（免费下载）GB 50673-2011 有色金属冶炼厂电力设计规范
1 总 则
1.0.1 为在有色金属冶炼厂电力设计中贯彻国家有关法律法规和方针政策，统一有色金属冶炼厂电力设计的技术要求，保证工程质量，促进技术进步，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于有色金属冶炼厂新建、改建和扩建工程的电力设计。
1.0.3 有色金属冶炼厂电力设计应从全局出发，统筹兼顾，按企业的特点、负荷性质、用电容量和地区内电力网的供电条件，正确处理供用电的关系，合理确定设计方案。
1.0.4 有色金属冶炼厂电力设计应根据工程建设规模和发展规划、正确处理近期建设和远期发展的关系，以近期为主，做到远近结合。
1.0.5 有色金属冶炼厂电力设计中应选用安全可靠、效率高、能耗低、性能先进的电气产品。
1.0.6 有色金属冶炼厂电力设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术 语
2.0.1 应急照明 emergency lighting
因正常照明电源失效而启用的照明。应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。
2.0.2 等电位连结 equipotential bonding
各电器设备的外露可导电部分和外界可导电部分之间用导体连接，以降低其电位差的电气连接。
2.0.3 总等电位连接 main equipotential bonding
在建筑物电源线路干线处，将PE干线、接地干线、金属管道及建筑物金属构件等相互作电气连接。
2.0.4 外部防雷装置 external lightning protection system
主要用于防直击雷的防护装置，由接闪器、引下线和接地装置组成。
2.0.5 内部防雷装置 internal lightning protection system
主要用于减少和防止雷电流在需防空间内产生的电磁效应的防护装置，由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、综合布线的合理布线系统、浪涌保护器等组成。
2.0.6 共用接地系统 common earthing system
将各部分防雷装置、建筑物金属构件、低压配电保护线(PE)、等电位连接线、设备保护地、屏蔽体接地、防静电接地及接地装置等连接在一起的接地系统。
2.0.7 选择性 selectivity
断路器与连接在同一电路中的另一台短路保护装置，在短路条件下，有故障的负荷或馈电回路从电网断开，非故障回路则继续保持供电。选择性分为全选择性和部分选择性。
2.0.8 隔离器 isolator
断开位置能有效的隔离输入、输出和电源及大地之间的电位，并符合安全隔离功能要求规定的机械型开关电器。
2.0.9 计算机控制系统 computer control system
计算机控制系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统是实现数据运算和控制系统全部设备的总称，包括中央处理器、主存存储器、输入输出控制系统和各种外围设备；软件系统包括系统软件、支援软件、应用软件3个部分。
2.0.10 电炉短网 electric furnace short network
从电炉变压器的低压侧出线端到电极末端之间的大电流载流体，主要包括补偿器、矩形铜排或导电铜管、挠性软电缆、导电横臂或普通电极臂上的导电铜管、石墨电极以及以上各段之间的连接部分，如固定连接座、可动连接座、电极夹持器等部件。
2.0.11 过电流 over current
导电回路超过预定最大电流值时的电流。
2.0.12 短路 short circuit
电源未经过负载而直接由导电材料接通形成闭合回路。
2.0.13 断路 open circuit
当电路的开关没有闭合，或导线没有连接、线路在某处断开的状态(亦称开路)。
2.0.14 中性点 star point
在星形连接的三相电路中，其三个线圈(或绕组)的尾端连在一起的一点称为中性点。
由中性点引出并能用于配电的导线称为中性线。
2.0.15 保护导体 protective conductor
为了安全目的，专门用于将电气装置外界可导电金属部分与地连接的导体(线)，亦称保护接地(PE)线。
2.0.16 接地 grounding
为防止电击或保护设备的安全，把电器设备的金属外壳或底座连接到地线的接线方式。
2.0.17 接地极 earth electrode
埋入土壤或特定导电介质中和大地有电接触的可导电体。
2.0.18 余热电站 waste heat power station
利用生产过程中多余的热能转换为电能的电站。
2.0.19 整流所 commutate place
安装将交流电变换为直流电设备的场所。
2.0.20 环境温度 ambient temperature
表示环境冷热程度的物理量。为环境和大气的热辐射温度。
3 供电与配电
4 余热电站
5 厂区线路
6 电解整流所
7 车间电力设计基本规定
8 重有色金属冶炼厂车间电力设计
9 氧化铝厂车间电力设计
10 铝电解车间电力设计
11 镁钛与工业硅厂车间电力设计
12 炭素厂车间电力设计
13 氟化盐厂车间电力设计
13.0.1 制酸、制盐、压缩空气站和锅炉房等主要生产车间的变电所，技术经济合理时，宜设置两台变压器，受条件限制时可设置一台变压器，并设低压联络线取得备用电源。当一台变压器停止运行，另一台变压器或低压联络线应能满足车间主要负荷的用电。车间变电所应采用户内式。制酸和制盐车间的变电所，不应设置在溶液槽的楼板下，应避免酸、碱溶液的管道从变压器室上部或通风窗一侧通过。
13.0.2 反应窑及其给料机械，宜集中在窑前操作。
13.0.3 反应窑的排风机、洗涤塔的给水泵、氢氧化铝溶解槽和石膏中和搅拌槽等装置的低压电源，应设置备用电源自动投入装置。
13.0.4 反应窑的负压风机和助燃一次风机与炉前的煤气阀门，应联锁控制，并应符合下列规定：
1 在煤气点火前，应先开动负压风机和助燃一次风机。
2 当负压风机突然停止运转时，应立即关闭炉前两个煤气阀，并应打开炉前放散阀。
13.0.5 合成氟化钠冒罐检测报警时，应立即联锁停止加料和搅拌。
13.0.6 电气设备防护等级，应按环境特征选择，并应符合下列规定：
1 制酸、制盐车间的腐蚀性场所应采用IP65，并应满足防腐要求。
2 多尘场所宜采用IP54。
3 高温场所应采取隔热措施。
13.0.7 制酸、制盐车间的配线，应采用塑料外护层铜芯电缆和加盖的防腐型桥架。局部敷设可穿硬塑料管埋设。
14 稀有金属冶炼厂车间电力设计
14.0.1 本章适用于铍、锂、锆、铪、稀土、钽、铌等稀有金属冶炼厂车间电力设计。
14.0.2 各种金属的主要生产车间，应设置车间变配电所。变配电所的位置应避开腐蚀严重和多尘的场所，并应尽量靠近负荷中心。配电室的地面，应高出车间地面100mm～200mm。
14.0.3 稀有金属冶炼厂宜设一座高压配电室，放射式向各主要车间馈电。车间宜采用单台变压器。并从相邻车间取得低压联络线，联络线的负载能力应满足主要生产设备的用电。
14.0.4 厂区电力线路的主干线，宜采用电缆桥架敷设。由电缆桥架引出的支线，一般采用电缆穿管暗设。
14.0.5 湿法冶炼车间的配电线路和控制线路，均应采用电缆桥架敷设，电缆桥架至用电设备处宜采用电缆穿厚壁塑料管敷设。电缆桥架应选用防腐型。
14.0.6 湿法冶炼车间应按工段设置单元控制室。配电设备和控制设备应设置在控制室内。现场应设防腐型控制按钮、开关或采用防护等级较高的工程塑料防腐型密闭箱体。
14.0.7 湿法冶炼车间照明宜选用少盏数、大功率的防腐型灯具，并集中控制。
14.0.8 湿法冶炼车间的接地系统，应有良好的电气连接和可靠的防腐措施，并应便于检修。
14.0.9 干燥器、干燥窑、干燥塔等高温区域内敷设的配电线路应为耐高温电缆。
14.0.10 氧化铍转管炉应采用晶闸管调功器进行温度控制。控制柜必须安装在与管炉间相邻的控制室内。控制室和管炉间应设玻璃隔断，并应密封，控制室应设正压通风。
14.0.11 铍火法冶炼车间的熔炼电弧炉和锆炭化电弧炉，宜设电极升降自动调节器，控制台安装在控制室内。锆炭化电弧炉的电极提升装置应设应急电源。
14.0.12 电弧炉车间的照明灯具应选用防尘型，宜采用高瓦数、少盏数的局部照明方式。
14.0.13 萃取槽的搅拌设备，应采用变频调速。萃取区应设置36V局部照明灯。
14.0.14 锆和稀土煅烧设备，应采用计算机装置对多参数实行综合程序控制。
14.0.15 钽金属的钠还原炉冷却水断水时，应自动断电并发出信号。
14.0.16 各生产车间均应根据需要设置检修开关箱。湿法冶炼车间应选用密闭防腐型检修开关箱。
14.0.17 存放和掺和易燃、易爆有机溶剂的原料库、生产工序、生产过程中有粉尘产生的车间的电气设计，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
15 硬质合金厂车间电力设计
15.0.1 本章适用于硬质合金厂的还原、制粉、压制、烧结、深加工及辅助车间电力设计。
15.0.2 硬质合金厂各主要车间应设车间变电所，大、中型硬质合金厂的车间变电所应设两台或以上变压器，变压器电源应取自不同母线段，低压侧设母联开关。当一台变压器停止运行时，另一台变压器应能负担车间主要负荷。当电源受限制时，小型硬质合金厂的车间变电所，也可仅设一台变压器，但应设低压联络线，当变压器停止运行时，联络线宜能负担车间主要负荷。
15.0.3 还原及烧结车间的大型用电设备，宜采用放射式一级配电，其余用电设备宜采用干线式或混合式配电。配电线路宜选用电缆沿电缆桥架敷设方式，若条件不允许时，也可采用其他敷设方式。
15.0.4 还原炉及烧结炉的各温度带的电加热元件，应分别配电，各温度带的单相负荷和车间内其他同类型单相负荷，应在各相均匀分配，使车间的三相负荷尽量平衡。
15.0.5 还原炉及烧结炉均应按炉设置配电控制柜，配电控制柜宜安装在与炉体设备毗邻的可直接观察炉体设备的控制室内。配电控制柜应能对还原炉或烧结炉各温度带的温度按工艺要求进行独立控制和调节。
15.0.6 还原炉及烧结炉的温度调节，当加热元件采用镍铬丝材料时，宜采用晶闸管调功器；采用钼丝材料时，应采用晶闸管调压器。
15.0.7 当采用晶闸管调功器，特别当调功器所控制设备较多时，应合理配置设备负荷，使变压器留有一定富余量，避免造成较大的电压波动。或将照明回路和一些对电压波动较敏感的设备接于另一台变压器。
15.0.8 烧结炉、碳化炉、中频炉等的冷却水系统，应采用双电源供电。若受条件限制并经过技术经济比较，可采用EPS电源供电。
15.0.9 垂熔炉变压器宜设置在垂熔炉近旁。
15.0.10 冷、热等静压机的配电及控制设备应安装于近旁的专用控制室内。专用控制室与设备机房之间的观察窗口应选用高强度抗异物冲击玻璃。
15.0.11 多管还原炉的推舟机及其炉门，宜采用计算机装置进行控制。推舟机的机械过负荷开关动作时，应停止推舟机并发出声光报警信号。
15.0.12 原料混合或制粒间的通风机，应能在通风机房和生产设备旁两地控制。通风机房应装设控制按钮及检修安全开关；生产设备旁亦应装设控制按钮及能正确反映通风机工作状态的指示灯或仪表，设备发生故障时应有声光报警信号。
15.0.13 含有导电合金粉末的生产车间的现场配电、照明、控制、检修箱，应采用防护等级不低于IP54的箱体。
15.0.14 中频炉供电设备宜选用成套静止变频器。
15.0.15 为中频炉配电的低压母排N线宜与相线同截面，配电线路中的N线应与相线同截面。
15.0.16 在还原炉、中频炉、振动筛、舟台等处宜设局部照明灯。
15.0.17 以氢气作为还原和养护的车间屋顶自然通风器的金属外壳，应不少于两点与屋面避雷带连接。
15.0.18 当以氢气作为还原和养护的车间内，无氢气回收、有明火、墙面安装有强排风机，屋顶孔洞安装自然通风器时，除强排风机、氢气报警装置的回路按现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定执行外，其余可按常规车间配电。
15.0.19 存放和掺和易燃易爆有机试剂的原料库、原料制备车间，以氢气作为还原和养护且有氢气回收装置，无明火的车间，氢气制备、氢气回收及净化车间的电气设计，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定。
16 半导体材料厂车间电力设计
16.0.1 本章适用于半导体硅、锗和化合物材料生产厂的多晶、单晶及片加工生产车间电力设计。
16.0.2 三氯氢硅合成炉和多晶硅氢还原炉的高压启动设备仅在启动时短时工作，可不参与负荷计算和无功功率补偿计算。
16.0.3 三氯氢硅合成炉工频感应线圈的计算，宜采用实验曲线法，计算方法见本规范附录G。
16.0.4 三氯氢硅合成、精馏提纯、四氯化硅氢化、氢还原及尾气回收装置等控制系统的电力设计，应与仪表专业统一考虑，使控制检测装置协调一致。电控及仪表监测设备应集中安装在同一控制室内。控制室应正压通风。
16.0.5 多晶硅氢还原炉的高压启动设备或硅芯预热装置，常压供电设备和切换开关，可集中安装在同一电气室内。当采用充油式供电设备时，其防火要求应符合本规范第3.8节的有关规定。
16.0.6 多晶硅氢还原炉电气室，应与多晶硅氢还原炉室相毗邻，两室之间严禁开设门窗及其他孔洞，电源线穿越墙和楼板的地方应进行严密封堵，与电气室无关的管道严禁通过电气室，必须通过时，应采取隔离措施。
16.0.7 多晶硅氢还原炉的控制室与电气室之间，应设置便于联系的通道。
16.0.8 多晶硅氢还原炉用硅芯生产时，在控制室、电气室和多晶硅氢还原炉室，均应设置声光信号。电气室应装设有电气联锁的安全门，门上应设标志灯，高压启动前应有报警信号并自动锁门，高压启动后自动解除。
16.0.9 当单晶和多晶车间的主要用电设备为单相负荷时，供电变压器的中性线截面应与相线截面相同，供电变压器的接线组别，应采用D，yn11。
16.0.10 每台单晶炉和区熔炉附近，均应设开关箱，箱内应设向主回路和控制回路供电的刀开关及一定数量的检修插座。
16.0.11 单晶炉、区熔炉及物理测试仪表，应由同一台变压器供电；物测室的供电电源尚应采取稳压措施。
16.0.12 高频区熔炉和外延生长炉，均应装设电源滤波器，并应符合下列规定：
1 滤波器应安装在屏蔽室外墙上便于接线的地方。
2 滤波器外壳接地和屏蔽室接地应共用一套接地装置。
3 接地装置应采用镀锌铜板制作，其面积宜为1m2～2m2，厚度宜为5mm。
4 镀锌铜板应立埋于地下，上端距地面不应小于2m。
5 接地线的长度严禁小于1／4工作波长或1／4工作波长的奇数倍。
16.0.13 未装设屏蔽设施的区熔室内，由滤波器至用电设备的线路，应进行屏蔽。
16.0.14 每台区熔炉均应设置一个独立的槽路接地装置，该装置应设置在区熔炉的地下距槽路最近的地方。接地装置的形式和要求应符合本规范第16.0.12条第3款、第4款的规定。
16.0.15 氢还原炉、单晶炉、区熔炉和外延炉，当冷却水断水时，应切断电源并应有信号显示。
16.0.16 物测室的电源进线处，应装设电源滤波器；电源滤波器外壳与屏蔽室接地应共用一套接地装置，并一点接地。接地装置的形式和要求应符合本规范第16.0.12条第3款、第4款的规定。
16.0.17 物测室的电力和照明电源，均应从滤波器后引接，物测室的照明光源宜采用白炽灯。
16.0.18 穿越屏蔽室的电力、照明线路，在屏蔽室内均应采取屏蔽措施。线路的保护管或波导管在穿越处均应与屏蔽网(板)做环路连续焊接。
16.0.19 单晶车间、区熔室、物测室及片加工生产的电力设计，除应符合本章规定外，尚应符合现行国家标准《洁净厂房设计规范》GB 50073的有关规定。
17 公用设施电力设计
附录A 有色金属冶炼厂一级负荷用电设备表
附录A 有色金属冶炼厂一级负荷用电设备表
表A.0.1 一级负荷用电设备表
注：一级负荷中特别重要的负荷见本规范第3.1.1条。
附录B 有色金属冶炼厂三级负荷用电设备表
附录B 有色金属冶炼厂三级负荷用电设备表
表B.0.1 三级负荷用电设备表
附录C 整流机组继电保护整定计算
C.0.1 第一套为瞬动过电流保护，须躲开变压器的励磁涌流，并应按大于变压器的额定电流整定，且不必考虑继电器的返回系数。继电器的动作电流应按下式进行计算：
式中：Kk——可靠系数，取1.5～3；
Kjk——接线系数，当继电器接于相电流时，Kjx＝1；
Keb——电流互感器变比；
I1e——变压器一次侧额定电流；
Idz——继电器动作电流。
C.0.2 第二套为延时过电流保护，继电器的动作电流应按式(C.0.1)进行计算，但可靠系数Kk取1.1～1.5，延时整定值取0.3s～0.5s，并应计及继电器返回系数；同时应有合闸后能将延时取消的装置。保护装置的灵敏系数应按下式进行计算：
式中：Id——对第一套保护应取第二套保护用电流互感之前的两相短路电流值；对第二套保护取整流变压器一组二次绕组的两相短路电流；且按调压变压器实际所在的无励磁调压段的最低调压级和在系统最小运行方式下的短路容量进行计算。
C.0.3 第一套保护装置的灵敏系数KLm不应小于2；第二套保护装置的灵敏系数KLm不应小于1.5。若第二套保护不能满足灵敏系数要求时，则应根据调压级的情况，降低第二套保护的整定值。
附录D 整流机组短路阻抗计算
D.0.1 在计算整流器二次侧短路电流时，一般取本变压器的额定容量作基准容量，额定电压作基准电压。当整流变压器运行在低于额定二次电压时，其短路阻抗电压百分值应按以下方法进行换算：
1 采用“自耦调压变压器(简称调变)——整流变压器”的组合方式时，调变的短路阻抗百分值可不经换算(由制造厂提供所在调压级的短路阻抗百分值)，而整流变压器的短路阻抗百分值由于实际运行电压与额定电压有差异，当折算至调变一次侧时，应接下式计算：
式中：Vdz*——整流变压器实际运行电压与选定的短路方式时相对短路阻抗电压百分值；
Vde*——整流变压器在选定短路方式下，以额定参数为基准的相对短路阻抗电压百分值；
V1e——整流变压器一次电压额定值(V)；
V1——整流变压器一次电压实际运行值(V)。
2 采用一次侧抽头调压、△-Y倒换调压或采用主调合一第三线圈调压方式时，由于制造厂给出的整流变压器短路阻抗电压百分值，是以各调压级下的运行容量及额定一次电压作为基准，因此整流变压器在选定短路方式下的计算短路阻抗电压百分值按下式换算：
式中：Vds*——整流变压器在选定短路方式下和实际调压级数相对的短路阻抗电压百分值，该值以实际运行容量S(kV·A)为基准；
Se——整流变压器额定容量(kV·A)；
S——整流变压器实际运行容量(kV·A)。
3 整流变压器二次绕组为两组及以上时，以变压器二次侧绕组引出的套管组数为准或以连接整流器的台数为准，通常以一组二次绕组为选定的短路方式，制造厂给出的短路阻抗电压百分值，往往为全部或几组二次绕组同时短路的数值，此时应予换算，或向制造厂索取选定短路方式的有关数据。
附录E 三氯氢硅合成炉工频感应线圈计算
E.0.1 根据设备及工艺专业提供的条件，确定感应线圈及炉筒的几何尺寸，炉筒的加热面积可按下式进行计算：
式中：F——炉筒的加热表面积(m2)；
D——炉筒的外径(m)；
h——线圈绕制高度(m)。
E.0.2 炉筒发热表面的单位面积功率，可按下式进行计算：
式中：△P——炉筒发热表面的单位面积功率(kW／m2)；
P——加热所需总功率(kW)。
E.0.3 线圈匝数可按下式进行计算：
式中：W——线圈匝数(T)；
A——系数，根据图E.0.1的△P=f(A)曲线查得；
V——电源电压(V)；
D——感应线圈的平均直径(m)。
E.0.4 线圈电流可按下列公式进行计算，并取两种计算结果的较大值：
1 按加热功率计算：
1)三相电流：
2)单相电流：
式中：I——线圈电流(A)；
V——线圈电压(kV)；
cos
——功率因数，取0.5～0.75。
2 按安匝数校验：
式中：aWo——单位长度的安匝数(AT／m)，根据图E.0.1的△P＝f(aWo)曲线查得。
E.0.5 导线截面积可按下式计算：
式中：S——导线截面面积(mm2)；
j——电流密度，铜导线可取3A／mm2～4A／mm2，铝导线可取1.5A／mm2～2A／mm2。
图E.0.1 △p＝f(aWo)、△P=f(A)曲线
附录F 有色金属冶炼厂环境特征
附录F 有色金属冶炼厂环境特征
表F.0.1 车间环境特征
附录G 有色金属冶炼厂一般照明照度标准
G.0.1 车间一般照明照度标准应符合表G.0.1的规定。
表G.0.1 车间一般照明照度标准
G.0.2 厂区露天场所和道路等一般照明照度标准应符合表G.0.2的规定。
表G.0.2 厂区露天场所和道路等一般照明照度标准
