第一章 總則
第1.0.1條 電熱設備電力裝置(以下簡稱電熱裝置)的設計必須認真執行國家的技術經濟政策,并應做到技術先進、安全可靠、節約電能、經濟合理、便于維修。
第1.0.2條 本規范適用于新建的電弧爐、礦熱爐、感應電爐、感應加熱器和電阻爐等電熱裝置的設計。
第1.0.3條 電熱裝置的設計除應遵守本規范的規定外,尚應符合本規范未作規定的其他國家標準和規范的有關規定。
第二章 一般規定
第2.0 1條 事故停電將在經濟上造成重大損失的多臺大型電熱裝置宜屬于一級負荷。
電熱裝置的輔助設備(如傾爐裝置、冷卻水等)的負荷等級應根據事故停電所造成損失或影響的程度確定。
第2.0.2條 電熱裝置的變壓器、變頻或變流裝置與電爐或加熱器的距離應盡量減小,但應便于維護和檢修。
第2.0.3條 電熱裝置應有必要的聯鎖,以滿足其機械和電氣設備的安全維護和操作程序的要求。
第2.0.4條 電熱裝置的繼電保護裝置、測量儀表、控制電器和導線的安裝,應便于操作、監視和維修,并應盡量避免受熱、受潮、受撞擊和積聚灰塵。
第2.0.5條 高頻 中頻電流或工頻大電流導體的截面選擇或布置,應盡量減少由于集膚效應和鄰擾效應所引起的導體中電流的不均勻分布。
第2.0.6條 電熱裝置導體的支架、保護遮板的緊固件等的裝置和材料的選擇應考慮在頻率較高或電流較大時所造成感應發熱的影響。
第2.0.7條 電熱裝置電路(特別是短網)的配置,應盡量做到電阻和電抗較小。
第2.0.8條 功率因數較低的電熱裝置,應采取無功功率的補償措施。
第2.0.9條 電熱裝置冷卻水系統的裝設,應便于監視其工作狀況,并應根據需要裝設水溫、水壓、流量等信號和保護裝置。
第2.0.10條 連接水冷工頻導體與金屬給排水管間的絕緣水管,其內徑和長度的選擇,應使絕緣水管內的泄漏電流不超過20-50毫安。
第2.0.ll條 多臺單相電熱裝置應盡量均勻地接在三相電路上。
第2.0.12條 對大容量單相電熱裝置,應驗算電熱裝置引起的負序電流和負序電壓對電網的影響,如超過允許值(發電機見現行國家標準《電機基本技術要求》)時,應采取措施。
第三章 電弧爐和礦熱爐裝置
第一節電爐裝置的主系統
第3.1.1條 電爐應設置專用變壓器與供電網絡連接。電爐變壓器的容量選擇,應符合工藝規定的用電制度和變壓器允許的過負荷能力;其二次電壓和調壓方式,應符合工藝過程的要求;其一次電壓的選擇,應考慮供電的技術經濟合理性。
第3.1.2條 電爐的供電系統,應盡量簡化,并應使操作簡單。單臺電爐裝置一般由一回R供電。電爐變電所不宜引接向外部送電的高壓線路。
第3.1.3條 三相電弧爐工作短時引起供電母線的電壓波動值不應超過5%,但專供電弧爐用的變電所母線的電壓波動不應受此限制。
第3.l.4條 有工作短路的電爐裝置,應采取措施以限制工作短路電流在設備允許范圍內。三相電弧爐裝置的工作短路電流,不應大于變壓器額定電流的 3-3.5倍。
第3.1.5條 三相電弧爐裝置主系統的導體載流量一般按變壓器額定容量的120%計算;開關設備和互感器的額定電流可按大于上述數值選擇。
第3.l.6條 三相電弧爐裝置應采用具有頻繁操作性能的操作斷路器,如其空斷路器、空氣斷路器和六氟化硫斷路器等。容量為5噸及以下的三相電弧爐裝置,可采用多油斷路器。
礦熱爐可采用少油或多油斷路器。
第3.1.7條 一次側電壓為35千伏及以上的電弧爐變壓器,應在操作斷路器與變壓器之間裝設閥型避雷器以限制操作過電壓。一次側電壓為6-l0千伏的電弧爐變壓器,當采用真空斷路器作為操作斷路器時,應采取相應措施限制操作過電壓。
第二節保護、控制、信號和測量
第3.2.1條 電爐變壓器應裝設下列繼電保護:
一、故障短路的電流速斷保護,其整定值應躲開電爐的最大工作短路電流。
二、變壓器過負荷保護,應采用反時限特性的過電流繼電器,整定時限應考慮電極的提升速度,一般在三倍額定電流時5-10秒動作。
礦熱爐可采用定時限過電流繼電器。
三相電爐變壓器過負荷保護應為三繼電器式。
三、變壓器的瓦斯保護,重瓦斯動作于電爐變壓器一次側斷路器跳閘,輕瓦斯動作于信號。
四、變壓器油溫保護,應動作于信號。
第3.2.2條 電爐裝置應接地,接地電阻不應大于4歐;在高土壤電阻率地區可不大于10歐。
第3.2.3條 煉鋼電弧爐應有電極自動調節器,礦熱爐可采用手動操作。
電極自動調節器應能由自動操作轉為手動操作。為使電極自動調節器正常工作,應盡量減少其電壓信號回路中性點與爐底間的電壓降。
第3.2.4條 在大型礦熱爐的操作平臺處宜裝設事故斷電開關。
第3.2.5條 電爐裝置一般裝設下列信號:
一、電爐的“通電”及“斷電”的信號;
二、調壓裝置在四級及以上時.指示電壓等級的信號;
三、反映煉鋼電弧爐每相電弧電壓的信號;
四、油循環系統故障的信號;
五、水或風冷卻系統故障的信號;
六、操作電源失壓的信號;
七、根據工藝要求的各種生產聯系的信號。
第3.2.6條 電爐裝置應裝設有功電度表、無功電度表、電流養和電壓表, 10噸及以上的電弧爐宜裝設三相有功功率表, 大型礦熱爐宜裝設三個單相有功功率表。上述儀表應裝設在電爐變壓器高壓側,5噸及以下電弧爐的儀表可裝設在配電所。
電爐裝置應裝設顯示電極電流、電壓值的電流表和電壓表。當采用電極自動調節器時,一般還裝設監視調節器工作的儀表。
煉鋼電弧爐的電流表,應有過負荷量程。
第三節電力設備的布置
第3.3.1條 屬于同一臺電爐裝置的變壓器、電抗器、操作斷路器、隔離開關、切換開關和互感器等,可裝設在同一房間內。需經常操作的斷路器和開關,宜采用遠方機械傳動或電動操作。
第3.3.2條 門向車間內開的電爐變壓器室,應設置容量為100%變壓器油量的貯油池,或將油排到安全處所的設施。
門向車間外開的大容量電爐變壓器宜設置容量為100%變壓器油量的擋油設施。
第3.3.3條 電爐變壓器室可設有開向控制室的防火小門。
第3.3.4條 電爐裝置宜設有控制室,并宜采用控制臺。控制室地面的標高以及觀察窗和控制臺的位置,應使操作人員能觀察到所操作機械設備的動作和爐前情況。控制室應盡量采取防煙塵侵入的措施。
1000伏以下的電氣設備,可裝設在控制室內。
第3.3.5條 須在爐旁操作電爐裝置的機械,應在爐旁設置操作點。
第四節短網
第3.4.l條 負荷平穩的電爐裝置可采用鋁母線。經常有工作短路的電爐裝置,應采用銅母線。
第3.4.2條 從硬母線引至電爐可動接線板的軟電纜,應防止磨損和短路; 5噸及以上的煉鋼電弧爐,宜采用水冷軟電纜。
第3.4.3條 多相電爐裝置,應盡量使各相阻抗相等。
第3.4.4條 礦熱爐的母線束應有保護,使不受爐料噴濺造成短路。對敞開式的礦熱爐,還應盡量防止熱輻射的影響。
第3.4.5條 對短網母線應加強緊固,其墊塊應采用石棉水泥板或油浸處理的硬木等制作。
第3.4.6條 10000安及以上電爐短網的動穩定計算,應計及母線交叉及轉彎處可能增加的電磁力。
導體支架間的距離,應校驗產生局部和全部諧振的可能性。
第3.4.7條 5000安及以上的電爐短與變壓器之間,應采用可撓性連接。
第3.4.8條 煉鋼電弧爐中心線與電爐變壓器室外墻間的距離和墻上短網出線口位置的確定,應使爐體傾動和爐蓋旋轉時軟電纜盡量短。
第五節電磁攪拌裝置
第3.5.1條 30噸及以上的電弧煉鋼爐,宜裝置電磁攪拌裝置。
第3.5.2條 電磁攪拌裝置應能按工藝要求改變運動方式。
第3.5.3條 電磁攪拌裝置的低頻電源,應能調整低頻頻率及功率。
第3.5.4條 電磁攪拌裝置采用可控硅變頻電源時,在其工頻電源側應裝設提高功率因數用的電容器,在電容器前宜串聯電抗器以限制可控硅變頻裝置所產生的高次諧波的影響。
第3.5.5條 電磁攪拌裝置應裝設下列測量儀表:
交流電源側電流表、電壓表、有功功率表和有功電度表。低頻輸出側電源表、電壓表、頻率表和有功功率表。
第3.5.6條 裝有電磁攪拌裝置的電爐,應裝設漏爐保護裝置和爐殼測溫元件。
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第四章 工頻感應電熱裝置
第4.0.1條 工頻感應電熱裝置的變壓器一次側電壓的選擇,應考慮供電的技術經濟合理性。變壓器的容量、二次側電壓和調壓方式等,應符合工藝的要求。
第4.0.2條 工頻感應電熱裝置的硬母線,應采用鋁導體。
第4.0.3條 在工頻感應電熱裝置的感應電路中,應裝設符合下列要求的電容器組:
一、電容器組的容量,應符合負荷功率因數在最低值時的補償要求;
二、電容器組的容量應能調節;
三、電容器組與感應線圈間的導體長度應盡量短。
第4.0.4條 工頻感應電熱裝置的合閘沖擊電流,應小于電力網允許值,一般不大于額定電流的3~5倍。
第4.0.5條 工頻感應電熱裝置應裝設下列保護:
一、應裝設短路保護,動作于斷開主電源;
二、應裝設冷卻水停止、水壓不足或水溫過高的保護,動作于信號及斷開主電源;
三、2噸及以上感應熔煉爐裝置,應裝設爐襯侵蝕過度和產生裂紋的保護,動作于信號及斷開主電源;
四、5000千乏及以上的電容器組,應裝設過電壓保護,動作于信號及斷開主電源;
五、400千伏安及以上的變壓器,宜裝設過負荷保護,動作于信號。
第4.0.6條 工頻感應加熱裝置應裝設電流表、電壓表、功率因數表、有功功率表和有功電度表。無專用變壓器的工頻感應電熱裝置的測量儀表可適當減少。
第五章 中頻感應電熱裝置
第5.0.1條 本章適用于頻率為400-10000赫的熔煉、淬火、透熱等感應電熱裝置。
第5.0.2條 中頻電源可采用變頻機組或可控硅變頻器。
為提高中頻電源裝置的利用率,對多臺交叉作業的電熱裝置宜由共用的中頻電源供電。
第5.0.3條 中頻電源裝置并聯運行,應符合產品技術條件的要求。
第5.0.4條 在中頻感應電熱裝置的感應回路中,應裝設符合下列要求的電容器組:
一、電容器組的容量應符合負載功率因數在最低值時的補償要求;
二、當采用變頻機組時,電容器組的容量應能調節;
三、電容器組與感應加熱器或淬火變壓器間的導體長度應盡量短。
第5.0.5條 按允許載流量選擇中頻線路的導體截面時,一般需將導體的直流或工頻長期允許載流量換算為中頻長期允許載流量。
第5.0.6條 固定敷設的中頻線路應采用鋁導體。
第5.0.7條 為減小中頻線路的電阻和電抗,中頻導體宜用中頻同軸電纜、同軸布置的管形母線或平行布置的矩形母線。采用普通的電力電纜或穿鋼管絕緣導線時,應采用下列措施:
一、鋁包單芯電纜應利用鋁套作返回線;
二、多芯電纜或絕緣導線,其相鄰的導體應盡量為不同的極性;
三、當采用鎧裝電纜或穿鋼管的絕緣導線時,應盡量使每根電纜或鋼管內往返的電流平衡。
第5.0.8條 在中頻回路中采用矩形母線時,應按下列要求裝設:
一、對于平行布置的多片母線應寬面相對,相鄰的母線應為不同的極性。
二、矩形母線間的距離一般為:
500伏及以下為10-15毫米;
750-1000伏為15-20毫米;
1500伏為20-25毫米;
2000伏為25-30毫米;
3000伏為35-40毫米。
三、母線的夾板、隔板宜采用油浸處理的硬木、塑料或層壓絕緣板等材料制作。
第5.0.9條 中頻感應電熱裝置應裝設下列保護:
一、過電流和過電壓保護;
二、冷卻水停止、水壓不足和水溫過高的保護;
三、容量較大的熔煉爐裝設爐襯侵蝕或產生裂紋的保護。
第5.0.10條 中頻電源裝置的中頻回路中,應裝設電流表、電壓表和有功功率表,對于變頻機組還應裝設功率因數表,并應在勵磁回路中裝設電流表。對于可控硅變頻器,在直流回路中應裝設電流表和電壓表。
第5.0.ll條 中頻電源裝置宜裝設在單獨房間內。當工作環境條件許可時,可控硅交頻器可不裝設在單獨房間內。
第六章 高頻感應電熱裝置
第6.0.1條 本章適用于頻率為150千赫以上的熔煉、淬火等感應電熱裝置。
第6.0.2條 高頻電源裝置一般采用電子管振蕩器。
高頻電源裝置應有金屬屏蔽外殼。高回路中外露的導體和電氣設備(包括淬火變壓器和感應加熱器)應盡量采取局部屏蔽措施,以減少高頻電場對人體的影響。
第6.0.3條 高頻感應電熱裝置的電源線路,應裝設濾波器。
第6.0.4條 容量較大的高頻感應電熱裝置,宜裝設在單獨房間內或工作隔間內。
第6.0.5條 高頻感應電熱裝置產生的無線電干擾超過允許值時應設置屏蔽室,但符合下列條件時不設置:
一、產生的干擾不影響附近無線電通訊、計測、控制和其他電子設備的正常工作;
二、高頻感應電熱裝置的安裝地點遠離無線電臺、導航站,或取得無線電管理部門的同意。
第6.0.6條 高頻感應電熱裝置的屏蔽室,應符合下列要求:
一、屏蔽室的結構型式及材料,應根據屏蔽要求確定;
二、屏蔽室的通風口應予屏蔽;
三、濾波器應設置在電氣器線路進入屏蔽室的入口處;
四、屏蔽網、濾波器和其他金屬管道均應接地。
第6.0.7條 高頻電源裝置的金屬外殼應就近單獨接地,其接地電阻不應大于4歐,并宜與車間接地干線連接。
第6.0.8條 電子管振蕩器的振蕩回路和高壓整流部分應裝設聯鎖裝置,當柜門開啟時應能自動斷開電源。
當冷卻水流量、水壓不正常或水溫過高時,應有出信號或斷開電源。
第七章 電阻爐
第7.0.1條 本章適用于一般間接加熱的成套工業電阻爐。
第7.0.2條 電阻爐配電線路的導線載流量、開關設備和熔斷器熔體的額定電流一般按下列條件計算:
一、無電爐變壓器的金屬發熱元件電阻爐,宜按電阻爐額定功率的1.1倍;
二、有電爐變壓器的電阻爐,宜按變壓器最高檔電壓的容量或按電阻爐額定功率的l,2-l.3倍。
第7.0.3條 對硅碳棒等電阻系數變動較大發熱元件的電阻爐宜裝設電流表,并配備調壓變壓器。
第7.0.4條 電阻爐應裝設短路保護。當有幾個加熱區時,每個加熱區宜分別裝設短路保護。
有水冷卻的電阻爐,應裝設水壓不足或水溫過高的保護動作于信號或斷開電源。
第7.0.5條 電阻爐應裝設下列聯鎖裝置:
一、人工裝料的電阻爐,如操作人員有可能觸及危險電壓,應設加料口開啟時斷開電源的聯鎖;
二、有通風裝置的電阻爐,當通風機斷電可能造成設備損壞時,應有斷開電源的聯鎖;
三、根據生產要求對傳動部分和其他附屬裝置應有必要的聯鎖。
第7.0.6條 為減少測溫儀表受振,接觸器、空氣開關等不宜與測溫儀表裝在同一構架上。
第7.0.7條 電力線路不應與測溫導線敷設在同一管中或共用一根電纜。
附錄一 名詞解釋
附錄二本規范用詞說明
一、對條文執行嚴格程度的用詞,采用以下寫法。
1、表示很嚴格,非這樣作不可的用詞:
正面同一般采用“必須”;
反面同一般采用“嚴禁”。
2、表示嚴格,在正常情況下均應這樣作的用詞:
正面同一般采用“應”;
反面詞一般采用“不應”或“不得”。
3、表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣作的用詞:
正面同一般采用“宜”或“一般”;
反面詞一般采用“不宜”。
4、表示一般情況下均應這樣作,但當前由于國家技術經濟水平所限,硬性規定這樣作有困難時,可采用“應盡量”。
5、在某種條件下允許這樣作的用詞,采用“可”。
二、條文中必須按指定的標準、規范或其他有關規定執行的寫法為“按……執行”或“符合……要求”。非必須按所指的標準、規范或其他規定執行的寫法為“參照……”。
注:本規范的用詞是按原因家建委(72)建革施字387號通知《關于設計、施工技術標準規范的統一格式與符號》規定的“統一用詞和用語”。