电热设备电力装置设计规范GB5005693.docx
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电热设备电力装置设计规范GB5005693
电热设备电力装置设计规范GB50056－93
主编部门：
中华人民共和国机械工业部
同意部门：
中华人民共和国树立部
实施日期：
1994年2月1日
关于发布国度规范«电热设备电力装置设计规范»的通知
建标［1993］513号
依据国度计委计综［1986］250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»，曾经有关部门会审。
现同意«电热设备电力装置设计规范»GB50056—93为强迫性国度规范，自一九九四年二月一日起实施。
原国度规范«电热设备电力装置设计规范»GBJ56—83同时废止。
本规范由机械工业部担任管理，其详细解释等任务由机械部设计研讨院担任。
出版发行由树立部规范定额研讨所担任组织。
中华人民共和国树立部
一九九三年七月五日
修订说明
本规范是依据国度方案委员会计综［1986］250号文的要求，由我部担任主编，详细由我部设计研讨院任主编单位，组织修订组对原规范修订编制而成。
在修订编制本规范进程中，修订组停止了少量的调查研讨、实验验证，并普遍向全国有关单位和团体征求意见和函审，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。
主要内容有总那么，基本规则，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、维护、控制、信号和测量等。
在本规范执行进程中，如发现需求修正或补充之处，请将意见及有关资料寄交机械工业部设计研讨院〔北京王府井大街277号，邮政编码100740〕，以便今后修订时参考。
机械工业部
1993年5月
第一章 总那么
第1.0.1条为使电热设备电力装置〔以下简称电热装置〕的设计执行国度的技术经济政策，做到技术先进、平安牢靠、浪费电能、经济合理、便于维修，制定本规范。
第1.0.2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1.0.3条电热装置的设计除应遵守本规范的规则外，尚应契合国度现行有关规范、规范的规则。
第二章 基本规则
第2.0.1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形成严重损失的多台大型电热装置宜属于一级负荷。
电热装置的辅佐设备的负荷等级应依据事故停电所形成损失或影响的水平确定。
第2.0.2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2.0.3条电热装置应设置能满足维修平安和正确操作要求的联锁装置。
第2.0.4条电热装置的继电维护装置、测量仪表、控制电器和导线的设置，应便于操作、监视和维修，并应防止受热、受潮、受电磁感应、受撞击和积聚灰尘。
第2.0.5条高频、中频电流或工频大电流导体的截面选择和布置，应增加由于集肤效应和邻扰效应所惹起的导体中电流的不平均散布。
第2.0.6条电热装置导体的支架、维护遮板、套管、铠装、紧固件和临近的金属部件的设置和资料的选择，当在频率较高或电流较大时应减小感应发热的影响。
第2.0.7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2.0.8条单台功率等于或大于400KW的电热装置，当其自然功率因数较低时，应装设独自的无功功率补偿装置,假定经技术经济比拟采用集中补偿有利时或当工厂、车间无功功率富有时，可不装设独自的补偿装置。
第2.0.9条电热装置的无功功率补偿装置采用电力电容器时，其功用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2.0.10条电热装置宜采用闭路冷却，在闭路系统中不得发生气泡。
第2.0.11条电热装置冷却水系统的设置,应便于监视其任务状况；并应依据需求装设水温、水压、流量等信号和维护装置。
必要时应采取分断电热装置的电源等平安措施。
第2.0.12条衔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走漏电流不超越20mA或采取其他平安措施。
第2.0.13条多台单相电热装置应平均地接在三相电路上。
第2.0.14条单相电热装置的容量较大时，应验算电热装置惹起的负序电流和负序电压对电网的影响；当超越现行国度规范的允许值时,应将单相负荷衔接到更大短路容量的电网点或设置相平衡装置。
当在运转进程中不经常发生不平衡时,应装设三相电网间可切换单相负荷的切换电器。
当工艺进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2.0.15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2.0.16条电热装置的电力负荷惹起公用电网电压波形的非正弦畸变不应超越现行国度规范的要求；当不能满足要求时,应采取装设谐波过滤装置等措施。
第2.0.17条在变压器室空中上1.9m以下的电炉变压器的周围突出局部与变压器室内墙之间的最小距离应契合表2.0.17的规则。
电炉变压器与室内墙之间的最小距离〔m〕 表2.0.17
电炉变压器容量〔MVA〕
＞0.4
0.4～0.85
＞12.4
前面墙〔靠电炉〕
0.6
0.8
侧墙和后墙
0.8
1.0
1.2
第2.0.18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1kV的直流或交流工频、低频和中频的电路中，可采用绝缘浸渍处置的石棉水泥板〔块〕；当电压小于500V时,亦可采用浸渍处置〔在枯燥油中浸渍〕的木材；当电压大于1kV小于1.6kV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〕，应采用耐震资料。
电压大于和等于1.6kV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1.5kA和中频、高频任何电流值时，绝缘子的附件应采用铝材，当用铝屏蔽维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1.5kA和中频、高频任何电流值时,宜采用由非磁性钢板制成弯形正面的型截面或焊接正面和硅铝合金部件，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2.0.19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，当产品要求未规则绝缘电阻值时,母线组同极〔不同相〕母线间的绝缘电阻应契合表2.0.19的规则。
母线组不同极〔不同相〕母线间的绝缘电阻〔KΩ〕 表 2.0.19
功率〔MVA〕
电压〔KV〕
＜1
1～＜1.6
1.6～＜3
3～15
＜5
10
20
100
500
5～25
5
10
50
250
＞25
2.5
5
25
100
注：
绝缘电阻采用电压为2.5kV的兆欧表，并断劝导电体与变压器、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2.0.20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契合表2.0.20的规则。
第2.0.21条电热装置需求在距装置空中2m及以上高度停止维护的局部，应设置有维护栏和固定梯的平台，不得采用活动式梯,在维护人员能够触及装置带电局部的区域内，平台、护栏和梯应采用难熄灭资料，任务平台的走道板应有阻燃的绝缘资料的掩盖物。
第2.0.22条电热设备液压系统的蓄势泵和充油装置，当其油量60kg及以上时，应设置事故排油设备。
第2.0.23条对危及任务人员平安或电热装置正常运转的静电荷，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〔mm〕 表 2.0.20
导体装设场所
直 流
交 流
＜1KV
1～3KV
50Hz
500～1000Hz
＞1000Hz
＜0.2KV
0.2～＜1KV
1～＜3KV
＜0.6KV
1.6～＜3KV
＜15KV
枯燥、无尘
12
20～30
10
15
20～30
15～20
20～30
30～140
枯燥、无尘
16
30～150
12
20
25～35
20～25
25～35
35～150
注：
①上表系指母线高为250mm以下，当高于此值时最小净距应添加5～10mm。
②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3.1.1条电炉应设置与供电系统衔接的公用变压器。
电炉变压器的容量选择，应契合工艺规则的用电制度和变压器允许的过负荷才干，其二次电压和调压方式，应契合工艺进程的要求，其一次电压的选择，应依据供电的技术经济比拟确定。
第3.1.2条电炉的供电系统应复杂，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3.1.3条三相电弧炉任务短路惹起供电母线的电压动摇值不应超越2.5%，但专供电弧炉用的变电所二次母线的电压动摇不应受此限制。
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动摇的措施。
第3.1.4条有任务短路的电炉装置，应采取限制任务短路电流在电气设备允许范围内的措施。
三相电弧炉装置的任务短路电流，不应大于电炉变压器额外电流的3.5倍。
当采用电抗器限制短路电流时，电抗器应设旁路开关。
第3.1.5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外容量的120%计算；开关设备和互感器的额外电流可按大于120%选择。
第3.1.6条三相电弧炉装置应采用具有频繁操作功用的操作断路器。
第3.1.7条电弧炉和矿热炉变压器应采取以下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3.1.8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3.1.9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 维护、控制、信号和测量
第3.2.1条电炉变压器应装设缺点短路的电流速断维护、变压器过负荷维护和变压器及其有载分接开关的瓦斯维护，并应契合以下规则：
一、缺点短路的电流速断维护，其整定值应躲开电炉的最大任务短路电流。
二、变压器过负荷维护，应采用反时限特性的过电流继电器,维护的整定值应思索电极的提升速度，宜在3倍额外电流时6s左右举措；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维护。
三相电炉变压器过负荷维护应为三继电器式。
三、变压器及其有载分接开关的瓦斯维护，重瓦斯举措于电炉变压器一次侧断路器跳闸，轻瓦斯举措于信号。
第3.2.2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替代二次侧大电流互感器。
但应换算变流比，其相位应分歧。
第3.2.3条电炉装置应接地，接地电阻不应大于4Ω；在高土壤电阻率地域不宜大于10Ω。
第3.2.4条三相电弧炉应设电极自动调理器。
矿热炉宜设电极自动调理器，但小型矿热炉可采用手动操作。
电极自动调理器应具有由自动操作转为手动操作的功用。
第3.2.5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理器的电压信号变压器烧损的隔直电容器。
第3.2.6条三相电弧炉的电极自动调理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3.2.7条在大型矿热炉的操作平台处宜装设事故断电开关。
第3.2.8条采用钥匙控制电炉的通电时，钥匙应仅在分断位置时才干够取下。
第3.2.9条应在电炉操作区域内操作人员能看清的中央装设通电及断电的指示灯。
第3.2.10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3.2.11条电炉装置应装设以下信号：
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、油循环系统缺点的信号；
五、水或风冷却系统缺点的信号；
六、操作电源失压的信号；
七、依据工艺要求的其他信号。
第3.2.12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。
10t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；5t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。
当采用电极自动调理器时，应装设监视调理器任务的仪表。
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3.3.1条一台电炉装置的变压器、电抗器、操作断路器、隔分开关、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。
电炉变压器应接近电炉以延长短网长度；必要时可抬高变压器的装置高度。
第3.3.2条门向车间内开的电炉变压器室，应设置容量为100%变压器油量的贮油池，或将油排到平安处所的设备。
第3.3.3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中央。
第3.3.4条电炉变压器室可设开向控制室的防火门。
第3.3.5条电炉装置宜设控制室，并宜采用控制台。
控制室空中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举措和炉前状况。
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。
1000V以下的电力设备，可装设在控制室内。
第3.3.6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3.3.7条电炉平台下和软电缆下应设置防止人员进入的正告牌或栅栏。
第四节 短网
第3.4.1条经常有任务短路的电炉装置，应采用铜母线。
负荷颠簸的电炉装置可采用铝母线，但应设置牢靠的铜铝过渡接头。
第3.4.2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；5t及以上的三相电弧炉，宜采用水冷软电缆。
第3.4.3条矿热炉的母线应设置防止炉料喷溅或热辐射的防护设备。
第3.4.4条对短网母线紧固，其垫块应采用绝缘浸渍处置的石棉水泥板或纤维压板；当电压在500V以下时，可采用绝缘浸渍处置的木材。
第3.4.5条10000A及以上电炉短网的动动摇计算，应计入母线交叉及转弯处能够添加的电磁力。
导体支架间的距离，应停止谐振校验。
第3.4.6条5000A及以上的电炉短网与变压器之间，应采用可挠性衔接。
第3.4.7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确实定,应在炉体倾动和炉盖旋转时使其软电缆尽量短。
第3.4.8条在电炉变压器的短网停止电焊时，应采取防止由于电炉变压器二次侧带电使一次侧发生高电压形成风险的措施。
第3.4.9条在测量电弧炉短网阻抗值和其不平衡率停止运转短路实验时，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3.5.1条30t及以上的三相电弧炉，当冶炼工艺需求时，可装设电磁搅拌装置。
第3.5.2条电磁搅拌装置应能按工艺要求改动运转方式。
第3.5.3条电磁搅拌装置的低频电源，应能调整低频频率及功率。
第3.5.4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发生的高次谐波影响的电抗器。
第3.5.5条电磁搅拌装置应装设以下测量仪表：
一、交流电源侧：
电流表、电压表、有功功率表和有功电度表。
二、低频输入侧：
电流表、电压表、频率表和有功功率表。
第3.5.6条装有电磁搅拌装置的电炉，应装设漏炉维护装置和炉壳测温元件。
第六节 炉外精炼装置
第3.6.1条炉外精炼装置的加热工位的主电路系统，维护、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则。
第3.6.2条炉外精炼装置的加热工位的中心线宜与电炉变压器高压端子中心线分歧。
第3.6.3条炉外精炼装置变压器室高压母线出线孔的标高宜位于电极横臂水冷导电铜管最洼位置标高与最低位置标高的中点。
第3.6.4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3.6.5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3.6.6条炉外精炼装置变压器额外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4.0.1条工频感应电热装置的变压器一次侧电压的选择，应依据供电的技术经济比拟确定。
变压器的容量、二次侧电压和调压方式等，应契合工艺的要求。
第4.0.2条工频感应电热装置的硬母线，可采用铝导体。
第4.0.3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契合以下规则：
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理；
三、电容器组与感应线圈间的导体长度短。
第4.0.4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，并不宜大于额外电流的3～5倍。
第4.0.5条工频感应电热装置应按以下要求装设维护：
一、装设短路维护，举措于分断主电源；
二、装设冷却水中止、水压缺乏或水温过高的维护，举措于信号及分断主电源；
三、1.5t及以上感应熔炼装置，装设漏炉维护或监察措施，举措于信号及分断主电源；
四、400kVA及以上的变压器，装设过负荷维护，举措于信号。
第4.0.6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。
无公用变压器的工频感应电热装置的测量仪表可适当增加。
第五章 中频感应电热装置
第5.0.1条本章适用于频率大于工频，并小于或等于10kHz的熔炼、淬火、透热等感应电热装置。
第5.0.2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5.0.3条中频电源装置并联运转，应契合产品技术条件的要求。
第5.0.4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契合以下要求：
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理；
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5.0.5条在频率为8kHz及以上的电动发电机组应装设空载限制器。
当任务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5.0.6条变频装置的电动发电机组发生的噪声大于80dB〔A〕时，电动发电机组应装设在电机室内。
第5.0.7条固定敷设的中频线路宜采用铝导体。
第5.0.8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5.0.9条中频10kHz以下的电路中当采用钢铠装电缆或套钢管导线敷设时,必需应用电缆的一个芯线或同一钢管中的导线作为往来电流回路。
第5.0.10条在中频回路中采用矩形母线时，应契合以下要求：
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契合本规范表2.0.20的规则；
三、母线的夹板、隔板宜采用绝缘浸渍处置的硬木、塑料或层压绝缘板等资料制造。
第5.0.11条中频感应电热装置，应装设以下维护举措于信号及分断主电源：
一、过电流和过电压维护；
二、冷却水中止、水压缺乏和水温过高的维护；
三、容量较大的熔炼炉装设漏炉维护。
第5.0.12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5.0.13条中频电源装置宜装设在独自房间内；当任务环境条件容许时，晶闸管变频器可不装设在独自房间内。
第六章 高频感应电热装置
第6.0.1条本章适用于频率大于10kHz，并小于或等于300MHz的熔炼、淬火等感应电热装置。
第6.0.2条高频电源装置可采用电子管振荡器。
第6.0.3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损伤的局部屏蔽措施。
第6.0.4条高频感应电热装置的电源线路，应装设滤波器。
第6.0.5条容量较大的高频感应电热装置，宜装设在独自房间内或任务隔间内。
第6.0.6条高频感应电热装置发生的无线电搅扰超越现行国度规范辐射允许值时，应设置屏蔽室。
第6.0.7条高频感应电热装置的屏蔽室，应契合以下要求：
一、屏蔽室的结构型式及资料，应依据屏蔽要求确定；
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6.0.8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4Ω，并宜与车直接地支线衔接。
第6.0.9条电子管振荡器的振荡回路和高压整流局部，应装设联锁装置；当柜门开启时，应能自动分断电源。
第6.0.10条电子管振荡器当冷却水流量、水压不正常或水温过高时，应设收回信号或分断电源的装置。
第七章 电阻炉
第7.0.1条本章适用于普通直接加热的成套工业电阻炉。
第7.0.2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外电流，宜按以下条件计算：
一、无电炉变压器的金属发热元件电阻炉，按电阻炉额外功率的1.1倍
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