用電負(fù)荷分級(jí)化工

1、中小型化工企業(yè)的用電負(fù)荷分級(jí)和供電方案設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)體會(huì)良雙 英科石化工程在進(jìn)行企業(yè)供配電設(shè)計(jì)中，首先面對(duì)的問題是如何選用電源問 題，要正確選用電源，就應(yīng)當(dāng)對(duì)用電單位和用電設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷分級(jí)。負(fù)荷分級(jí)應(yīng)根據(jù)用電單位 （即電能用戶） 和用電設(shè)備的規(guī)模、 功能、 性質(zhì)及其在人身安全上、經(jīng)濟(jì)損失上的重要性進(jìn)行確定。負(fù)荷分級(jí) 的目的和意義在于根據(jù)不同的負(fù)荷級(jí)別確定用電單位和用電設(shè)備的 供電要求和供電措施，以保證供電系統(tǒng)的安全性、可靠性、先進(jìn)性 和合理性。國(guó)際上普遍的做法是將負(fù)荷按應(yīng)急電源自動(dòng)切換的允許 中斷供電時(shí)間劃分為 Os、小于 0.15s、0.5s、15s 和大于 15s 五個(gè)級(jí) 別，完全是從安全性和

2、用戶需求的角度出發(fā)的；而我國(guó)則是沿用前 聯(lián)的做法，按用電單位或用電設(shè)備突然中斷供電所導(dǎo)致后果的危險(xiǎn) 性和嚴(yán)重程度分為 一、二、三級(jí)，用供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) GB50052-2009 的說法就是從安全和經(jīng)濟(jì)損失兩個(gè)方面來確定，帶有 “計(jì)劃經(jīng)濟(jì)”的影子，如果從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)考慮的話，經(jīng)濟(jì)的問題應(yīng)該 交由市場(chǎng)解決，那么現(xiàn)在 一、二、三級(jí)負(fù)荷等級(jí)的劃分就表現(xiàn)出了 一定的局限性，這也是負(fù)荷等級(jí)劃分一直存在很多爭(zhēng)議的一個(gè)原因 吧。一負(fù)荷等級(jí)劃分及供電要求根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)GB50052-2009 的規(guī)定，符合下列一 種或幾種條件者，應(yīng)劃分為一級(jí)負(fù)荷： （1）中斷供電將造成人身傷 害時(shí)。例如醫(yī)院手術(shù)室的照明及電力負(fù)

3、荷、嬰兒恒溫箱、心臟起搏器等單位或設(shè)備。 （ 2）中斷供電將在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。 例如：中斷供電將使生產(chǎn)過程或生產(chǎn)設(shè)備處于不安全狀態(tài)、重大產(chǎn) 品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)的重點(diǎn)企業(yè)。 （ 3） 中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如大型銀行的營(yíng)業(yè)廳 照明、一般銀行的防盜系統(tǒng)；重要的交通樞紐、重要的通信樞紐， 大型體育館等，由于電源突然中斷造成正常秩序嚴(yán)重混亂。 其供電 要求：應(yīng)有雙重電源供電，當(dāng)一電源發(fā)生故障時(shí)，另一電源不應(yīng)同 時(shí)受到損壞 。在一級(jí)負(fù)荷中， 當(dāng)中斷供電將造成人員傷亡或重大設(shè)備損壞或發(fā) 生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中 斷供電的負(fù)

4、荷，應(yīng)視為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。例如事故一旦發(fā) 生能夠及時(shí)處理，防止事故擴(kuò)大保證工作人員的搶救和撤離，而必 須保證的用電負(fù)荷；在工業(yè)生產(chǎn)中，正常電源中斷時(shí)處理安全停產(chǎn) 所必需的應(yīng)急照明、通信系統(tǒng)、保證安全停產(chǎn)的自動(dòng)控制裝置等。其供電要求： 除滿足一級(jí)負(fù)荷要求的雙重電源要求外， 還需增設(shè)應(yīng) 急電源。符合下例情況之一時(shí)，應(yīng)視為二級(jí)負(fù)荷： （ 1）中斷供電將在經(jīng) 濟(jì)上造成 較大 損失時(shí)。使得 主要設(shè)備設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連 續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等將 在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失。（ 2）中斷供電將造中斷供電將影響較重要 用電單位的正常工作。例如中斷供電將造成大型影劇院

5、、大型商場(chǎng) 等較多人員集中的公共場(chǎng)所秩序混亂。其供電要求：宜由兩回路供 電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，可由一回 6kV 及以上專用 架空線路供電。不屬于一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷者，屬于三級(jí)負(fù)荷二中小化工企業(yè)供電現(xiàn)狀及存在的問題在我們?cè)O(shè)計(jì)的項(xiàng)目中，有大量的是小型化工企業(yè)，這些企業(yè)處 在市郊、縣郊或村鎮(zhèn)，用電負(fù)荷不是太大， 500kVA 以下的居多。 這些企業(yè)的供配電系統(tǒng)， 是企業(yè)的重要組成部分 ,其設(shè)計(jì)的質(zhì)量將直 接關(guān)系到企業(yè)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行?；S生產(chǎn)介質(zhì)大多屬于危險(xiǎn)介 質(zhì),存在易燃、 易爆、有毒、高溫、 高壓的特點(diǎn) ,一旦出現(xiàn)電力故障或 非正常電力中斷 ,如果部分關(guān)鍵設(shè)備不能繼續(xù)供電， 輕則

6、造成設(shè)備損 壞 ,產(chǎn)品報(bào)廢 ,重則造成爆炸、火災(zāi)、中毒 ,引起人身傷亡事故。據(jù)此， 有人認(rèn)為， 這些企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備， 屬于一級(jí)負(fù)荷中特別 重要的負(fù)荷。這個(gè)說法有其合理的部分，但是也是不符合實(shí)際的。因?yàn)檫@些企業(yè)往往規(guī)模較小，所處地區(qū)供電條件困難，這些企 業(yè)的用電負(fù)荷在整個(gè)區(qū)域中所占份額很小，企業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備的負(fù) 荷在企業(yè)中所占比例往往也不大。根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)的要 求，“按照用電負(fù)荷在生產(chǎn)使用過程中的特性，對(duì)一個(gè)區(qū)域的用電負(fù) 荷在整體上進(jìn)行確定，其目的是確定整個(gè)區(qū)域的供電方案以及作為 向外申請(qǐng)用電的依據(jù)。在一個(gè)生產(chǎn)裝置中只有少量的用電設(shè)備生產(chǎn) 連續(xù)性高， 不允許中斷供電， 其負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，

7、而其他的用電設(shè) 備可以斷電，其性質(zhì)為三級(jí)負(fù)荷，則整個(gè)生產(chǎn)裝置的用電負(fù)荷可以 確定為三級(jí)負(fù)荷。 ”在實(shí)際當(dāng)中， 供電部門對(duì)這些小型化工企業(yè)也多 是按三級(jí)負(fù)荷供電的。這些企業(yè)連一級(jí)負(fù)荷都算不上，何談一級(jí)負(fù) 荷中特別重要的負(fù)荷。有人認(rèn)為， 這些企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備一旦斷電， 有設(shè)備損壞 ,產(chǎn)品報(bào) 廢 ,甚至造成爆炸、 火災(zāi)、中毒 ,引起人身傷亡事故，不能定為三級(jí)負(fù) 荷，應(yīng)該把它提為二級(jí)負(fù)荷或一級(jí)負(fù)荷。這個(gè)問題在我們?cè)O(shè)計(jì)中， 經(jīng)常遇到，因?yàn)檫@些企業(yè)的設(shè)計(jì)需要報(bào)安監(jiān)部門，由安監(jiān)部門組織 專家對(duì)我們的設(shè)計(jì)進(jìn)行論證，在論證會(huì)上經(jīng)常有評(píng)審人員給我們提 出這個(gè)問題，要求我們把供電負(fù)荷設(shè)成二級(jí)負(fù)荷。這個(gè)說法也是不 妥的

8、。其實(shí)，這些小型企業(yè)爭(zhēng)取到二級(jí)負(fù)荷或一級(jí)負(fù)荷的供電往往是 不現(xiàn)實(shí)的，不僅費(fèi)用高昂，是一些小型企業(yè)無法承受的。而且即使 這些化工企業(yè)能夠爭(zhēng)取到按二級(jí)負(fù)荷或者一級(jí)負(fù)荷供電，但是“電 力部門是從未保證過供電不中斷，即便供電中斷也不存在罰款。 ”（ 注 引號(hào)為供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)條文解釋原話）因此也無法保證化工 企業(yè)中關(guān)鍵設(shè)備持續(xù)供電。從安全的角度來說，按二級(jí)負(fù)荷或者一 級(jí)負(fù)荷供電是不能滿足要求的。這樣的話，我們?cè)鯓硬拍軐?shí)現(xiàn)既符合實(shí)際，又能滿足這些企 業(yè)在突然斷電時(shí)，關(guān)鍵設(shè)備持續(xù)供電呢？根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) 3.0.1 的條文解釋， “由于各個(gè)行業(yè) 的負(fù)荷特性不一樣，本規(guī)只能對(duì)負(fù)荷的分級(jí)做原則性規(guī)定，各個(gè)

9、行 業(yè)可以依據(jù)本規(guī)的分級(jí)規(guī)定，確定用電設(shè)備或用戶的負(fù)荷等級(jí)”的 指導(dǎo)精神，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中，可以引用化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T 20664-1999 來解決這個(gè)問題。在我們參加的一些項(xiàng)目評(píng)審會(huì)上，有的評(píng)審人員提出化工企 業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T 20664-1999 已經(jīng)過時(shí)。我認(rèn)為這個(gè)說法不 能成立，尤其是關(guān)于化工企業(yè)負(fù)荷分級(jí)的“負(fù)荷分級(jí)及供電”這個(gè) 章節(jié)的容到目前為止還是可以應(yīng)用的?；て髽I(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T 20664-1999 中的 “負(fù)荷分級(jí) 及供電”這個(gè)章節(jié) 是基于供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) GB50052-95 （供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) GB50052-2009 的前一版） 針對(duì)化工企業(yè)性

10、質(zhì)編寫 的。評(píng)審人員的的理由是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)已經(jīng)更新，所以認(rèn)為化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T 20664-1999 已經(jīng)過時(shí)。我認(rèn)為， 首先化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T 20664-1999 到目前為止上沒 有新的版本發(fā)布，也沒有任何部門發(fā)布該規(guī)已經(jīng)作廢；其次，我們 看看供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) GB50052-2009 版與供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) GB50052-95 版相比都是改了什么，根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) GB50052-2009 的前言中提到 “修訂的主要容有：1.對(duì)原規(guī)的適用圍 作了調(diào)整；2.增加了有設(shè)置分布式電源的條件，能源利用效率高、 經(jīng)濟(jì)合理時(shí) 作為設(shè)置自備電源的條件之一； 當(dāng)有特殊要求

11、， 應(yīng)急 電源向正常電源轉(zhuǎn)換需要暫時(shí)并列時(shí)，應(yīng)采取安全運(yùn)行的措施660V 等級(jí)的低壓配電電壓首次列入本規(guī)； 3.對(duì)保留的各章節(jié)所涉及 的主要容也進(jìn)行了補(bǔ)充完善何必要修改。”“負(fù)荷分級(jí)及供電要求” 一章中主要對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電要求，由“ 雙電源 ”改為“ 雙重電源 ”； 對(duì)二級(jí)負(fù)荷供電要求中，取消了“ 當(dāng)采用電纜線路時(shí)，應(yīng)采用兩根 電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。 ”從中可以看出，化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T 20664-1999 其中所基 于的“負(fù)荷分級(jí)及供電要求”沒有原則性的修改。因此，我們?cè)O(shè)計(jì) 時(shí)只要相關(guān)部門還沒有宣布化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T 20664-19

12、99 作廢，其中的條文不違背供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) GB50052-2009，引用是沒有問題的。在各個(gè)大的行業(yè)中，對(duì)于負(fù)荷分級(jí)及供電要求都有自己的標(biāo)準(zhǔn) 或規(guī)，比如最大的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)JGJ/T 16-92 從92 年一直用到 2008 年，期間供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)在 1995 年就改 版了一次。從 2008 年改版的民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)JGJ 16-2008，其中的負(fù)荷分級(jí)及供電要求的章節(jié)也是基于供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)GB50052-95 版，到目前為止仍然使用。 其他諸如機(jī)械、 鋼鐵等行業(yè)， 在負(fù)荷分級(jí)及供電也都有自己行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也是在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 規(guī)GB50052-2009 發(fā)布前制定的，也都在

13、使用。所以在化工行業(yè)做 設(shè)計(jì)引用化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定也是可以的。三化工企業(yè)的負(fù)荷等級(jí)劃分在化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T 20664-1999 中對(duì)負(fù)荷等級(jí) 是這樣規(guī)定的：根據(jù)用電負(fù)荷在化工連續(xù)生產(chǎn)過程中，并按其對(duì)供 電可靠性及連續(xù)性的要求，將化工用電負(fù)荷分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù) 荷和三級(jí)負(fù)荷。在化工中還存在一部分“有特殊供電要求的負(fù)荷” （1）一級(jí)負(fù)荷： 當(dāng)企業(yè)正常工作電源突然中斷時(shí)，企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn) 被打亂，使重大設(shè)備損壞，恢復(fù)供電后需長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)生產(chǎn)，使 重大產(chǎn)品報(bào)廢，重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，而使重點(diǎn)企業(yè)造成 重大經(jīng)濟(jì)損失的負(fù)荷。（2）二級(jí)負(fù)荷：當(dāng)企業(yè)正常工作電源突然中 斷時(shí)，企業(yè)的連續(xù)

14、生產(chǎn)被打亂，使主要設(shè)備損壞，恢復(fù)供電后需較 長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)生產(chǎn)，產(chǎn)品大量報(bào)廢、大量減產(chǎn)，使重點(diǎn)企業(yè)造成 較大經(jīng)濟(jì)損失的負(fù)荷。通常大中型化工企業(yè)就是這種二級(jí)負(fù)荷的重 點(diǎn)企業(yè)。（3）三級(jí)負(fù)荷：所有不屬于一、二級(jí)負(fù)荷（包括有特殊供 電要求的負(fù)荷） ，應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷。在化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T 20664-1999 中針對(duì)化工企 業(yè)的負(fù)荷特性， 提出了“有特殊供電要求的負(fù)荷” ，根據(jù)其條文解釋， 有特殊供電要求的負(fù)荷實(shí)際上是參照 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī) 中的“特 別重要負(fù)荷”結(jié)合化工企業(yè)實(shí)際，將“特別重要負(fù)荷”從一級(jí)負(fù)荷 中分離出來，且定義為“有特殊供電要求的負(fù)荷” ， “有特殊供電 要求的負(fù)荷”不固定

15、劃入某一負(fù)荷等級(jí)，設(shè)計(jì)中將其負(fù)荷量并入裝 置或企業(yè)的最高負(fù)荷等級(jí)。 “有特殊供電要求的負(fù)荷”概念的提出， 為我們解決中小化工企業(yè)的供配電設(shè)計(jì)，提供了依據(jù)?；て髽I(yè)中有特殊供電要求的負(fù)荷， 通常有以下幾種類型： （1） 中斷供電時(shí)，將發(fā)生爆炸及有毒物質(zhì)泄漏的相關(guān)負(fù)荷如：（a）安全停車自動(dòng)程序控制裝置（儀表、繼電器、程控器等）及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)（某些進(jìn)料閥、排料閥、排空閥等），以及配套的處理設(shè)施；（b）設(shè) 備不能排放的爆炸危險(xiǎn)物料，若其會(huì)發(fā)生局部聚合大量放熱反應(yīng)時(shí)，為避免危險(xiǎn)后果所需的攪拌設(shè)施和中止劑投放設(shè)施或冷卻水專用供 應(yīng)設(shè)備； （c）爆炸危險(xiǎn)物料使用的大型壓縮機(jī)組的安全軸封及正壓 通風(fēng)系統(tǒng)等的電氣

16、設(shè)備。 （2） 中斷供電時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)處理事故、搶救及 撤離人員所必需的事故照明、通信系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警設(shè)備、消防系統(tǒng) 用電負(fù)荷等。（3）化工工藝控制的 DCS、電氣微機(jī)保護(hù)、監(jiān)控、管 理系統(tǒng)的用電負(fù)荷。 （ 4）有特殊供電要求的負(fù)荷量、應(yīng)劃入裝置或企業(yè)的最高負(fù)荷等級(jí)。四中小化工企業(yè)的供電設(shè)計(jì)對(duì)化工企業(yè)中正常負(fù)荷的供電，與其他行業(yè)基本相似， 這里不 再討論。 這里僅討論“有特殊供電要求的負(fù)荷”的供電設(shè)計(jì)。根據(jù)化工企業(yè)供電設(shè)計(jì)規(guī)定HG/T 20664-1999 ，有特殊供電要求的負(fù) 荷必須由應(yīng)急電源系統(tǒng)供電，應(yīng)急電源的要求應(yīng)參照供配電系統(tǒng) 設(shè)計(jì)規(guī)的相關(guān)要求，常用的應(yīng)急電源有以下幾種：直流蓄電池不 中斷電源裝置；靜止型交流不中斷電源裝置（ UPS）; 快速起動(dòng)的柴 油發(fā)電機(jī)組（或其