的美、德、日等国的大型合成氨装置，
8、由于采用的安全措施不同，所用的电动或汽动传动装置不同，所取的保安电源差别也很大，从50kW到600kW不等。2.0.4 对供电方案一定要作技术经济比较，避免主观臆断.2血5关于供电可靠性，是指在生产过程中尽量减少停电的可能性，大型化肥厂对电压被动要求在:t5%范围内;频率波动不超过土l.5Hz.频率允许波动范围:频率偏差正常不超过:tO.2Hz, 最大不得超过士O.5Hz、持续时间超过30s，均作为系统事故。控制保护方式应当全面考虑，而且尽可能简单L若将控制保护设计得比较复杂，反而会降低供电的可靠性。工程设计不能作为试验，采用的新技术必须是试验成功的井有一定的运行实践经验。设备、材料供应如不落
9、实，将会造成设计修改和返工。因此设计中采用的主要设备必须落实，尤其是采用新型设备、材料时，应与制造厂协商确定技术条件和供应要求.确保电气设备的质量，是保证供电、减少事故的重要环节。因此选用设备时要考虑质量，不能只考虑有无而采用不合质量标124 准的设备，尤其是采用地方产品时更应注意。电气施工技术和力量方面，主要是指电气施工手段和水平，它对加快和保证施工质量特别是对新技术的施工有很大影响。变配电所及电气装置均需考虑到有发展的可能性。如变压器基础应考虑有更换大一级的可能性，变配电装置应考虑有增加变压器及配电屏(柜)的可能性。可能性的一种形式是预留位置，另一种形式是不妨碍发展，将来有扩建的条件。一般
10、在设计任务书内如明确在近期内将发展二期者，则可一次建设，分期安装;如二期建设无明文规定，在不影响布置和经济上合理时也可一次建成，否则只考虑留有可能发展的条件。少占农田亦是基本建设中一个很重要的政策，因此占地面积亦应是技术比较的内容之一。2.0.6 经济比较的方法有动态比较法和静态比较法，以往用的是静态比较法，现在要求用动态比较法，化工电力设计方面正在采用此法编制技术规定，待该技术规定编出后，即按规定执行。2.0.7 方案的选择，除技术经济条件外，重要的是要贯彻国家的技术政策，因此把技来政策列为第一位。节能是我国一项民期的战略任务，化学工业是国家经济各部门中耗能较大的个部门，以往工艺系统在节能方
11、面做了大量的工作，但主要侧重于热量的平衡上，而对于电能的节约则注意不够，往往忽视了对节约电能的研究。在这方面国家已经制定了系列的节能措施，国务院多次发布节能指令，推广高效节能新产品。因此在设计中应选用节能型变压器、高效电动机、新光源照明灯具等，禁止选用国家已经公布的淘汰产品，其次，对泵、风机等用电设备，生产要求调节流量时，经技术经济方案比较优先采用电动机调速代替阀门控制，在交流调速方面，应重点推广变频调速。另外，在选择电动机的容量时，应根据负荷特性和运行工况使电动机工作在高效率范围内。125 3 供配电系统3.1 供电电源及主接线3.1.1 根据国家标准工业与民用供电系统设计规范)(GBJ52
12、-83)及化工设计标准化工企业供电设计技术规定)(90A5-85)的要求，化肥厂应由两回电源线路供电.化肥厂是否要有两个电源供电，对这个问题是有争议的，主要应根据负荷性质和等级来决定对电惊的要求。而实际情况是，不少地区的化肥厂要从电力系统取得两个独立电源供电是比较困难的。有的化肥厂虽然两个回路来自发电厂或地区变电所不同变压器母线段，但由于电力系统的运行要求，往往35-J10kV的母线段并列运行，接连在这些母线上的发电机或变压器是并联运行的，因此，实际上只能看作一个电源，有故障时，可能两回线路都断电，这时，如果要取得两个电源，可能要从系统的其它发电厂或变电站供电，投资会加大.二类负荷的厂要实现这
13、样的供电方案是比较困难的，电力部门一般也不会同意.因此，本条规定应由两回电源线路供电、若获得双回电源钱路有困难，也可用一回专用线供电.另外，对于以汽轮机传动为主，而电动机仅为备用的大型化肥厂，也可由一回专用线供电，但前提是应有保安电撼。3.1.2 目前化肥厂的自备电站有两种类型，一种是热电站，既供热，又供电，如泸化、衡化等厂属这种类型;种是供热为主，考虑综合利用，根据锅炉和用汽负荷的参数条件装一些小型发电机组.第一种类型发电机组较大，容量在12-25MW左右，有抽汽机组、冷凝机组。第二种类型的自备电站发电机容量较小，126 一般为3-6MW，多为背压机组，这种类型的厂较多第一种类型的自备电站可
14、以作为一个工作电糠看待。而第二种类型的自备电站，正常都按热负荷方式运行，发电能力受汽负荷的增减而变化，由于机组容量小，有的厂装了一台，有的厂装了两台。其容量均不能满足全厂负荷的供电，当外部电源中断时，并不能维持工厂持续生产，因此不能作为一个工作电源。所以应根据负荷大小，汽轮发电机组的型式、容量以及运行方式等情况来确定是否可作为一个独立的工作电源。根据调查，一般中型化肥厂突然停电，不致造成设备损坏和人身伤亡等事故，因为有些设备在设计中已经采取了非电性的保安措施，如压缩机润滑系统的高位油箱、化工设备冷却系统的高位水池、锅炉给水的蒸汽泵、透平压缩机的备用汽动润滑油泵等。可以认为没有一类负荷，可以不设
15、保安电源。但为了提高供电可靠性，可采取自动切换等措施，目前，有些厂设有保安电瘾，对全厂突然停电后的检修和恢复生产有一些好处，但并不是非有不可。30x l04ija合成氨厂有少量-类负荷，故应设置保安电源。从各厂情况来看，保安负荷多少不一，有50kW、150kW、400kW、600kW等，所以保安负荷的数量应根据生产实际情况由工艺提供，总的来说，保安负荷并不太大，保安电源一般采用柴油发电机可满足要求，大型化肥厂应设置保安电源，中型化肥厂根据情况亦可设置保安电源装置.3.1j 本条对保安电源系统作了一些原则规定。3.1.4 为了防止电源开关设备和电源检修影响生产。因此规定当一回线路停电检修时，其它
16、线路仍然能保证对生产负荷的供电。经过验算，一般正常按经济电流密度选择的截面，在一回线路故障时，其余线路按持续允许电流供电，可以满足要求。3.1.5 本条是为了防止过分强调万一和特殊情况，造成保险再加保127 险，所以规定不考虑事故的重叠性。3.1.6 有些厂由于变电所不是专用的，经常为供电和负荷分配发生随便拉开关、互相扯皮现象，影响正常生产。还有个别丁的总降压变压所，挝、110kV侧归电管局，6kV归化肥厂，两家值班人员都在一个控制室值班，无法管理，只好另建开关室，造成许多不合理的情况，多花了国家投资。因此要求设置总降压变电所或总配电所。3.1.7 主变压器的台数，一般按两台选择，但不少厂扩建
17、后两台不够用了，增加到三台或四台。根据运行情况，台数多时对供电的可靠性和灵活性相对大一些，但结线要复杂一些，维护工作量也大一些。据21个化肥厂总降的调查，主变压器两台的18个、3台的1个、4台的2个。变压器的负荷率定多少，这是一个有争议的问题，电力部变电所设计技术规程规定装有两台及以上主变压器的变电所中，当一台断开时，其余主变压器的容量一般保证60%的全部负荷，但应保证用户的一级负荷和大部分二级负荷。目前引进30X 104 t/a合成氨厂的变压器容量是按正常负荷率为50%考虑的。因此一台变压器断开时，另一台变压器可以保证全部负荷。而中型化肥厂主变压器的容量一般按正常负荷率为70%考虑的，因此卢
18、一台变压器断开时，另一台变压器只能保证70%的全部负荷。当主变压器为两台时，按70%负荷和按50%负荷率选择变压器在容量上至少相差一级L按50%负荷率选择的变压相对来说损耗低一些，符合节能政策，但投资较大，而且变压器的利用率太低。考虑到上述情况，可按满足全部生产负荷的70%-100% 考虑。3.l.9 根据2Q个化肥厂的调查，总降35-1l0kV用桥型，接线的15个，H型接线的2个，单母线分段的3个;6kV侧用单母线分段的19个，双母线1个。可以看出，35 -llOkV侧普遍采用桥128 型接线，6 - 10 kV侧基本上是单母线分段接线。因此，本条将此接线方案推荐为化肥厂总降压变电站接线方案
19、。但35-llOkV的接线方式受电力系统的影响较大，应和电力部门协商确定。3.1.10 参照电力部变电所设计技术规程(SDJ2一79)第26条。电抗器的装设在结线上有两种方式，一种是在主变压器回路中装总电抗器，一种是装设出线电抗器。前一种形式投资较少，布置较简单，缺点是大电机起动时母线电压水平低，H:l线短路时，母线剩余电压接近于零，影响其它回路的供电。第二种形式则和第一种形式的优缺点相反，特别是在采用成套开关柜时布置上很困难。化肥厂的总降一般出线回路较多，在出线上装电抗器投资大，也不好布置，所以一般采用在变压器回路装设电抗器的方案，仅在总电抗器不能满足限制短路电流的要求，大电机起动时不能保证
20、母线电压水平时，才考虑在出线上装电抗器。3.1.11 参照电力部电力设备过电压保护设计技术规程第3条有关规定，网路中接地补偿措施，系指经消弧线圈接地、用接地变压器等。3.1.12 目前化肥厂的配电电压绝大多数采用6kV，个别厂有用lOkV的(如北京化工实验厂，但也正在改造过渡到6kV)。主要原因是化肥厂大容量电动机较多，其容量约占全厂负荷总容量的50% -60%，这些电动机的电压基本是6kV或3j6kV，所以一般都采用6kV作为配电电压，减少一级降压变电设备。这样可以简化供电系统的接线，减少配电电压的银数，投资少，维护管理简单，但30x 10 tja合成氨厂高压电动机数量不多，国家标准也有10
21、kV系列电动机，所以今后有可能采用10kV作为配电电压，这样可以降低线路损耗和减小电缆截面。3.1.13 化肥厂厂区内供电采用放射式配电系统，主要是为了提129 高供电的可靠程度，减少相互影响，保证安全生产。由于采用放射式配电系统，所以变电所出线回路多，厂区供电线路数量多，另外还有大量的控制和保护用的线路。因此，这种配电系统本身就决定了厂区线路的敷设只能用电缆。此外，由于化肥厂厂区内存在着腐蚀和爆炸危险，架空线是不适宜的，因此，厂区内不采用架空线。为了简化供配电系统的接线，规定6kV配电装置一般不超过两级，由于采用放射式供电，6kV回路均由总降直配到6kV二次配电所及6kV用电设备，这样可使系
22、统简单，供电可靠，如果级数过多，必然增加许多重复的设备，如进出线开关、分段开关、电压互感器、避雷器、控制保护设备等，同时，还会使继电保护的配合困难，相应地增加生产人员和维护检修工作量。3.1.14 总降压变电所在厂区的位置是一个重要的问题，以往设计中强调深入负荷中心，以减少电能损花和节约电缆投资，因而总降一般布置在负荷比重大的合成压缩厂房附近，有些厂在设计时还将总降压变电所和合成压缩厂房合并在一起。这种类型的厂普遍反映:高压电气设备由于腐蚀性气体和粉尘的影响，大大降低了绝缘水平，闪络事故经常发生，影响正常供电，还有压缩机的振动对变电所的电气设备也有影响，造成继电保护的误动作，个别厂还发生过爆炸
23、事故，被及变电所。所以根据这些经验教训，提出了对总降位置的要求。关于总降压变电所或总配电所与某些环境的距离要求，主要引自化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计规程)(HGJ21-89)、化工企业腐蚀环境电力设计技术规定)(CD90A6 -85)、化工企业供电设计技术规定)(CD90A5 -8日以及电力部有关规程.3.1.15 由于化工生产装置属于爆炸危险场所或腐蚀环境，变电所应设置在爆炸危险区域外，与有腐蚀广房也应离开一定距离。因此确定6kV配电所不宜与化工生产装置相毗连。130 3.1.16 由于化肥厂6-10kV采用电缆线路和放射式配电系统，所以车间变电所的变压器普遍采用线路-变压器组接线方式
24、，因而变压器高压侧一般可不装开关设备，保护由电源侧的断路器动作。目前各厂车间变电所基本上采用这种结线方案，并没有发现不妥的问题。由于高压配电采用单母线分段，两段母线分别接于总降的两台变压器上，所以要求车间变电所装有两台变压器时，应将两台变压器接于电源的不同母线段上，以提高供电的可靠性。3.1.17 考虑到断路器的检修，在有反馈电源的回路上应在断路器后侧加装隔离开关。手车式开关柜不存在这个问题。3.1.18 参照化工企业供电设计技术规定( CD90A5 -85)第5.2.4条编写，但只规定宜有两个电源，电源如何取得，是装所用变压器还是从外面引来低压电源，由工程设计根据实际情况决定，不作具体规定。
25、但要注意两个电源的相位(组别)有无不同。3.1.19 目前我国生产的高压电动机没有加热装置，由于化肥广环境较差，有腐蚀性等有害气体的影响，电机停车后容易受潮，特别是在潮湿的南方各厂，问题就更为突出。为了维持电机的绝缘水平，需要有加热干燥措施，目前普遍采用在电机定子回路加低压(380V)电源的干燥办法，由于电机的接线处电缆头是包扎起来的，接干燥电源比较麻烦，所以在固定式高压开关柜加一旁路隔离开关以接干燥电掘，为防止误操作，在电机干燥时，不允许断路器合闸，应有闭锁措施。3.2 低压配电系统3.2.1 按国家标准电压，低压配电系统采用中性点直接接地系统，所以低压配电电压均为380j220V。3.2.
26、2 以往380j220V中性点直接接地系统中使用的变压器均为131 Y, yno接线方式，目前许多国家大都采用D，ynll接线的变压器，经过分析，这种接线优于我国普遍应用的Y，yno接线的变压器。(1) Y, yno接线的变压器当负荷不对称时，产生零序磁通，造成中性点偏移严重，零序磁通在变压器的铁辄、油箱上产生磁滞及涡流损失，造成变压器严重发热，因此规定中性线电流不得超过额定电流的25%.D , ynll接线的变压器，由于零序电流可在A绕组内环流，削弱了磁路中的零序磁通，中性点偏移小，中性线电流允许达额定电流的75%左右;单相接地电流也大。(2) 低压配电系统中非线性用电设备产生的高次谐波，对
27、于Y，yno接线的变压器，三次谐波磁通通过非铁磁介质以及油箱壁等形成闭合回路产生损耗，导致局部过热，而D，ynll接线的变压器，无三次谐波电压，提高了变压器输出波形的质量。因此，推荐采用D，ynll接线的变压器。3.2.3 本条针对二类负荷确定车间变电所装设两台变压器，分别由两回线路供电。三类负荷指的是象煤焦运输原料系统、成品包装系统等情况的负荷，由于造气、锅炉房和原料工段一般都设有料仓，可维持一班以上时间的生产，肥料等产品均有仓库，所以短时停电不会影响整个化肥的生产，对这类负荷设置一台变压器就可以了，当这类变电所还供少量二类负荷时，则应由附近变电所引来低压联络线，以便当变压器回路故障时确保二
28、类负荷不中断供电。3.2.4 本条为一般做法。3.2.5 车间变电所两台变压器之间存在着互为备用的问题。以往设计一般按一台变压器故障时另一台带70%左右的全部负荷，即正常变压器负荷率在70%左右。目前30x lO4tja合成氨厂是按正常负荷率为50%，事故时满足100%的全部负荷考虑的。根据132 规程要求，应满足全部一类负荷和大部分三类负荷的供电。按照化肥厂的实际情况，为了避免因一台车间变压器故障时，生产过程中一个环节不能全负荷生产，而造成全厂减产，显然是不合理的;其次也由于采用线路一变压器组结线方式，故障的因素除了变压器，还要加上线路故障;第三，按50%负荷率选择的变压器比按70%负荷率选
29、择的变压器的容量上要大1-2级，相应投资大一些，但损耗小一些;第四，大型化肥厂按自起动要求，负荷率也很低。所以考虑这几个方面的因素，确定车间变压器的负荷率按50%-70%左右考虑。当变压器为三台，其中台为公共备用或单台变压器时，变压器的负荷率确定按经济容置即80%左右选择。3.2.6 由于车间变电所接线方式为线路一变压器组，电源切断由6kV出线断路器操作，同时高压侧的继电保护可以保护到变压器低压侧短路，所以变压器低压侧可只装隔离开关。考虑到操作维护的方便，以及有些地区的规定要求，本规定提出在变压器低压侧电源总断路器及母线分段断路器可用低压断路器。为了保护有选择性动作，必须装设带延时过流脱扣器的
30、低压断路器。32.7 车间变电所一般均附设于厂房，达到深入负荷中心的目的，但由于化肥厂化工生产装置和厂房不少属于爆炸危险区域，且有腐蚀性气体，对变电所的电气设备是有影响的。根据防爆区域划分，变电所应设置在爆炸危险场所外。3.2.8 正常照明一般与动力负荷共用变压器供电。多年来供电质量不能保证，电压偏移和电压波动过大，不能满足照明设备的要求，特别是采用高压水银荧光灯，电压突然波动会造成自行熄灭，而后半夜电压偏高，影响灯泡寿命，更换灯泡频繁，工作量很大，不少工厂要求将动力和照明分开供电。针对这种情况本条提出:当供电电压偏移经常超过额定值:t5%时，宜将动力和照明分开供电，设置专用的照明变压器，组剧
31、虫立时的照明供电系统，以改133 善照明的供电质量。3.2.9 不少厂要求在设计中应有检修电源.引进的30x 104tja 合成氨厂在主要设备附近都设有检修电源开关箱或插座，给生产带来了不少方便，避免了检修时各个厂房临时到处接电源、拉线。因此设计应考虑设置检修电惊。本条规定了检修电源采用树于式配电，检修电源开关箱或插座应根据需要设置。房内可根据需要每层设置检修电源开关箱，室外露天装置可每隔50m左右设置一个检修电源开关箱，这都需要根据实际情况来确定，本条未作详细规定。3.2.10 设计时应注意单相负荷均匀接于三相系统中，提出三相不平衡电流最大数值。3.3 电压水平3.3.1 引自国家标准工业与
32、民用供电系统设计规范(GBJ52-83)(试行)第4.0.3条。3.3.2 本条提出减少用电设备电压偏移的原则。主变压器的电压比和电压分接头必须根据电网的可能变化情况来分析，因此应和电力部门共同协商确定。3.3.3 引自国家标准工业与民用通用设备电力装置设计规范(GBJ55-83)第2.2.2条.3.3.4 由于化工生产装置采用可控硅整流装置等非线性负荷日渐增多，这些设备产生的谐波电流使电网的电压波形发生畸变，对其他电气设备带来干扰和危害，因此经计算超过电力系统谐波管理暂行规定(SD126-84)所规定的数值时，应装设滤波装置抑制高次谐波.134 3.4 无功功率补偿3.4.1 根据全国供用电
33、规则)4.3条的要求规定，化肥厂的功率因数不应低于0.9。由于中型化肥厂在大型恒速机械(如压缩机、泵等)上采用同步电动机传动，起到了补偿无功功率的作用，提高了全厂的功率因数，一般都能达到0.95-0.98的水平，故不需再加无功功率补偿装置。但在大型化肥厂中，由于采用汽轮机驱动大功率的压缩机，其他小功率的传动设备一般采用感应电动机，故全厂功率因数只有0.75左右，达不到要求，需要进行补偿。补偿装置以采用并联电容器为宜，所以本条规定采用并联电容器作为无功功率补偿装置。3.4.2 采用电容器补偿无功电力时，一般应在消耗无功电力较大的地点就地进行补偿。化肥厂低压负荷功率因数较低，在用电负荷处及低压配电
34、装置进行补偿效益较好，但由于某些化工生产装置区域内不宜装设电容器，也可采用高压电容器装于高压变配电所内，这样维护管理比较方便。3.4.3 - 3.4.4 主要参照国家标准工业与民用10kV及以下变电所设计规范)(GBJ53 - 83) (试行)第3.1.2、3.1.3、3.3.1等条内容编写.3.4.5 为了防止作为谐波发生源的可控硅整流装置等设备所产生的高次谐波对电容器的有害影响，要求在电容器回路接入6%的串联电抗器，可有效地保护电容器不因谐波电流而过负荷，随着国民经济的发展，可控硅整流装置的容量会越来越大，高次谐波对电容器的影响也会越来越突出，因此作了相应的规定。电容器回路串联电抗器后，电
35、容器端头上的电压将高于网络的运行电压，因此应将电容器的额定电压提高，以避免电容器正135 常运行时长期过电压。应采用适于串联电抗器的电容器或成套装置。3.4.6 真空断路器灭弧性能好，维护检修工作量少，特别适用于频繁操作的设备。真空断路器断弧后介质恢复速度极快，可以承受很高的恢复电压，特别适合于开断容性负载电流，因此电容器组的操作以采用真空断路器为好。3.5 通信系统3.5.1 - 3.5.4 主要参照变电所设计技术规程)(SDJ2-79)第93、94、95、96条及根据化肥厂供电系统的实际情况对通信的要求编写。136 4 电力负荷计算4.0.1 - 4.0.2 确定负荷计算中哪些设备应予计算
36、以及哪些设备不予计算;规定了各种用电设备的容量确定方法。4.0.3 关于负荷计算，设计中一般采用需要系数法，此法比较简便，但计算过程仍较繁琐且不够准确。换算系数法是根据对国外引进大型化肥厂的总结分析以及中理化肥厂的实测得出来的，由于化肥厂生产连续稳定，换算系数法也比较实用，因此将两种方法都列出。现将换算系数法有关资料和数据列举如下，以供分析参考。1.从美国凯洛格公司引进的30x 104t/a合成氨厂:采用轴功率法，即SM= Pz 句s母线上计算负荷没有考虑同时系数，而等于各用电设备的计算功率之和，几个变电所的负荷情况见表30表3设备容量有功计元功计视在计换算系变电所P,(kW) 算容量算容量算
37、容量数K=C崎(kW) (kvar) S3o(kVA) S30/P, MCC一1(水处理)647 645 411 765 1.1 8 0.84 MCC一2818 (水处理)689 445 820 O. 84 MCC-3 (氨生产)851 586 277 630 0.74 0.9 MCC一4440 505 190 540 1.23 0.94 (氨生产)-一一一二一二十一137 2.从法国赫尔蒂公司引进的大型合成氨、尿素生产装置:计算方法与国内的需要系数法大致相同。380V网络计算负荷如下:(l) 380V正常负荷(电动机)=1s 空分车间0.87 0.95 煤气车阅(天然气)0.87 0.8 煤
38、气车间(发生炉煤气)0.65 0.8 冷冻站0.79 0.9 压缩宇间0.87 0.9 一乙静胶净化车间0.74 0.8 合成氨0.87 0.85 水处那.夺:IAJ0.89 0.8 制氨液净化车间0.8 0.85 合成甲防车间0.81 0.7 脱硫车1时0.8 0.64 轼化碳变换车间0.77 0.8 ftl 宇:精制车间0.5 0.72 rh _t表可知，当未考虑同时系数时，平均换算系数K=Kc/SCP =0.98，若取同时系数Kc=0.95，则K=0.93.5.从H本宇部rJI进的30x 104tja合成氨厂:采用需要系数法计算，供电经常使用的四台变压器，负荷计算结果见表5.亵I作设备容
39、量视在计算容量换算系数.Jt:压器尺，kWS30 kW K=SJOiP. T一i717 703 0.98 T-2 788 750 0.95 T-3 533 544 1.02 T-4 735 796 1.08 139 6.从日本东洋工程公司引进的30x 104t/a合成氨厂，见表6.亵6工作设平均耗半小时最大换算系数变电所备容量电负荷有功负荷)s K= P., kW Pp ,kW P3o , kW(1) Pe )s 合成氨、尿素3956.6 3294 3558 0.88 1.01 尿素仓库755 500 540 0.8 0.9 注:(1)表中为假定最大负荷系数为1.08.7. (GBJ62-83
40、)(试行)第2.0工2.0.3条和电力部继电保护和自动装置设计技术规程(SDJ6-79)第7、8条编写。7.1.3 在工业企业电力网中，比较常用的自动装置有自动重合闸装置和备用电源自动投入装置。采用自动装置的目的是为了提高供电可靠性，缩短事故停电时间，提高生产率。为了增大自动装置的效果，自动装置应在系统继电保护设计时统一考虑，并应与保护装置配合使用。7.1.4 - 7.1.6 参照国家标准工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GBJ62-83)(试行)第2.0.6，2.0.7条和电力部继电保护和自动装置设计技术规程(SDJ6-79)第5，10、15条编写。7.1.7 化肥厂的高压电动
41、机般都有低电压保护，有些保护回路有低电压闭锁装置，电压互感器二次回路断线势必造成保护误动作或失灵，故规定应装设自动闭锁装置将保护解除，并发出信号。7.1 .8 参照国家标准工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范)(GBJ62-83)(试行)第2.0.9条和电力部继电保护和自动装置设计技术规程)(SDJ6-79)第17条编写。7.1.9 考虑维护、检修及调试的方便，在保护装置中应装设必要的试验端子和连接片。144. 7.1.10 由于微机或晶体管保护装置的种类尚未完备，各制造厂家规格亦不统一，故在采用时，应根据产品的不同情况和特殊要求来进行安装设计和整定。7.2 电力设备及线路的保护7.
42、2.1 参照国家标准工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范)(GBJ62-83)(试行)第3.0.1-3.0.3条和电力部继电保护和自动装置设计技术规程)(SDJ6-79)第39、40、43条编写。7.2.2 在某些引进的工程项目中，采用的是高电阻接地系统，这种接地方式通常是利用系统中发电机或变压器的中性点经商电阻接地构成，采用一次侧中性点直接接地的专用接地变压器，使单相接地保护灵敏度提高，对于这种专用变压器，一般采用高压熔断器保护。7.2.3 化肥厂的高压电动机主要有同步电动机和异步电动机两种。由于类型不同，保护内容也不同。化肥厂是连续性生产，负载特性稳定，某些机组跳闸，将会影响全卜
43、的正常生产。目前，中型化肥厂有不少大容量的同步电动机，一般不允许电动机自起动，为防止短时断电后再恢复时造成非同期冲击，一般在低电压动作后，迅速将同步电动机切除并灭磁，而大型化肥厂由于生产控制条件具备，可采用低电压跳闸后分批自起动。因此电动机的保护项目尚须视不同情况而定。电流速断保护和纵联差动保护作为电动机的相间短路保护，国家标准工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GBJ62-83)(试行第6.0.1条规定，2000kW以上电动机应装纵联差动保护，考虑到化肥厂的具体情况，原有1800kW同步电功机均已加转，容量达2200kW吨未装差功保护，新的对称平145 衡压缩机用2500kW同步
44、电动机，也未装差动保护，运行均可靠。如果按2000kW以上要装纵联差动保护，则影响面很大，而且还牵捞到制造厂方面。所以本规定将此条定为同步电动机按2500kW作为装纵联差动保护的界限。其他参照国家标准工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范)(GBJ62 -83)(试行)第6.0.2-6.0.6条编写。7.2.4 根据水电部调查，华东、华南地区采用由制造厂配套的单独的熔断器作为电容器内部故障保护，都认为较好，可以在运行中有选择地切除故障电容器，同时，一般需装设电容器的化肥厂，电容器总容量不会太大，故不会导致需要装设很多的熔断器。因此，为简化保护方式，只采用熔断器保护。过电压保护，制造厂一
45、般规定过电压1.05倍可以长期使用，过电压1.1倍可以短时使用，过电压1.2倍则不允许，故规定过电压倍数不超过1.2倍。7.2.5 根据化肥厂实际情况和尽量减少保护时限的原则规定。7.2.6 - 7.2.7 参照国家标准工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范)(GBJ62-83)(试行)第4.0.1-4.0.3条和电力部继电保护和自动装置设计技术规程)(SDJ6一79)第53、挝、28、32、33、35、38条编写。7.3 自动装置7.3.1 全厂高压供电线路是否装设自动重合闸，要根据高压电动机是否允许自起动而定，故在本条中未作具体规定。关于6-10kV引出架空配电线路(如水源地等)，
46、为了提高供电的可靠程度，可设置自动重合闸，本条对此作了具体规定。7.3.2 结合化肥厂实际情况，提出了装设备用电源和备用设备自动投人的项目。146 7.3.3 参照国家标准工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规范)(GBJ62 - 83) (试行)第9.0.2条和电力部继电保护和自动装置设计技术规程)(S016一79)第109、110条编写。7.3.4 参照电力部继电保护和自动装置设计技术规程(S016 -79)第113条编写。7.3.5 参照电力部继电保护和自动装置设计技术规程)(S016-79)第114、117、118、119条编写。8 二次回路及操作电源8.1 控制和信号回路8.1
47、.1 总降压变电所在全厂生产中处于重要地位，所以采取有人值班制，主要设备和线路的开关应在控制室内集中控制。而车间变电所的变压器，由于平时操作较少，所以规定在配电装置处就地控制，对于变电所的所用电系统以及自备电站的厂用电变压器，仍可集中在控制室控制。目前中型化肥厂的高压电动机一般在机旁控制，只在变电所的高压开关柜上装设允许开车开关，如工艺操作和自控条件具备集中控制时，可将高压电动机集中于工艺控制室内控制，但也需要在机旁设置供检修用的开停车按钮及事故停车按钮。8.1.2 一般对跳、合闸回路采取灯光监视的方式。化肥厂的变电所和配电所的断路器多数在开关柜上就地控制。采用暗屏运行，事故时，断路器绿灯闪光
48、，比较明显地指示哪一回路出现故障，同时也可以节省电能和延长灯泡寿命，故推荐采用这种方式。8.1.3 本条是按断路器的控制、信号接线的基本要求而编写的。8.1.4 - 8.1.5 一般常规做法。147 8.1.6 本条规定模拟信号灯由工艺控制室统一供电，而不是直接接至各机组控制回路。这样只给一对接点，和电气控制系统不发生联系，互不干扰，不致造成全厂控制系统和回路复杂化，电缆芯数亦可大为减少，对安全供电有好处。8.2 电气测量与电能计量8.2.1 8.2.4 参照国家标准工业与民用电力装置的电气测量仪表装置设计规范)(GBJ63 -83) (试行)第3.0.2-3.0.6、4.0.4、4.0.5条
49、和电力部电力测量仪表装置设计技术规程)(SDJ9-82) 条文编写。8.2.5 参照电力部电气测量仪表装置设计技术规程并结合化肥厂的实际需要，列出了电气测量与电能计量仪表的配置和装设要求。8.2.6 为便于分析，提出在总降压变电所或总配电所内装一些必要的记录式仪表。8.3 中央信号装置8.3.1 根据断路器的控制、信号回路的接线要求以及目前普遍采用的设计方案确定。8.3.2 由于化肥厂各变配电所的出线回路较多，故中央预告和事故信号采用重复动作方式。8.4 二次回路的保伊及控制惰号回路和设备选择8.4.1 列出了二次回路保护基本要求，以保证其可靠性。8.4.2 - 8.4.9 一般常规做法。148 8.5 控制保护及信号屏8.5.1 一般常规做法。8.5.2 参照电力部火力发电厂、变电所二次接线设计技术规定
