2.6 设计审核

2.6.1 设计合同签订之后设计院要做的工作

(1)提供一份要求业主应提供的资料清单,如电子版总平面图、设备清单、配出回路的数量及容量、起动方式及谐波情况或谐波评估报告等。

(2)进行现场勘察。

(3)按供电公司要求将设计院相关资质文件送客服中心审核。

(4)进行可行性研究,并出具可研报告,可研审核(也称评审)通过后根据审核意见做初步设计。可研、初设评审都由营销部下属的客服中心组织,并负责出具书面审核会议纪要送达客户、设计院。审核会除客户、设计院参加外,供电公司内部变电、送电、调度、生产技术部门、继保、通信(远动)、计量等相关专业、部门都要参加,项目所在地县区供电公司按市客服中心要求派人参加,有的地方初设审核要求监理、施工单位参加。

(5)初设审核通过后,根据审核意见向客户出具加盖公章的书面订货技术文本。应包括:

1)一次侧设备:主变压器、GIS(或断路器、负荷开关、接地开关、PT、CT等);

2)二次侧设备:10kV或35kV开关柜(即主变压器二次侧进线柜、PT柜、配出柜等)、电容补偿装置;

3)低压及继电保护系统:交流屏、后台机系统、五防系统、主变压器保护屏、继保屏、计量屏、直流屏、UPS屏;

4)通信系统。

2.6.2 注意供电公司的特殊要求

由于多种原因,各地对接入电网的设备的要求差别较大,尽管已有国家标准。如某项目新装一台35kV、25MVA变压器,当地供电公司要求变压器短路阻抗15%,而国标值为8.0%;某地要求接入电网的客户变压器保护采用“主后一体,两套不同原理”,即主变压器主保护与后备保护采用一体式微机保护器(一般情况下是分开的),主保护包含不同原理的两套保护装置。这是《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》对重要客户继电保护的要求,而对此三级负荷项目,就没有必要。

2.6.3 客户的要求

对于变电站室内10kV或35kV配出柜,电力系统的习惯是将微机保护器及电能计量装置(仅用于内部电能统计)集中安装于继保屏和计量屏上,与主变压器保护屏等集中安装于一个二次室内,再按要求配上房间空调等通过良好的环境来进一步提高设备的稳定性和可靠性。但一般客户习惯将微机保护装置及电能计量装置直接安装在配出柜本体上,当线路(一般为电缆线路)出现故障时便于快速查找配出回路的故障信息,利于维护。

2.6.4 谐波评估

2.6.4.1 谐波评估的必要性

原电力工业部于1998年3月19日发布了《电网电能质量技术监督管理规定》(电综[1998]第211号),其中:

第五条 因电网或客户用电原因引起的电能质量不符合国家标准时,按“谁干扰,谁污染,谁治理”的原则及时处理,并贯穿于电网及用电设施设计、建设和生产的全过程。

第十六条 对于干扰影响电能质量和污染电气安全使用环境的电气设备、工程,必须在该设备、工程立项前,根据当地电网条件、国家标准和有关规定,对其接入电网运行产生的干扰,影响进行技术评估。发现不符合规定时,该设备、工程应采取有效的防治措施,并与工程同时设计、同时施工、同时验收、同时接入使用。

据此,很多省级电网公司都出台并陆续修订了具体的电能质量管理规定。按照规定,对于具有非线性负荷(如电气化铁路、冶金行业等)并可能影响供电质量或电网安全运行的客户,应书面告知客户委托有资质的单位开展电能质量评估工作,并提交初步治理技术方案,作为业扩报装申请的补充资料。这也是设计和验收所需的资料。一般评估只有省级电力科学研究院才具有评估资质。有的省份要求具有大功率中压变频器的项目也要进行评估。2011年华北地区某项目35kV变电站谐波评估价格为6.8万元。作为客户应注意评估结果的公正性和正确性,可参考同行同等规模厂家的情况,特别是跨省运作的大型企业集团,可以将同等规模的工厂做对比。

2.6.4.2 谐波概念及相关要求

1.谐波

在理想的情况下,供电系统的电压或电流波形应该是理想的工频(50Hz或60Hz,我国为50Hz)正弦交流电,它们经过线性无源元件电阻、电感或电容后仍是工频正弦波形,但经过非线性元件后电压或电流的波形就发生了变化,不再是正弦波了,我们称波形发生了畸变。用傅里叶级数分析可得出,这些畸变的波形可以看作是由基波分量(频率等于工频频率的正弦交流量)和频率大于工频的正弦交流分量合成的,其中频率为基波频率整数倍的称谐波,非整数倍的称间谐波。

谐波对公用电网是一种最主要、最常见的污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的通信系统和公用电网以外的设备带来危害。因此,必须加以限制和治理。

国标GB/T 14549—1993《电能质量 公用电网谐波》中相关定义:

基波(分量):对周期性交流量进行傅里叶级数分解,得到的频率与工频相同的分量;

谐波(分量):对周期性交流量进行傅里叶级数分解,得到频率为基波频率大于1整数倍的分量;

谐波次数:谐波频率与基波频率的整数比。如150Hz的谐波称为3次谐波。

2.谐波源

谐波源指向公共电网注入谐波电流或在公共电网中产生谐波电压的电气设备。谐波源都是具有非线性特性的设备。当前,电力系统的谐波源,就其非线性特性而言可分为三大类:

铁磁饱和性:各种铁心设备,如变压器、电抗器,其铁磁饱和特性呈现非线性。

电子开关型设备:主要为各种交直流换流装置、双向晶闸管可控开关设备以及PWM变频器等电力电子设备,如电气机车、整流器、逆变器、变频器、相控的调速和调压装置、电视机、计算机等。

电弧型:气体放电灯、交流电弧炉和交流电焊机等具备严重非线性特性的设备。

3.常见的大容量非线性负荷设备

(1)大容量非线性负荷指接入110kV及以上电压等级电力系统的电弧炉、轧钢设备、地铁、电气化铁路牵引机车,以及单台4000kVA及以上整流设备等具有波动性、冲击性、不对称性的负荷。

(2)常见的接入电网的非线性负荷设备的主要种类如下:

1)换流和整流装置,包括电气化铁路、电车整流装置、动力蓄电池用的充电设备等;

2)冶金部门的轧钢机、感应炉和电弧炉;

3)电解槽和电解化工设备;

4)大容量电弧焊机;

5)大容量、高密度变频装置;

6)其他大容量冲击设备的非线性负荷。

4.电力系统对新建或增容谐波源客户的管理

(1)管理对象。在冶金、交通、化工、电信、煤炭、有色金属、机械、汽车制造等行业及其他行业中可能对电网造成谐波影响的客户。

(2)供电方案制定部门负责在谐波源客户供电方案上注明“必须做谐波评估”。

(3)按照“谁污染、谁治理”、“同步设计、同步施工、同步投运、同步达标”的原则,在供电方案中,明确客户治理电能质量污染的责任及技术方案要求,以国家标准为唯一治理目标值。

(4)客户应委托有资质的专业机构出具非线性负荷设备接入电网的电能质量评估报告。

(5)供电公司谐波专责工完成与客户签订“保证公用电网电能质量协议”工作。只有供电公司谐波专责工确认客户签订了“保证公用电网电能质量协议”和“委托评估协议书”后,该客户方可领取供电方案。

(6)客户应在用电工程报竣工前,提供“保证公用电网电能质量协议”“谐波指标书”“用电设备对公用电网电能质量影响评估报告”等资料。

(7)有的省网公司规定:新(扩)建或改造的非线性客户在申请用电时,必须提供有关用电设备的参数和运行特点。当客户非线性设备用电容量占其总用电容量20%及以上的,客户必须委托开展接入系统前的电能质量评估;客户非线性设备用电容量占总用电容量不足20%或无法确定负荷性质的,可暂不评估,但必须在投运后进行电能质量指标的测试,确定对电网电能质量的影响是否在国标允许范围内。

(8)谐波限值。客户负荷注入公共电网连接点的谐波电压限值及谐波电流允许值应符合《电能质量 公用电网谐波》(GB/T 14549—1993)国家标准的限值。

(9)电压波动和闪变的允许值。客户的冲击性负荷产生的电压波动允许值,应符合《电能质量 电压波动和闪变》(GB/T 12326—2008)国家标准的限值。

2.6.5 初设审查项目

(1)高压供电客户应提供以下内容:

1)设计单位资质;

2)以审核后的供电方案为依据的受电工程设计及说明书;

3)负荷组成与分布图及设计计算的最大负荷资料;

4)负荷组成、性质及保安负荷;

5)影响电能质量的用电设备清单;

6)一次受电设备主要技术参数明细表;

7)主要生产设备、生产工艺耗电以及允许中断供电时间;

8)高压受电装置一、二次接线图与变(配)电室的平面布置图;

9)用电功率因数计算和无功补偿方式及容量;

10)过电压保护、继电保护和电能计量装置的方式;

11)隐蔽工程设计资料及接地装置图;

12)线路设备的杆型图及地理位置接线图;

13)产生和消除谐波的技术措施和资料;

14)自备电源及接线方式;

15)供电企业认为必须提供的其他资料。

(2)审核重点。

1)客户受电工程设计的审核应依照国家标准、行业标准以及审定的供电方案进行;并将审核结果以书面形式答复客户。重点审核配电室能否满足相关规定,主要电气设备技术参数、主接线方式、运行方式、线缆规格应满足供电方案要求;继电保护、通信、自动装置、接地装置的设置应符合有关规程;进户线缆型号截面、总开关容量应满足电网安全及客户用电的要求。电能计量和用电信息采集装置的配置应符合DL/T 448—2000《电能计量装置技术管理规程》等相关标准。

2)对重要电力客户,还应审核自备应急电源及非电性质保安措施必须满足有关规程、规定的要求。

3)对有非线性阻抗用电设备(高次谐波、冲击性负荷、波动负荷、非对称性负荷等即特殊负荷)的客户,还应审核谐波负序治理装置及预留空间、电能质量监测装置是否满足有关规程、规定要求。

4)审查配电室内无线信号增益条件,应满足电网调度信息传输要求。

5)客户受电工程要依据有关技术标准及规程要求,严格限制影响电网系统安全、稳定及电能质量的设备入网。入网设备和材料必须是国家电力行政主管部门确定的目录厂家的目录产品,具有生产许可证、出厂合格证、出厂试验报告。要积极推行典型设计,倡导采用节能环保的先进技术和产品,禁止使用国家明令淘汰的产品。

按照《进一步精简业扩手续、提高办电效率的工作意见》要求:简化重要或有特殊负荷客户的设计审查和中间检查内容,客户内部土建工程、非涉网设备等不作为审查内容。上述4)、5)两项不是必审(检)项目。

(3)电能计量装置设计审查。

DL/T 448—2000《电能计量装置技术管理规程》有专门的电能计量装置设计审查条款,要求如下:

1)各类计量装置的设计方案应经有关电能计量人员审查通过。

2)设计审查的内容包括计量点、计量方式(电能表与互感器的接线方式、电能表的类别、装设套数)的确定;电能计量器具的功能、规格、准确度等级、互感器二次回路及附件、电能计量柜(箱)的技术要求及选用、安装条件的审查等,以及电能信息采集终端等相关设备的技术要求及选用、安装条件的审查等。

3)经审查的电能计量装置设计方案,应由组织审查机构出具电能计量设计审查意见,并经各方代表签字。

4)凡审查中发现不符合规定的部分应在审查结论中明确列出,原设计单位据此修改设计。

5)用电营业部门在与客户签订供用电合同、批复供电方案时,电能计量点和计量方式的确定以及电能计量器具技术参数的选择等内容应由电能计量技术机构的专职(责)工程师会签。

2.6.6 设计单位资质审核

(1)一个地方能够从事电力工程设计的单位并不多,具体到某一家单位是否具有相应资质,客户可以向客服经理了解。按照“办事公开”的原则,很多地方有公开的可以从事设计、施工的单位目录以便于客户选择。

(2)一般对客户受电工程设计单位资质审核要求如下(各地要求不一):

1)为保证设计质量,确保电网安全和客户权益,客户应依据《电力工程勘察设计单位资质管理办法》(电建[1995]504号)要求,自行委托具备相应资质的设计单位,依据审定后的供电方案和国家相关标准开展受电工程设计。

2)接受委托电气工程设计的单位,按《电力工程勘察设计单位资质管理办法》规定必须具备由建设管理部门颁发的有效相应等级的《工程设计证书》和《工程设计收费资格证》才能进入客户受电工程设计市场。

3)为保障客户受电工程设计工作正常进行,供电企业应根据客户要求,提供设计中需要的有关电网参数。

4)根据《电力工程勘察设计单位资质管理办法》“工程勘察设计单位提交的勘察、设计文件,必须在封面上注明资质证书的行业、等级和证书编号,审查勘察设计文件的部门首先要核实工程勘察设计单位的资质;对违反该办法完成的勘察、设计成果,审查部门不予审查,施工单位不得施工”的规定,客户服务中心(分公司)按报装权限受理客户送审的受电工程图样资料时,应对设计单位的设计资料的完整性进行审核,对于资料欠缺或不完整的,应一次性告知客户需要补充完善的相关资料。审核合格后双方在《受电工程图样审核登记表》上签字。

(3)《电力工程勘察设计单位资质管理办法》第六条:电力工程勘察设计资质按发电、送变电两个专业划分为甲、乙、丙、丁四个等级。

甲级单位可以承担各类发电工程或送变电工程勘察设计,发电工程按承担机组的高限划分为200MW、300MW和600MW及以上三档;

乙级单位可以承担单机容量50MW及以下机组发电工程或220kV(330kV)以下电压等级的送变电工程勘察设计;

丙级单位可以承担单机容量12MW及以下机组发电工程或110kV及以下电压等级的送变电工程勘察设计;

丁级单位可以承担35kV电压等级的送变电工程勘察设计。

首次承担证书允许的高限工程勘察设计时,要请有相应资格的勘察设计单位进行技术咨询。