中华人民共和国国家标准
电力装置电测量仪表装置设计规范
Code for design of electrical measuring device of power system
GB/T 50063-2017
主编部门:中国电力企业联合会
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2017年7月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第1435号
住房城乡建设部关于发布国家标准《电力装置电测量仪表装置设计规范》的公告
现批准《电力装置电测量仪表装置设计规范》为国家标准,编号为GB/T 50063-2017,自2017年7月1日起实施。原国家标准《电力装置的电气测量仪表装置设计规范》GB/T 50063-2008同时废止。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2017年1月21日
前言
根据中华人民共和国住房和城乡建设部《关于印发2014年工程建设标准规范制订修订计划的通知》(建标[2013]169号)的要求,规范修订组进行了广泛的调查研究,认真总结了原规范执行以来的经验,在广泛征求有关设计、管理及运行单位意见的基础上,修订本规范。
本规范共分9章和3个附录。主要技术内容包括:总则,术语和符号,电测量装置,电能计量,计算机监控系统的测量,电测量变送器,测量用电流、电压互感器,测量二次接线,仪表装置安装条件等。
本规范修订的主要技术内容是:
1 扩大了规范适用范围,增加了并网型风力发电、光伏发电等项目。
2 补充了相应的术语和符号。
3 增加了并网型风力发电、光伏发电项目的电测量规定。
4 增加了对智能仪表、综合保护及测控装置的测量精度要求。
5 补充及调整了电测量及电能计量的测量图表。
6 增加了测量用电子式电流、电压互感器应用的总体要求。
7 针对发电厂、变电站数字化的要求,补充了相关的电测量适应性规定。
8 增加了特高压直流换流站的电测量规定。
本规范由住房城乡建设部负责管理,由中国电力企业联合会负责日常管理,由中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,注意积累资料,随时将意见和建议反馈给中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司(地址:四川省成都市东风路18号,邮政编码:610021),以供修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
主编单位:中国电力企业联合会
中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司
参编单位:中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司
中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
中铁二院工程集团有限公司
主要起草人:唐俊 郭世峥 廖赛 刘福海 胡振兴 彭勇 齐春 罗晓康 张巧玲 汪秋宾 智慧 姚夕平 宋琳莉
主要审查人:李淑芳 于海波 潘海 刘琳 杨月红 赵琳 于青 肖民 楚振宇 王润玲 贾红舟 殷宇强 吴彩霞 潘峰
1 总 则
1.0.1 为规范电力装置电测量仪表装置设计,做到准确可靠、技术先进、监视方便、方便运行管理、经济合理,统一设计原则,制定本规范。
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1.0.2 本规范适用于单机容量为1000MW级及以下新建或扩建的汽轮发电机及燃气轮机发电厂、单机容量为200kW及以上的水力发电厂包括抽水蓄能发电厂、核电站的常规岛部分、交流额定电压为10kV及以上的变(配)电站包括串补站、直流额定电压为±800kV及以下的直流换流站,以及并网型风力发电、光伏发电站的电力装置电测量仪表装置设计。
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1.0.3 电力装置电测量仪表装置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 术语和符号
2.1 术 语
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2.1.1 电测量 electrical measuring
用电的方法对电气实时参数进行的测量。
2.1.2 电能计量 energy metering
对电能参数进行的计量。
2.1.3 常用电测量仪表 general electrical measuring meter
指对电力装置回路的电气运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表。
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2.1.4 指针式仪表 pointer-type meter
按指针与标度尺之间的关系指示被测量值的仪表。
2.1.5 数字式仪表 digital-type meter
在显示器上用数字直接显示被测量值的仪表。
2.1.6 多功能电力仪表 multifunction power meter
一种具有可编程测量、显示、数字通信和电能脉冲变送输出等多功能的智能仪表。
2.1.7 电能表 energy meter
计量有功(无功)电能数据的仪器。
2.1.8 感应式电能表 induction energy meter
通过电感应测量元件圆盘的旋转而工作的电能表。
2.1.9 电子式电能表 electronic energy meter
通过对电压和电流实时采样,采用专用的电能表集成电路,对采样电压和电流信号进行处理,通过计度器或数字显示器显示的电能表。
2.1.10 多功能电能表 multifunction energy meter
由测量单元和数据处理单元等组成,除计量单向或双向有功(无功)电能外,还具有分时、分方向需量等两种以上功能,并能显示、储存和输出数据的电能表。
2.1.11 电压失压计时器 voltage loss time counter
积算并显示电能表电压回路失压时间的专用仪器。
2.1.12 电能关口计量点 energy tariff point
指发电企业、电网经营企业之间进行电能结算的计量点。
2.1.13 电测量变送器 electrical measuring transducers
将被测量转换为直流电流、直流电压或数字信号的装置。
2.1.14 变送器校准值 calibration value for transducers
根据用户需要,通过调整来改变变送器标称值而得到的某一量的值。
2.1.15 仪表准确度等级 measuring instrument accuracy class
满足旨在保证允许误差和改变量在规定限值内的一定计量要求的测量仪表和(或)附件的级别。
2.1.16 仪表基本误差 measuring instrument intrinsic error
指仪表和(或)附件在参比条件下的误差。
2.1.17 测量综合误差 total measuring error
指测量仪表、互感器及其测量二次回路等所引起的合成误差。
2.1.18 关口电能计量装置 energy tariff equipment
在电能关口计量点进行电能参数计量的装置。包含各种类型的电能表,计量用电压、电流互感器及其二次回路,电能计量柜(箱)等。
2.1.19 关口电能表 energy tariff meter
指关口电能计量装置配置的电能表。
2.2 符 号
R——电阻;
X——电抗;
Z——阻抗;
I——电流;
U——电压;
P——有功功率;
Q——无功功率;
S——视在功率;
W——有功电能;
WQ——无功电能;
PF——功率因数;
f——频率。
3 电测量装置
3.1 一般规定
3.1.1 电测量装置应能正确反映电力装置运行工况的电气参数和绝缘状况。
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3.1.2 电测量装置可采用直接式仪表测量、一次仪表测量或二次仪表测量。直接式仪表测量中配置的电测量装置,应满足相应一次回路动热稳定的要求。
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3.1.3 电测量装置的准确度不应低于表3.1.3的规定。
表3.1.3 电测量装置的准确度最低要求
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3.1.4 交流回路指示仪表的综合准确度不应低于2.5级,直流回路指示仪表的综合准确度不应低于1.5级,接于电测量变送器二次测量仪表的准确度不应低于1.0级。电测量装置电流、电压互感器及附件、配件的准确度不应低于表3.1.4的规定。
表3.1.4 电测量装置电流、电压互感器及附件、配件的准确度要求(级)
3.1.5 指针式测量仪表测量范围宜保证电力设备额定值指示在仪表标度尺的2/3处。对可能过负荷运行的电力设备和回路,测量仪表宜选用过负荷仪表;对重载启动的电动机和有可能出现短时冲击电流的电力设备和回路,宜采用具有过负荷标度尺的电流表。
3.1.6 多个同类型电力设备和回路的电测量可采用选择测量方式。
3.1.7 经变送器的二次测量仪表,其满刻度值应与变送器的校准值相匹配,可按本规范附录A和附录B计算。
3.1.8 双向电流的直流回路和双向功率的交流回路,应采用具有双向标度的电流表和功率表。具有极性的直流电流和电压回路,应采用具有极性的仪表。
3.1.9 发电厂和变(配)电站装设的远动遥测、计算机监控系统,采用经变送器输入时,二次测量仪表、计算机监控系统可共用变送器。
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3.1.10 励磁回路仪表的上限值不应低于额定工况的1.3倍。仪表的综合误差不应超过1.5%。发电机励磁绕组电流表宜经就近装设的变送器接入。
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3.1.11 无功补偿装置的电测量装置量程应满足各无功补偿设备允许通过的最大电流和允许耐受的最高电压的要求。
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3.1.12 当设有计算机监控系统、综合保护及测控装置时,可不再装设相应的常用电测量仪表。
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3.1.13 功率测量装置的接线方式应根据系统中性点接地方式选择。中性点有效接地系统功率测量装置应采用三相四线的接线方式;中性点不接地系统的功率测量装置宜采用三相三线的接线方式;经电阻或消弧线圈等接地的非有效接地系统功率测量装置宜采用三相四线的接线方式。
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3.1.14 电测量装置通信接口应满足现场组网通信的要求。
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3.2 电流测量
3.2.1 下列回路应测量交流电流:
1 同步发电机和发电/电动机的定子回路;
2 主变压器:双绕组变压器的一侧,三绕组变压器的三侧,自耦变压器三侧及公共绕组回路;
3 发电机励磁变压器的高压侧;
4 厂(站)用变压器:双绕组变压器的一侧及各分支回路,三绕组变压器的三侧;
5 高压厂(站)用电源:高压母线工作及备用电源进线,高压母线联络断路器,高压厂用馈线;
6 低压厂(站)用电源:PC电源进线、PC联络断路器、PC至MCC馈线回路,柴油发电机至保安段进线及交流不停电电源配电屏进线回路;
7 1200V及以上的线路和1200V以下的供电、配电和用电网络的总干线路;
8 电气主接线为3/2接线、4/3接线和角型接线的各断路器回路;
9 母线联络断路器、母线分段断路器、旁路断路器和桥断路器回路;
10 330kV及以上电压等级并联电抗器及其中性点接地小电抗回路;10kV~110kV并联电容器和并联电抗器的总回路及分组回路;
11 消弧线圈回路;
12 3kV~10kV电动机,55kW及以上的电动机,55kW以下的O、I类电动机,以及工艺要求监视电流的其他电动机;
13 风力发电机组电流,风力发电机组机组变压器高、低压侧。
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3.2.2 下列回路除应符合本规范第3.2.1条的规定外,还应测量三相交流电流:
1 同步发电机和发电/电动机的定子回路;
2 110kV及以上电压等级输电线路、变压器、电气主接线为3/2接线、4/3接线和角型接线的各断路器、母线联络断路器、母线分段断路器、旁路断路器和桥断路器回路;
3 330kV及以上电压等级并联电抗器;10kV~110kV并联电容器和并联电抗器的总回路及分组回路;
4 照明变压器、照明与动力共用的变压器以及检修变压器,照明负荷占15%及以上的动力与照明混合供电的3kV以下的线路;
5 三相负荷不对称度大于10%的1200V及以上的电力用户线路,三相负荷不对称度大于15%的1200V以下的供电线路。
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3.2.3 下列回路宜测量负序电流,且负序电流测量仪表的准确度不应低于1.0级:
1 承受负序电流过负荷能力A值小于10的大容量汽轮发电机;
2 负荷不对称度超过额定电流10%的发电机;
3 负荷不对称度超过0.1倍额定电流的1200V及以上线路。
3.2.4 下列回路应测量直流电流:
1 同步发电机、发电/电动机和同步电动机的励磁回路,自动及手动调整励磁的输出回路;
2 直流发电机及其励磁回路,直流电动机及其励磁回路;
3 蓄电池组的输出回路,充电及浮充电整流装置的输出回路;
4 重要电力整流装置的直流输出回路;
5 光伏发电各电池组串回路及各汇流箱的输出回路。
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3.2.5 整流装置的电流测量宜包含谐波监测。
403'>《电力装置电测量仪表装置设计规范[附条文说明]》GB/T 50063-2017附录B 电测量变送器校准值的计算
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B.0.1 变送器的校准值可按本规范附录A选定的二次测量仪表的满刻度值或计算机监控系统的测量量程,并应按下列公式计算:
1 电流变送器校准值应按下式计算:
式中:Ibx——电流变送器校准值(A);
Ib1——电流表满刻度值(A);
Ni——电流互感器变比。
2 电压变送器校准值应按下式计算:
式中:Ubx——电压变送器校准值(V);
Ub1——电压表满刻度值(V);
Nu——电压互感器变比。
3 有功功率变送器校准值应按下式计算:
式中:Pbx——有功功率变送器校准值(W)。
4 无功功率变送器校准值应按下式计算:
式中:Qbx——无功功率变送器校准值(Var)。
5 有功电能表应按下式换算:
式中:A——有功电能表的累计脉冲计数值(脉冲);
C——有功电能表的电能常数(脉冲/kW·h)。
6 无功电能表应按下式换算:
式中:A——无功电能表的累计脉冲计数值(脉冲);
C——无功电能表的电能常数(脉冲/kVarh)。
附录C 电测量及电能计量的测量图表
C.0.1 本附录表格所用符号见表C.0.1。
表C.0.1 电测量及电能计量的测量图表用符号
注:除本表所列符号外,其他符号将在相应的测量图表中说明。
C.0.2 火力发电厂测量图表见表C.0.2-1~表C.0.2-4。
表C.0.2-1 火力发电厂发电机及发电机-变压器组测量图表
注:1 负序电流的测量应符合本规范第3.2.3条的规定。
2 对符合本规范第3.4.3条及第3.4.5条要求的安装单位应测量双向有功功率和无功功率,并计量双向有功和无功电能。
3 当变压器高、中压侧电压为110kV及以下时,所测量的三相电流改为单相电流。
表C.0.2-2 火力发电厂发电机励磁系统测量图表
2 当交流励磁机励磁系统没有副励磁机时,取消副励磁机励磁电流、电压。
3 *交流励磁机-旋转励磁系统厂家应提供监视旋转二极管故障的转子接地检测装置和间接测量转子电流、电压的装置。
表C.0.2-3 火力发电厂高、低厂用压电源测量图表
注:①电能计量可由综合保护装置内置电能计量功能完成,也可在开关柜内单独加装多功能电能表。
②高压厂用工作变压器高压侧电压为110kV及以上时应测三相电流。
③高压启动/备用变压器高压侧电压为110kV及以下时可测单相电流。
表C.0.2-4 火力发电厂高、低压电动机测量图表
注:①电能计量可由综合保护装置内置电能计量功能完成,也可在开关柜内单独加装多功能电能表。
②55kW及以上的Ⅱ、Ⅲ类低压电动机纳入计算机控制系统监控时应测量其电流。
③对需要进行技术经济考核的75kW及以上的电动机可装设电能表,电能表装于开关柜内。
C.0.3 水力发电厂电测量及电能计量的测量图表见表C.0.3-1~表C.0.3-3。
表C.0.3-1 水力发电厂发电机及发电机-变压器组的测量图表
注:①本表中计算机监控系统采集的电测量参数为各就地控制单元上配置的电气测量仪表采集传送的电量数据,电气测量仪表应包括综合交流采样电量综合测量仪表、电量变送器等。
②本表中机旁屏采集的电测量参数当不配置常规电气测量仪表时,通过机组现地控制单元屏幕显示器显示;当配置不经过现地控制单元的常规仪表时,应按本表配置测量并显示有功功率、无功功率、发电机定子电流、发电机定子电压、发电机频率。
③抽水蓄能机组和水轮发电机组作调相运行时,应测量正反向有功、无功功率和计量送、受的有功、无功电能。发电机的有功和无功电能表可装在机旁屏或中央控制室内。
表C.0.3-2 水力发电厂发电机励磁系统的测量图表
注:I1、U1——发电机转子电流、电压;
Igz——功率整流柜直流输出电流;
Ig、Ug——功率整流柜交流输入电流、电压。
表C.0.3-3 水力发电厂高、低压厂用电源的测量图表
注:①表中高压厂用变压器高压侧电压为110kV及以上时应测三相电流。
②对低压厂用馈线,应按照本规范第3.2.2条确定是否测量三相电流。
C.0.4 变(配)电站测量图表见表C.0.4-1~表C.0.4-4。
表C.0.4-1 变(配)电站主变压器及联络变压器测量图表
注:当变压器高、中、低压侧电压为110kV及以下时,所测量的三相电流可改为单相电流。
①双绕组变压器一般在电源侧测量,如电源侧测量有困难或需要时,可在另一侧测量。对于联络变压器,应在两侧均进行测量;对于终端变电站的降压变压器、升压变压器、配电变压器可根据需要在低压侧测量。
②变压器低压侧测量有两种情况:1)没有并联电容器及电抗器;2)装有并联电容器及电抗器。对于②应按照本规范第4.2.2条第7款要求测量三相电流、正反向无功功率及功率因数,以及计量进相、滞相的无功电能。
表C.0.4-2 变电站站用电源测量图表
注:①对低压所用馈线,应按照本规范第3.2.2条和第4.1.7条确定是否测量三相电流和采用三相四线电能表。
表C.0.4-3 变电站高、低压电动机测量图表
注:①电能计量可由综合保护装置内置电能计量功能完成,也可在开关柜内单独加装多功能电能表。
②55kW及以上的Ⅱ、Ⅲ类低压电动机纳入计算机控制系统监控时应测量其电流。
③对需要进行技术经济考核的75kW及以上的电动机可装设电能表,电能表装于开关柜内。
表C.0.4-4 变电站无功补偿装置测量图表
注:当无功补偿装置装有并联电容器和电抗器时,总回路应测量双方向无功功率和分别计量进相、滞相的无功电能。
C.0.5
发电厂、变(配)电站母线设备测量图表见表C.0.5。
表C.0.5 发电厂、变(配)电站母线设备测量图表
注:电压等级为110kV及以上时,所测量的单相电流应改为三相电流。
C.0.6
发电厂、变(配)电站直流电源及直流电动机测量图表见表C.0.6。
表C.0.6 发电厂、变(配)电站直流电源及直流电动机测量图表
注:1 蓄电池回路应测双向直流电流;
2 *R——绝缘电阻值。
C.0.7
发电厂、变(配)电站送电线路测量图表见表C.0.7。
表C.0.7 发电厂、变(配)电站送电线路测量图表
注:对于10kV及以下配电装置,如未单独设置控制系统,测量装置宜安装在配电装置内。
C.0.8
发电厂、变电站公用部分测量图表见表C.0.8。
表C.0.8 发电厂、变电站公用部分测量图表
注:∑P——全厂总和有功功率;
∑P%——全厂厂用电率;
f——系统频率;
U——主母线电压。
C.0.9
直流换流站直流部分的测量图表见表C.0.9。
表C.0.9 直流换流站直流部分的测量图表
C.0.10
风力电站风力发电机组测量图表见表C.0.10。
表C.0.10 风力电站风力发电机组测量图表
注:①风力发电机自身的电气参数测量由风力发电机控制系统完成,能将风力发电机的电气参数经通信方式上传至风力电站中央监控系统。
C.0.11
光伏电站测量图表见表C.0.11。
表C.0.11 光伏电站光伏方阵测量图表
注:①逆变器控制系统测量的电气参数应能就地显示并能经通信方式上传至光伏电站中央监控系统。
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 本规范中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《电能计量装置技术管理规程》DL/T 448
《电压失压计时器技术条件》DL/T 566
《多功能电能表通信协议》DL/T 645
《电流互感器和电压互感器选择及计算规程》DL/T 866
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