图3大容址变頻器和电动机多根电缆布线
ICS 27.100
P 60
备案号：J2309—2017
DL
中华人民共和国电力行业标准
DL/T 5521 —2016
火力发电厂变频调速系统设计导则
GIlide for design Of VarlabIe frequency COntrOl SyStem Of fossil-fired POWer PlalltS
2016-12-05 发布
2017-05-01 实施
国家能源局发布
中华人民共和国电力行业标准
火力发电厂变频调速系统设计导则
GUide for design Of Variable frequency COntrOl SyStem Of fossil-fired POWer PlantS
DL/T 5521—2016
主编部门：电力规划设计总院 批准部门：国家能源局 施行日期：2017年5月1日
中国计划出版社
2016北 京
国家能源局
2016年第9号
依据《国家能源局关于印发〈能源领域行业标准化管理办法 （试行）〉及实施细则的通知》（国能局科技〔2009）52号）有关规定, 经审查，国家能源局批准《煤层气集输设计规范》等373项行业标 准,其中能源标准（NB）66项、能源/石化标准CNB∕SH）29项、电 力标准（DL）II 1项、石油标准（SY）167项，现予以发布。
上述标准中煤层气、生物液体燃料、电力、电器装备领域标准 由中国电力出版社出版发行,煤制燃料领域标准由化学工业出版 社出版发行,煤炭领域标准由煤炭工业出版社出版发行,石油天然 气领域标准由石油工业出版社出版发行,石化领域标准由中国石 化出版社出版发行,锅炉压力容器标准由新华出版社出版发行。
附件:行业标准目录
国家能源局
2016年12月5日
附件：
行业标准目录
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序号 |
标准编号 |
标准名称 |
代替标准 |
采标号 |
批准日期 |
实施日期 |
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...... | ||||||
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170 |
™DL/T~ 5521—2016 |
贝力发电厂变頻而 速系统设计导则 |
201642-5 |
2017-5-1 | ||
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根据《国家发展和改革委员会关于印发2008年行业标准计划 的通知》（发改办工业〔200811242号）的要求，标准编制组经广泛 调查研究,认真总结火力发电厂变频调速系统设计工作经验,参考 有关国际标准,并在广泛征求意见的基础上，制定本标准。
本标准主要技术内容是总则，术语,变频调速系统设计,变频 调速系统设备选择,控制、保护与安全措施,变频调速系统设备布 置等。
本标准由国家能源局负责管理，由电力规划设计总院提岀，由 能源行业发电设计标准化技术委员会负责日常管理，由中国电力 工程顾问集团东北电力设计院有限公司负责具体技术内容的解 释。执行过程中如有意见或建议，请寄送电力规划设计总院（地 址:北京市西城区安德路65号，邮政编码IloOl20） o
本标准主编单位、主要起草人和主要审查人：
主编单位：中国电力工程顾冋集团东北电力设计院有限公司.
|
主要起草人：季丽杰 姚志国 |
王詰刘丽影 |
魏显安安力群 |
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主要审查人:徐剑浩 |
张农李淑芳 |
王宁姚雯 |
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黄生睿 |
张朝阳李国荣 |
杜小军梁文军 |
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沈云 |
徐荥王彪 |
陆建莺朱月涌 |
3变频调速系统设计 ........................................
4变频调速系统设备选择 ..................
5.2 控制 ............................................. ( 12 )
5.3 保护 .......................................................... ( 13 )
6变频调速系统设备布置 ..................................
6.1 使用环境条件.........*...............................*......... ( 16 )
附录A变频调速系统对厂用电源谐波影响限制
的规定...............................................
本标准用词说明 引用标准名录-附:条文说明,•
(19 )
(20)
C 21 )
COntentS
3* 1 General requirements .......................................... ( 3
3. 2 SySteln Wiring ................................................ (3
4 EqUiPinent SeIeCtIOn Of VariabIe frequency COntrol
SyStem ...........................................
4. 4 COndUCtOr aɪɪd electrical equipment SeIeCtiOn ∙fct ....... ∙*∙ ( 10 )
5.1 GeneraI requirements .......................................... ( 12 )
5. 4 EleCtrOTnagnetiC COmPatiblIity and anti-interference ......... ( 14 )
5. 5 GrOUnding ..................................................... ( 15 )
6 ArrangemerLt Of the equipment for VariabIe frequency
APPendiX A The ProViSiOn Of harmonic restrictions for
Variable frequency COntrol SyStem On the auxiliary POWer ........................*........... (
EXPIanatiOn Of WOrding in this standard ..................... C
LiSt Of quoted StandardS ........... (
AdditiOn: EXPIanatiOn Of PrOViSiOnS .......................... (
i.o.i为在设计中合理选用变频调速系统，提高能源利用效率, 实现辅机设备高效节能运行,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于新建、扩建或改建的火力发电厂电压等级为 IOkV及以下异步电动机变频调速系统设计.
1-0.3变频调速系统设计不应影响机组运行的安全性，系统设备 选择应贯彻执行技术成熟、性能可靠、经济适用、使用维护方便的 原则。
1. 0. 4变频调速系统设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行 有关标准的规定。
2. 0. 1 变频调速系统 variable frequency COntrOI SyStem
采用变频器改变输出频率和输出电压控制交流异步电动机转 速的三相交流电气传动系统。
变频调速系统按直接驱动电动机的额定电压等级分为高压变 频调速系统和低压变频调速系统.
2. 0. 2 变频器 VariabIe frequency drive
利用电力电子器件的通断将工频电源转换为其他频率电源的 一神供电装置。
2. 0. 3 高压变频器 high VOItage Variable frequency drive
用于驱动额定电压IkV-IOkV交流异步电动机的变频器。
2. 0. 4 低压变频器 IoW VOltage Variable frequency ClriVe
用于驱动额定电压IkV以下交流异步电动机的通用或专用变频器。
2. 0. 5 U一拖一"方式 One-OnemOdel
由一台变频器只为J台电动机供电的接线形式。
2. 0. 6 "—拖二”方式 One-two model
由一台变频器,通过设置和操作必要的开关设备，可为两台电 动机中任一台供电的接线形式。
2. 0. 7 交-直J交 ac - de - ac
变频器的一种结构形式。其特征是将交流输入电源，经过整 流成为直流电，然后通过中间直流环节逆变成可变频率及电压的 交流电源的形式。
2. 0. 8 交-交 ac — ac
变频器的一种结构形式。其特征是将交流输入电源,无中间 直流环节,直接转成可变頻率及电压的交流电源的形式。
3. 1.1变频调速系统应根据工艺负荷特性和运行工况进行设置。
3. 1.2变频调速系统基本结构和性能应符合现行国家标准《调速 电气传动系统 第2部分:一般要求 低压交流变频电气传动系 统额定值的规定))GB∕T 12668.2和《调速电气传动系统 第4部 分:一般要求 交流电压IOOoV以上但不超过35kV的交流电气 传动系统额定值的规定))GB∕T 12668. 4的有关规定。
3. 1.3高压变频调速系统可由下列部分组成:
1主回路包括主电源开关、高压变频器及变压器等；
2旁路回路包括旁路切换及操作设备£
3控制保护电路包括控制保护设备及其辅助设备；
4异步电动机。
3.1.4低压变频调速系统可由下列部分组成：
1主回路包括主电源开关、低压变频器等；
2控制保护电路包括控制保护设备及其辅助设备；
3异步电动机。
3.1.5低压变频调速系统可设置下列设备：
1输入、输出谐波滤波器；
2输入、输出电抗器或正弦滤波器；
3输入功率因数补偿装置。
3. 2.1高压变频调速系统接线设计宜符合下列规定*
1连续运行无备用的负载宜采用“一拖一”方式(图3. 2.1-I)O
图3. 2. 1-1高压变频器"一拖一”方式
注：1 A、A1、A2、A3指断路器或接触器.点划线框内表示变频器成套范围.
2 Λ2.A3之间具有机械或电气闭锁.
2两台互为备用的负载宜采用“一拖二"方式（图3. 2. 1-2或 图3. 2. 1-3）,当需要时也可釆用“一拖一”方式。
图3. 2.1-2高压变频器“一拖二”方式A
注：1 A、A1、A2、A3、B、B1、EE、B3指断路器或接触器.点划线框内表示变频器成套范围。
2 Al与B1、A2与A3、B2与B3具有机械或电气闭锁。
电动机A电动机B
图3. 2. 1-3高溟变频器“一拖二”方式B
注A、B、C、A1、B1指断路器或接触器』点划线框内表示变频器成套范围。
2 Al与Bl具有机械或电气闭锁。
3三台且至少一台备用的负载宜根据变频器的设置数量釆 用以下方式：
1） 当设置一台变频器时，宜釆用“一拖二”方式,骂需要时也 可采用“一拖一”方式；
2） 当设置二台变频器时,一台变频器宜采用“一拖一”方式, 另一台変频器可采用“一拖二”方式“
3.2.2高压変频调速系统宜设置工频旁路设施，并宜符合下列 规定：
1 釆用“一拖一”方式时，其旁路回路宜釆用手动切换 方式；
2釆用“一拖二”方式时，如条件允许，备用负载的旁路回路 可采用自动切换方式。
3.2.3低压变频调速系统宜釆用“一拖一”方式（图3. 2.3）,可不 配置工频旁路。
厂用母线段
低压变频器
电动机
图3.2.3低压变频器“一拖一”方式
3.3.1变频器平均无故障时间（MTBF）不宜少于50000小时。
3. 3. 2在输出额定电压、电流和负载功率因数不小于0. 80的运行条 件下,高压变频器效率不应小于95%,低压变频器效率不应小于96%。
3.3.3变频器功率因数在20%〜100%的额定转速内不宜小 于 0.9。 '
3. 3. 4在整个输出频率调节范围内及各相负载对称情况下，变频 器输出三相线电压的不平衡度不应大于5%。
3.3.5在正常使用条件下，在整个输出频率调节范围内及各相负 载对称情况下，髙压变频器输出三相线电压变化率不应大于 1000V∕μs,低压变频器输出三相线电压变化率不应大于 1500V∕μso
3.3.6在整个频率调节范围内，被驱动电动机应能保持稳定运 行,在最高输出频率时，变频器的输出电流（功率）不应超过额定电 流（功率）的110%*
3. 3.7在输出频率调节范围内，高压变频器频率分辨率不宜大于 0. 02Hz,低压变频器频率分辨率不应大于0. 05Hzs
3. 3. 8 在正常工作条件下，在距设备0. 5m远、距地面1. 2m高范 围内，高压变频器及其所属部件运行发出的噪声不应大于80dB, 低压变频器及其所属部件运行发出的噪声不应大于70dBe
4.1.1变频调速系统设备应满足电气设备使用条件和环境使用 条件要求。
4.1. 2变频调速系统宜选择谐波电压和谐波电流低的变频器,变 频器对厂用母线的谐波影响限制量应符合本标准附录A的规定， 当谐波含量超出允许值时,宜采取抑制和耐受措施。
4. 2.1变频器容量与负载电动机的额定容量应相匹配,并应同时 满足下列条件：
1变频器输出容量不宜小于电动机额定容量的1.1借；
2变频器输出电流不应小于电动机额定电流，并宣考虑 1.05~l. 1的电流修正系数。
4. 2. 2当具有下列工况或要求时,变频器容量应按下列规定进行 修正，
1变頻器同时驱动多台电动机并列运行时,其容量不宜小于 同时运行的电动机容最之和；
2对于频繁启动、制动负载或重载启动负载，当其最大工作 电流超过变频器过载能力时，变频器输出电流应按最大工作电流 选择；
3当电动机容量裕度偏大且负载容量尚留有裕度时,变频器 容量可按负载轴功率折算至电动机输入功率选择,但变频器容蛍 不应小于电动机额定容量。
4. 2.3变频器电压值应按下列原则确定：
1额定输入电压应采用厂用母线标称电压；
2输出电压不应小于电动机额定电压。
4.2.4变频器额定输出电流应按本标准第4.2. 1条的规定选择, 并应符合下列规定：
1最小输出工作电流不应大于电动机最小转矩时的输出 电流；
2最大输出电流不应小于电动机可能的最大运行转速电流。 4.2.5变频器输出频率范围应满足工艺负载或电动机允许调速 范围要求。
4.2.6变频器过载能力应满足在额定转速范围内，最大连续输出 电流在120%额定电流时，持续时间不应小于Imin门50%额定电 流时,持续时间不应小于3s。
4.2.7变频器输出电压变化率不应对电动机绝缘产生损害，当输 出电压变化率超出本标准第3. 3. 5条规定限制时，应设置滤波装 置或釆取其他有效措施。
4.2.8变频器的控制方式应与工艺负载特性、电动机特性及其运 行工况相适应，并应符合下列规定：
1二次方类负载宜选用电压频率比控制方式；
2恒转矩类负载宜选用矢量:控制方式或直接转矩控制方式；
3当一台变频器同时驱动多台电动机并列运行时,应选用电 压频率比控制方式。
4.2.9高压变频器的选择除应符合本标准第4. 2, 1条〜第
4. 2. 8条的规定外，还应符合下列规定：
1宜釆用交-直-交电压源型，也可釆用交-直-交电流 源型；
2宜釆用12脉冲及以上整流器结构；
3宜选择高-高接线。
4.2.10低压变频器宜釆用交-宜-交电压源型。
4. 2.11直接空冷系统轴流风机变頻器的选择除应符合本标准第
• 8 •
4.2. 1条〜第4. 2.8条和第4. 2.10条的规定外，还应符合下列 规定：
1宜选用适应正反转运行的变频器；
2宜选用低噪声变频器和低噪声电动机；
3宜选用输入、输出谐波滤波器；
4输出端宜配置正弦滤波器,也可采用电抗器扌
5当技术经济合理时,也可配置12脉冲整流的低压变频器。
4. 2. 12为给煤机、给粉机供电的变频器宜具备低电压穿越能力.
4. 2.13变频器冷却方式应根据额定容量、使用环境条件等进行 合理选择，
4. 2. 14当环境温度大于405C、海拔高度超出IOOom或超过制造 厂规定的海拔高度值时,应考虑降额修正。变频器的降额修正系 数宜采用制造厂的推荐值。
4. 3.1变频调速系统电动机的基本性能和技术要求应符合现行国 家标准《旋转电机 定额和性能》GB 755、《轴中心高为56mm及以 上电机的机械振动振动的测量、评定及限值》GB 10068J旋转龟 机噪声测定方法及限值 第3部分;噪声限值》GB 10069. 3、《变频 器供电的笼型感应电动机应用导则》GB/T 20161和现行行业标准 《火力发电厂厂用电设计技术规程》DL/T 5153的相关规定。
4.3.2当釆用变频专用电动机时，电动机的性能和技术要求应符 合现行国家标准《变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则》 GB/T 21209和《变频调速专用三相异步电动机绝缘规范》GB/T 21707的有关规定。
4. 3. 3变频调速系统电动机应采用高效节能型三相异步电动机， 并应符舍下列规定：
1高压变频调速系统宜选用标准笼型感应电动机；
2低压变频调速系统宜选用变频专用电动机.
4.3.4变频调速系统电动机宜采用强制冷却方式，当采用自然冷 却时，电动机最低运行速度不应低于1。％额定转速或由制造厂 确认。
4. 3. S变频调速系统电动机额定容量（转矩）应与负载额定容量 （转矩）相匹配,并应适应变频运行工况。电动机额定值应按下列 条件校验：
1应满足电动机最低运行速度时的最大负载转矩需要；
2应满足电动机最大转矩时可能出现的最高转速需要。 4.3.6直接空冷系统轴流风机应选用变頻专用电动机。
4. 4.1变频调速系统的导体和电器选择应符合现行行业标准《导 体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222和《火力发电厂厂用电 设计技术规程》DL/T 5153的有关规定。
4.4.2低压変频调速系统的导体及电器额定电流值宜根据变频 器厂提供的谐波数据值进行修正。当缺乏变频器厂家资料时，可 按下列规定取值I
1直接为变频器供电的回路导体和电器的额定电流值可按 大一级选择J
2接有大量变频器的母线段,其母线和母线进线回路电流裕 度值可按该母线段变频器的工频额定电流计算之和的30%选取。
4. 5.1变频调速系统电缆选择应符合现行国家标准《电力工程电 缆设计规范》GB 50217的有关规定。
4.5.2高压变频调速系统电力电缆宜选用普通电力电缆。
4.5.3低压变频调速系统电力电缆宜选用屏蔽电力电缆或铠装 电缆,也可选用变频专用电缆；当不选用变频专用电缆时，电缆截 面宜按大一级选择。
4. 5.4当不釆用变频专用电缆时,低压变频器与电动机之间的电 力电缆应符合下列规定：
1 30kW及以下电动机的接线和Iomm2及以下电缆可釆用 不对称配置的电缆；
2大于30kW电动机的接线宜釆用单芯动力线和多根接地 线对称配置的电缆；
3小功率且易于布线的场所宜采用多芯屏蔽电缆；
4大容量多根并联电缆应选用对称的适于布线的连接方式。
4.5.5低压变频调速系统的屏蔽电力电缆可按下列原则选择：
1可选用带一同心铜或铝防护层的三芯电缆；
2可选用带三根对称接地导体和一同心屏蔽/铠装的三芯 电缆；
3可选用利用钢或镀锌铁绞线作屏蔽/铠装的三芯电缆。
4.5.6变频调速系统控制、信号、测量及保护回路的电缆应选用 屏蔽型控制电缆和计算机电缆。
5-1-1变频调速系统电气设备控制及测最设计应符合现行国家标 准《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063和现行行业 标准《火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程WL/T 5136的有 关规定。
5. 1.2变頻调速系统电气设备保护设计应符合现行国家标准《电 力装置的继电保护和安全自动装置设计规范))GB∕T 50062和现 行行业标准《火力发电厂厂用电设计技术规程》DL/T 5153的有 关规定。
5.1. 3变频调速系统控制性能应满足工艺负载运行工况、运行效 率、调速范围及调速精度要求。
5.1.4变频调速系统应具有电磁兼容及抗干扰能力。
5. 2. 1变频调速系统控制宜采用数字化技术,变频器驱动单元宜 选用智能模块结构。
5.2.2变频调速系统控制应提供下列基本功能；
1转差补偿功能I
2软启动功能；
3运转设定和频率设定功能；
4瞬时失电再恢复功能；
5低压变频器的能耗制动功能。
5.2.3当运行工况需要时,变频调速系统控制宜具有下列功能：
1自调谐功能；
■ 12 •
2再生制动功能；
3低频转矩提升功能；
4转速跟踪再启动功能。
5. 2.4变频调速系统启动、制动控制及加减速时间的设计应满足 系统运行、负载及电动机机械特性要求。
5. 2.5变频调速系统的控制电源宜与厂用电源系统控制电源供 电原则一致。高压变频器的控制电源宜由双电源供电，其申一路 电源宜由在线式UPS提供，由UPS供电时应保证掉电持续时间 不小于5分钟。
5. 2. 6高压变频调速系统旁路设备控制回路的设计应符合下列 规定：
1当变频器及其辅助系统故障时,应将电动机从変频运行切 换到工频旁路运行；
2当因变频器输出外部电缆或电动机故障时,在变频器跳闸 同时可闭锁切换至工频旁路。
5.2.7变频调速系统接口信号宜包括下列内容：
1数字量输入包括变频器启动、停止、手动/自动等；
2数字量输出包括变频器就绪、变频器运行、変频器故障、变 频器停止等糸
3模拟量输入包括频率调节或转速给定；
4模拟量输出包括输出频率、输出电流、输出功率。
5. 2.8变频器可配置通信接口 ,实现远方控制、监视及报警功能.
5. 3.1高压变频调速系统主回路电源元件保护设计应符合下列 规定：
1变频供电回路宜按变频器结构类型元件选择；
2工频供电回路应按电动机元件选择；
3在变频方式和工频方式下都需要运行的供电回路元件,保
护装置宜满足两种运行方式.
5.3.2高压变频调速系统“〜拖二”方式旁路回路电源元件保护 设计应按电动机设置。
5.3.3高压变频器及其辅助设备保护应包括下列内容：
1变频器输入/输出过电流保护；
2变频器过载保护;:
3变频器输入/输出过电压保护；
4变频器欠电压保护；
5变频器超频保护;
6变频器相间短路保护I：
7变频器输出接地保护；
8变频器超温保护；
9变频器冷却系统异常保护；
io变频器失速保护；
11变频器输岀断相或不平衡电流保护。
5.3.4低压变频器及其辅助设备保护应包括下列内容：
1变频器缺相保护；
2变频器接地保护；
3变频器输出短路保护；
4变频器输出过电流保护；
5变频器过热保护；
6变频器冷却风机异常；
7变频器失速保护。
5.3.5变频运行的电动机保护可由变频器保护功能实现。
5. 4.1变频调速系统电磁兼容性及其试验特性应符合现行国家 标准《调速电气传动系统 第3部分:产品电磁兼容性标准及其特 定的试验方法》GB/T 12668. 3的有关规定。
5.4.2变频调速系统可釆用下列方式抑制电磁干扰；
1电源进线或变频器出线主回路安装滤波器和电抗器；
2控制仪表电源进线回路安装控制变压器；
3控制保护回路与主回路之间的信号采用光纤;：
4控制信号线布线远离变频器输入输出动力线；
5信号控制线相绞绞距小；
6降低载波频率；
7电力电缆釆用屏蔽措施。
5. 4. 3变频调速系统的输入电源与控制回路电源宜分别供电，也 可设置隔离变压器。変频器控制、测量及信号电源回路应设置独 立的保护元件。
5. 5.1变频调速系统接地设计应符合现行国家标准《交流电气装 置的接地设计规范》GB/T 50065和现行行业标准《火力发电厂、 变电站二次接线设计规程》DL/T 5136的有关规定.
5.5.2变频调速系统接地设计应包括系统保护接地、系统设备及 电缆的抑制干扰接地。
5. 5. 3低压变频调速系统电源侧接地方式宜与低压厂用电系统 接地方式一致。
6.1.1变频调速系统使用环境条件应符合现行国家标准《调速电 气传动系统第2部分:一般要求低压交流变频电气传动系统 额定值的规定H2668. 2、《调速电气传动系统 第4部分：一般要 求 交流电压IOOOV以上但不超过35kV的交流调速电气传动系 统额定值的规定M2668.4和现行行业标准《火力发电厂厂用电设 计技术规程》DL/T 5153的有关规定。
6.1.2变频器应能在下列环境条件下运行；
1环境温度范围为十5'C~+40υj
2相对湿度为5%~85%,无凝露。
&L3变频器周围不应有腐蚀性、易燃、易爆气体以及粉尘和 油雾。
6. 2.1变频调速系统设备布置应符合现行行业标准《火力发电厂 厂用电设计技术规程》DL/T 5153的有关规定。
6.2,2变频器应釆用屋内布置，
6.2.3高压变频器柜、直接空冷系统低压变频器柜宜布置在房 间内。
A.0.1注入公共连接点谐波电流允许值应符合表A. 0.1的 规定。
表A. 0. X注入公共连接点谐波电流允许值
|
标称电压 (kV) |
基准短路容蛍 (MV ・ A> |
谐波次数及谐波电流允许妙\ ___ | |||||||||||
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
g |
10 |
11 |
12 |
13 | ||
|
0, 38 |
I io |
78 |
62 |
39 |
62 |
26 |
44 |
19 |
21 |
16 |
28 |
13 |
24 |
|
6 |
100 |
43 |
34 |
21 |
34 |
14 |
21 |
11 |
11 |
8. 5 |
^^1Γ1 |
7.1 |
13 |
|
10 |
100 |
26 |
20 |
13 |
20 |
8.5 |
15 |
6.4 |
6. 8 |
5.1 |
9・3 |
4.3 |
7. 9 |
|
為:电压 CkV) |
基准短路容Ia (MV ∙ A) |
谐波次数及谐波电流允许值(A) 一 | |||||||||||
|
14 |
15 |
16j |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 | ||
|
0. 38 |
IO |
11 |
12 |
9,7 |
18 |
8.6 |
16 |
7.8 |
8.9 |
7.1 |
14 |
6.5 |
12 |
|
I 6 |
100 |
6. 1 |
6. 8 |
5. 3 |
10 |
4.7 |
9.0 |
4. 3 |
4.9 |
3. 9 |
7. 4 |
3, 6 |
6.8 |
|
10 |
100 |
3. 7 |
4. 1 |
3. 2 |
6. 0 |
2. 8 |
5.4 |
2.6 |
2. 9 |
2. 3 |
4.5 |
2. 1 |
4. 1 |
注q当公用连接点处的最小頰路容量不同于基准塩路容最时,应按下式修正表 中的谐披电流允许值：
RT S lip
式中：SKl——公共连接点的最小短跻容如MV ∙ A)；
SKJ — 基准短路容ffi(MV∙ Ab
IllP —第A次谐波电流A))
h——短路容鼠为SKt时的第A次谐波电流允许fil(A).
2第h次谐波电流含有率应按下式计算：
HRI1, U ¼× 100(¾)
J I
式中：h——第人次谐波电流〈方均根值)； h——基波电流(方均根值)，
3谐波电流含最应按下式计算,
ʃH=TS∞7
4电流总谐波崎变率应按下式计算：
THDl =驱 XIO0（%）
Ii
A.O. 2公用电网谐波电压（相电压）限值符合表A. 0.2的规定。
表A.0.2公用电网谐波电压（相电压）限值
|
电网标称电压 ' CkV） |
电压总谐波畸变率 〈％） |
各次谐波电压含有率（％） | |
|
奇次 |
偶次 | ||
|
0. 38 |
5.0 |
4∙° |
2.0 |
|
6 |
4.0 |
3.2 |
1.6 |
|
10 | |||
注」第n次谐波电压含有率应按下式计算:
HRU1, = * X 100（%）
式中：S ——第h次谐波电压（方均根值）S Ul——基波电压（方均根值）.
2谐波电压含:ffl应按下式计算，
3电压总谐波畸变率应按下式计算：
THDU F 察 X 100(%)
5
本标准用词说明
1为便于在执行本标准条文时区别对待,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条文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”。
《电力装置的继电保护和安全自动装置设计规范》GB/T 50062
《电力装置的电测量仪表装置设计规范））GB∕T 50063
《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065
《电力工程电缆设计规范》GB 50217
《旋转电机定额和性能》GB755
《轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评 定及限值》GB 10068
《旋转电机噪声测定方法及限值 第3部分：噪声限值》 GB 10069. 3
《调速电气传动系统 第2部分:一般要求 低压交流变频电气 传动系统额定值的规定》GB/T 12668, 2
《调速电气传动系统 第3部分:产品的电磁兼容性标准及其特 定的试验方法》GB 12668.3
《调速电气传动系统 第4部分：一般要求 交流电压IOOOV 以上但不超过35kV的交流调速电气传动系统额定值的规定》 GB/T 12668. 4
《变频器供电的笼型感应电动机应用导则）＞GB∕T 20161
《变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则》GB/T 21209
《变频调速专用三相异步电动机绝缘规范》GB/T 21707
《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程WL/T 5136
《火力发电厂厂用电设计技术规程》DL/T 5153
《导体和电器选择设计技术规定》DL/T 5222
中华人民共和国电力行业标准
火力发电厂变频调速系统设计导则
DL/T 5521—2016
《火力发电厂变频调速系统设计导则》DL/T 5521—2016 ,经 国家能源局2016年12月5日以第9号公告批准发布。
本标准在制订过程中，认真贯彻执行国家的技术经济及节能 减排政策,使火力发电厂变频调速系统设计达到技术先进、经济合 理、质量保证、安全适用的水平。通过总结火力发电厂变频调速系 统的运行管理经验,调查变频器运行现状及存在问题，收集相关经 验和数据,对火力发电厂变频调速系统设计提出基本要求;在深入 分析研究有关变频器产品使用、制造标准内容的基础上，借鉴工程 实践经验，收集各制造厂变频器产品特性及设计中的经验和存在 问题,为编制本标准提供依据。
本标准在变频器对电网及电动机的谐波污染与抑制措施、变 频电缆的应用及推广方面尚需深人研究，以期有效指导变频调速 系统的设计和应用。
为了便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用 本标准时能正确理解和执行条文规定，编制组按章、节、条顺序编 制了本标准的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注 意的有关事项进行了说明。但是,本文说明不具备与标准正文同 等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考.
1 总 则..................................................C 27 ）
3.1 一般规定 ---------------------------------…..………（29）
4.5电缆的选择• ............ ,………............…（41 ）
5.4电磁兼容与抗干扰…...........................,…仕………（45 ）
6变频调速系统设备布置，……"……∙ w…...............（46）
6.2 设畚布量 ......…5（46 ）
1.0.2火力发电厂通常包括燃煤发电厂、燃气发电厂、燃油发电 厂和垃圾发电厂，
本标准适用范围为“火力发电厂电压等级为IokV及以下异 步电动机变频调速系统设计”，目的是实现节能降耗,提高设备运 行效率。对于某些负载,仅在机组启动过程投入或因容量大、自启 动受限等因素要求配置的变频调速装置,不在本标准规定的范围 内，如燃机变频启动装置等。
2.0.1根据《调速电气德动系统 第2部分:一般要求 低压交 流变频电气传动系统额定值的规定》GB/T 12668, 2和《调速电气 传动系统 第4部分:一般要求 交流电压IoOOV以上但不超过 35kV的交流电气传动系统额定值的规定》GB/T 12668.4对"交 流电气传动系统(PDS)”的定义范畴，提出“变频调速系统”定义。 同时,为了与《调速电气传动系统 第2部分:一般要求 低压交 流变频电气传动系统额定值的规定》GB/T 12668. 2和《调速电气 传动系统 第4部分:一般要求 交流电压IOOoV以上但不超过 35kV的交流电气传动系统额定值的规定》GB/T 12668.4规定范 围保持一致,便于明确各自的组成内容,引出“高压变频调速系统" 和“低压变频调速系统”的分类定义"
3.1 -般规定
3.1.1本条明确了工艺系统的负载配置变频调速装置的基本 原则。
本标准适用于以提高能源利用效率,实现辅机设备高效节能 运行为目的配置的变频调速装置。由于工艺系统的负载调速方式 选择与工艺系统设置、负载形式、负栽机械特性、负载配置数量及 其运行方式等条件密切相关，因此辅机系统负载是否釆用变频调 速装置以及变频调速装置的配置需经过工艺专业的技术经济比较 确定。
在实际工程中变频调速装置的应用状况：
锅炉部分重要风机是否设置变频器一般根据设备形式确定。 引风机一般选调速离心式风机、动叶可调轴流式风机或静叶可调 轴流式风机,对于离心式风机适宜变频调速,大容量机组引风机在 选用静叶可调轴流式风机时也可配置变频调速装置，而对于动叶 可调轴流式风机一般不需要配置变频调速装置。送风机一般选动 叶可调轴流式风机,也有选离心式风机的，对于动叶可调轴式流风 机一般不霜配变频调速装置，当选用离心风机时可考虑釆用变频 调速装置。
汽机部分凝结水泵广泛釆用变频调速装置驱动。一般按纯凝 机组、供热机组条件装设两台100%容量凝结水泵或皇台50%容 量凝结水泵,其中三台50%容量的凝结水泵两台工作一台备用. 热网系统的补给水泵一般采用变频调速。
锅炉制粉系统的给煤机、给粉机广泛釆用变频调速驱动。制 粉系统一次风机在选用离心式风机时可考虑变频调速装置驱动, 但由于一次风机存在喘振失速风险,所以在实际中应用案例并不 多见。
直接空冷系统轴流风机运行工况受季节性变化影响较大。在 寒冷地区、温差大,运行方式变化较大的条件下，轴流风机选用变 频调速比定速或双速风机的经济性好，因此一般均采用变频调速 驱动。
电动给水泵采用液力耦合器调速方式比较多,在改造案例中， 也有采用变频器调速装置的。供热电厂母管制电动给水系统，通 过变频的调速给水泵与定速给水泵并列运行,共同维持母管压力 恒定，可提高给水质量,降低厂用电率。
供水系统循环水泵釆用变频调速方式较少,而供热机组供水 系统循环水泵采用变频器的可行性和必要性大于纯凝机组。
除灰（渣）系统，由于运行条件比较恶劣，操作频繁，电动机 易过负荷，因此在电厂灰浆泵、渣浆泵采用変频调速装置更具有 实际意义，可改善工艺条件和延长设备的使用寿命,减少维修工 作量。
通过对应用案例统计分析,火力发电厂工艺系统的负载采用 变频调速装置的广泛程度各不相同。表1给出火力发电厂通常应 用变频调速系统的工艺负载清单,供参考。
表1火力发电厂变類调速系统应用一览表
|
名称 |
电压等级 |
________备 注________ | |
|
_______________（一）锅炉部分____________________ | |||
|
1 |
引风机 |
高压 |
-般离心风机或静叶可调轴流风机时应用 |
|
2 |
送风机 |
高压 |
二股离心风机应用 |
|
3 |
一次风机 |
高压 |
一般离心风机应用 |
|
4 |
増压风机 |
髙压 |
一般离心风机应用 |
|
5 |
空压机 |
高压或低压 | |
|
6 |
给煤机 |
低压 — |
刮板给煤机或称重给煤机 |
|
7 |
给粉机 |
低压 |
叶轮给粉机 |
续表1
|
序号 |
名称___ |
电压等级 |
莅 注 |
|
__________〈二）汽机部分___________________ | |||
|
1 |
凝结水泵 |
高压 | |
|
2 |
电动给水弟— |
高压 |
一般在供热机组上应用 |
|
3 |
热网循环水泵 |
高压 | |
|
4 |
加热器凝结水贰 |
高压 |
一般在供热机组上应用 |
|
5 |
补绐水泵一 |
高压或低压 |
一般在供热机组上应用 |
|
6 |
热网疏水泵 |
低压 | |
|
（三）除灰部分 | |||
|
1 |
灰浆泵 |
高压或低压 | |
|
2 |
灰渣泵 |
高压或低压 | |
|
（四）供水部分 | |||
|
1 |
循环水泵 |
髙压 |
一般在供热机组上应用 |
|
2 |
冲洗水泵 |
低压 — | |
|
3 |
工业水泵 | ||
|
（五）直接空冷机组空冷岛部分 | |||
|
1 |
轴流风机 |
低压 | |
|
（六）化学水部分 | |||
|
1 |
反渗透高压泵 |
低压 | |
|
2 |
超滤反洗水泵 |
低压 | |
|
3 |
自动加药计址氮" |
低压 一 |
包括酸（碱、还原、阻垢）自动加药计址泵 |
|
4 |
除盐水补水泵 |
低压 一 | |
|
5 |
清水泵 | ||
|
6 |
澄清水泵 |
低压 一 | |
|
7 |
原水提升泵 |
低压 | |
|
（七）给排水部分 | |||
|
1 |
生活消防水泵 |
低压 | |
|
2 |
中间水泵 |
磁 | |
|
___________________（八）输煤部分 | |||
|
1 |
叶轮给煤机 |
低压 | |
3.L3参考现行国家标准《调速电气传动系统 第4部分:一般 要求 交流电压IOOOV以上但不超过35kV的交流电气传动系统 额定值的规定》GB/T 12668. 4 “电气传动系统(PDS)JJ框图定义， 本标准与其保持一致。高压变频调速系统组成框图见图1.
图1高压变頻调速系统框图
3.1.4参考《调速电气传动系统 第2部分：一般要求 低压交 流变频电气传动系统额定值的规定＞GB∕T12668. 2对“电气传动 系统(PDS)'框图的定义,本标准与其保持一致。低压变频调速系 统组成框图见图2。
3.1.S本条是基于低压庾频器的谐波影响比较严重提出的限制 性措施。可结合具体工程对谐波限制值在订货的技术规范书中提 出，由变频器设备内置或外配。
主电源
图2低压变频调速系统框图
1电压源型低压变频器及正弦脉宽调制(SPWM)的控制技 术,使变频器输出电压产生的矩形脉冲在电动机中性点形成共模 电尾,即变频器输出零序电J⅛,正常情况下由于三相正弦波电源是 平衡对称的，中心点零序电JS应为零,晋変频器输出的零序电床不 为零时,对电网、电动机及其他设备形成谐波干扰。在变频器输入 端和输出端安装LC形滤波器,可以吸收谐波和增大电源与负载 阻抗,达到抑制谐波的目的。
2输入输出侧串接合适的电抗器，可有效抑制高次谐波，减 少电源浪涌对变频器的冲击,改善变频器的过电流和过电压q需 要注意:输出电抗器的容量选择应将其电压降控制在一定范围,防 止压降过大影响电动机输出转矩。
3功率因数补偿装置指专用的补偿装置,功率因素补偿和 谐波衰减是两个紧密相关的问题,此外,局部或多重性的补偿会增 加系统共振的危险性，因此结合变频器选型采取全局的补偿方案。
3.2系统接线
3.2.1本条根据工艺负载的特点提出。据调査,早期的高压变频 调速系统设计接线存在“一拖三”方式，由于这种接线方式使变频 调速系统的旁路柜结构设计非常庞大，旦操作切换比较复杂，现已 不多见。同时考虑到现有设计接线的“一拖一”方式和“一拖二”方 式,可以适应大多数负载的配置方案,为此本标准不推荐高压变频 调速系统采用“一拖三”方式.以下为各类工艺负载的变频调速系 统接线方式：
1 “连续运行无备用”的工艺负载主要指引风机、送风机、一 次风机或电动给水泵组等。一般此类负载为50%容量、双套配 置,正常连续运行。采用“一拖一”方式，正常运行时电动机变频运 行;当变频器故障或检修时,变頻器退出运行，电动机切换至工频 旁路运行。变频调速系统中与变频器成套的开关一般与其电源输 入开关选型一致。
2 “两台互为备用”的工艺负载主要指100%容量的凝结水 泵、热网补给水泵等。推荐釆用的“一拖二”方式，正常运行时，两 台泵一台变频运行，另一台以工频旁路备用，当变频器因故障或检 修退出运行时,变频运行的工作泵电动机退出运行,此时经手动或 自动投入工頻旁路备用电动机，备用泵运行。另外，采用“一拖二” 方式适于两台泵定期检修的“倒泵”需要，操作简单，维护方便。当 釆用“一拖一”方式时，一般需要固定某一台泵为变频运行泵。其 中，正常运行时由变频器供电的泵电动机变频运行，另一台泵电动 机直接接人工频电源作工频备用，当变頻器因故障或检修退出运 行时,接入变频器的泵电动机退出运行,接入工频电源的备用泵电 动机按工艺连锁程序自动投入运行•由于固定了某一台泵为变频 泵，当需要“倒泵”操作时,此时只能通过拆线方式,操作复杂，维护 不便.
3 “三台且至少一台备用”的工艺负载主要指50%容量凝结 水泵、循环水泵、热网循环泵、热网凝结水泵、疏水泵、灰浆泵和灰 渣泵等。推荐采用“一拖一”方式或“一拖二"方式,取决于変频器 设置的数量。一般不建议备用泵采用变频方式备用，因为•一方面 造成资源浪费,不能充分体现变频调速系统的作用，另一方面也存 在事故切换的风险，如当工频泵故障时,变频泵无法在短时间内达 到全速运行以维持母管压力的稳定条件。
图3. 2. 1-1〜图3. 2. 1-3中电源开关选用断路器或接触器与 厂用电接线原则要求一致。
3.2.2本条主要考虑高压变频器的可靠性尚不能达到发电机组 运行可靠性的要求，工频旁路回路用于高压变频器设备故障或检 修时,将电动机退岀变频运行并能切换到旁路工频运行，或将备用 负载通经工频旁路投入运行,保证供电连续性要求，变频运行的电 动机是否允许自动切换至工频运行,受工艺系统及负载运行条件 限制.
3.2.3在发电厂,低压工艺系统釆用变频调速负载很多，典型负 载主要有锅炉系统给煤机、给粉机、直接空冷系统的轴流风机、化 学水系统加药计量泵等。在工程案例中，采用按每台电动机配置 一台变频器的情况较多，这取决于工艺系统与机组安全运行要求。 不设置工频旁路,也可简化接线。
3.3变频器性能指标
3.3.1经对变频器厂家进行调研，目前国内外高、低压大部分变 频器厂家可做到变频器的MTBF不小于50000小时,兼顾投资与 设备制造因素，提出本条规定。
3.3.2本条经对变频器厂家进行调硏后而提出了推荐效率。
3.3.3在正常工频运行下，电动机功率因数一般为。,8。左右,在 额定功率输出时随负载功率下降功率因数而减小，在加入变频器 后，变频器的输入端产生高次谐波电流（含量较大的5次或7次谐 波）会使功率因数下降,约为0.7-0. 75。改善功率因数的基本途 径就是削弱髙次谐波。通过串入交流电抗器、直流电抗器,可有效 改善变频器的功率因数。
3. 3. 5本条依据现行行业标准《火电厂风机水泵用高压变频器》 DL/T 994-2006第6. 11条规定和《低压变频调速装置技术条 件》DL/T 339—2010第5.3.3条提出，分别给出高压变頻器和低 压变频器的性能要求。
3.3.7本条依据现行行业标准《火电厂风机水泵用高压变频器》 DL/T 994—2006第6. 12条规定和《低压变頻调速装置技术条 件》DL/T 339—2010第5. 3. 6条分别给出了高压变频器和低压 变频器的性能要求。
3. 3. 8本条依据现行行业标准《火电厂风机水泵用高压变频器》 DL/T 994—2006第6.20条规定和《低压变频调速裝置技术条 件））DL∕T 339-2010第5. 10条分别给出了高压变频器和低压变 频器的性能要求。
4. 1 「般规定
4. L 2研究表明，变频器产生的谐波会对供电电源、系统设备及 其他设备产生严重危害，选择谐波电流和谐波电压低的变频器是 减少谐波干扰的措施之一.本标准附录A给出的限值是依据现 行国家标准《电能质量 公用电网谐波》GB/T 14549—1993及 《半导体变流器与供电系统的兼容及干扰防护导则》GB/T 10236—2006提出的。由于现行国家标准《电能质量 公用电网 谐波》GB/T 14549—1993针对公用电网，适用工业和民用，谐波 限制要求严格，考虑到本标准涉及的范围但为发电厂的厂用电源 系统,不宜要求太严，因此提出“当谐波含量超出允许值时,宜采取 抑制和耐受措施”。当厂用电系统集中接入低压变频器负载时，比 如直接空冷机组的轴流风机,通常选用6脉冲的低压变频器,低压 变频器所接的低压交流母线谐波电压无法满足的，这时建议应采 取抑制和耐受措施，具体设计要求可见现行行业标准《火力发电厂 厂用电设计技术规程》DL/T 5153—2014第4, 7节的规定。
4.2变频器的选择
4.2.5本条规定的变频器输出“频率范围”是指变频器一个技术 参数，与“调速范围”是两个完全不同的含义调速范围”是衡量 系统变速能力的一项指标,有两种表达方式,本质相同：一是以调 速系统实际可以达到的最低转速与最高转速之比表示,如1 ! 100 等,二是以最高转速与最低转速的比值（D值）表示,如D=IOO 等。变频器输出频率即变频器实际输出的频率，实际输出频率不 等于给定信号相对应的频率,变频器的最大频率与最大给定频率 相对应,也是变频器允许输出的最高频率。对于同样极对数的电 动机,频率越高,可以达到的最高转速也越大，当频率不变时，其调 速范围也越大.大多数情况下，以电动机的额定频率作为最大頻 率,不会大于电动机的最大允许频率。
4.2.6本条根据《调速电气传动系统 第2部分：一般要求 低 压交流变频电气传动系统额定值的规定》GB/T 12668. 2和《调速 电气传动系统 第4部分:一般要求 交流电压IooOV以上但不 超过35kV的交流调速电气传动系统额定值的规定》GB/T 12668. 4 中有关变频器过载能力规定，结合对变频器厂家产品能力调研后 提出要求。由于变频器采用的半导体电子元器件的额定值与其他 电器元件不同，当超出最大额定值，即使运行时间极短也会受损， 本标准规定的过载能力是基于二次方类负载特性提出的。
4.2.8本条规定了变频器控制方式的选择依据。
“电动机特性”主要指电动机的机械特性的硬度特性，即要求 在负载变化时转速改变要小；第二是低频时带负载能力，也即低频 运行时具有的足够大电磁转矩;第三是保证启动转矩,也称堵转转 矩〈即当电动机接通电流、转速为零时的转矩大小)，一般启动转矩 应大于额定转矩的1. 5倍;第四是动态响应能力，也即转速随负载 转矩突然增加或减少时的恢复能力。
电厂大多数辅机负载为风机、泵类负载，二次方负载不易过 载,一般可釆用电压频率(U∕f∙)比控制方式。U/f比控制的变频 器适用于过载能力较低、低速时的转矩较小的负载，当负载要求启 动力矩大、转速精度或动态性能要求高时，可选用具有矢量控制 (VC)方式或直接转矩控制(DTC)方式的变频器。矢量控制方式 具有固有自动转矩限幅、快速转速跟踪再启动等功能,可防止在加 速过程的过电流和减速过程中的过电压,或因电网波动等不正常 原因引起的停机故障现象。
恒转矩负载的特点为负载转矩的大小取决于负载的轻重，与 转速的大小无关,典型负载如带式输送机、给煤机。对于恒转矩负 载,在低速运行时也要求能带动负载，即需要变频器提供足够的转 矩，因此宜选用具有矢量控制或直接转矩控制的变频器,此类负载 不适于采用仅具备电压频率比控制方式的变频器。据调查，带式 输送机在煤矿行业、钢铁行业应用变频调速案例普遍，目前在发电 厂的应用还不多见。
为防止电流分配不均匀，对于一台变频器同时驱动多台电动 机并列运行的变频器，只能选用u/f比控制方式。.
4. 2.9,4. 2.10本条主要规定高、低压变频器拓扑结构的选择 要求•
“交-直-交”是相对“交-交”而言的，主要区别在于是否含有 "直流环节\
“电压源"和“电流源"的区别是中间直流滤波环节，配置电容 元件时为“电压源"，配置电感元件时为“电流源气
“高-高接线”指将高压变频器直接输入高压电源,输出电压直 接为高压电动机供电，高压变頻器的输入或输岀侧不需设置专用 的降压或升压変压器。与“高-高接线”相对的"高-低-高接线”,是 指选用低压变频器,并将高压电源经变压器降压后与之连接,然后 在低压变频器输出侧经变压器升压连接到高压电动机上，此种接 线多用于小功率高压电动机变频器装置。
4. 2.12本条结合国家电网公司的要求提出。所谓“低电压穿越" 是指因某种原因造成电网系统短时低电压,低电压进入厂内供电 网络,导致厂用电源瞬时电压降低的现象。据反馈,某电厂因低电 压穿越,造成机组给煤机失电跳闸,触发全燃料丧失，MFT动作。 经了解相关专业,类似给煤机等重要锅炉辅机，必须参与启动锅炉 连锁逻辑，由于给煤机釆用变频器，即便短时低电压，变频器也会 失去输出电源,导致给煤机跳闸并启动锅炉保护跳闸出口，为此提 出变频器具有“低电压穿越”能力。由于国家电网公司要求，现已 有许多电厂都要求配置“低电压穿越”或其他相关内容，故本标准 做出规定。
4.2.13变频器的冷却方式一般包括自然散热、对流散热（风冷）、 液冷散热（水冷或其他介质冷却）。中小容量变频器普遍釆用自然 散热或对流散热方法。变频器容量较大时,发热量需要液体冷却 散热。合理配置是指适度选择风机、散热器，使功率消耗合理，性 价比最优。
4.3电动机的选择
4.3.1、4.3.2目前用于变频调速系统的电动机有以下两种类型： 第一类为一般用途设计的标准笼型感应电劫机。这类型电动 机的设计和性能经过优化以适应在恒频正弦波供电电压下运行， 但它们仍然适用于变频驱动系统。现行国家标准《变频器供电的 笼型感应电动机应用导则））GB∕T 20161-2006给出了在这些场 合的应用导则。即本标准第4.3.3条的“标准笼型感应电动机
第二类为变频供电专用设计的笼型感应电动机。这类型电动 机的设计和结构以标准笼型感应电动机符合标准的机座号及尺寸 为基础，但进行了一些改造以适应变频供电运行。现行国家标准 《变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则》GB/T 21209— 2007给出了 IoooV以下电压源供电变频器的电动机应用导则，即 指本标准第4.3. 3条“变频专用电动机”。
4. 3. 3本条依据高、低压变频器结构特性及对电网或用电设备的 影响状况提出。
1高压变频器容量大，结构复杂,按照本标准选用的高压变 频器,设计上采用12脉冲及以上的整流电路、单元串联多电平结 构的功率单元、移相变压器及各类谐波滤波器等,实际输出的波形 基本为正弦波,且谐波含量可在相关标准规定允许范围之内，对电 网及用电设备产生的影响可控，因此建议高压变频调速系统电动 机选用标准笼型感应电动机。当变频调速系统选用绕线型感应电 动机时,应将其转子短接。
2低压变频器普遍釆用6脉冲整流单元,会产生较多的谐波 电流和谐波电压，同时对电动机产生轴电流、轴电压，使电动机发 热、绝缘能力降低,损耗加大，寿命缩短。当低压系统集中布置变 频器时,谐波的危害会更加严重,如某电厂直接空冷机组连续烧毁 多台轴流风机。所以建议低压变频调速系统宜选用变频专用电动 机,直接空冷机组轴流风机应选用变频专用电动机。
4, 3. 4 一般情况下，中小容量电动机散热主要靠转子轴上自带的 风扇与内部进行空气交换，当电动机低频运行时由于转速降低,通 风变差，导致电动机轴承内部温度升高，电动机带载能力也随之下 降;现行国家标准《变频器供电笼型感应电动机设计和性能导则》 GB/T 21209—2007第4. 6条“对电动机的要求''提出“轴承长期 运行于10%基速以下,滑动轴承性能要由制造厂确认， 4.3.5本条规定同第4.3.3条的条文说明。
4.4导体和电器的选择
4.4.2低压变频器运行时谐波较严重,为避免谐波引起导体和电 气设备的发热甚至故障,应留有一定裕度，裕度值宜根据制造厂提 供的变频器谐波含量选取。工程初期缺乏设备资料时，参考对直 接空冷发电机组谐波治理的研究成果，直接为变频器供电的回路 导体和设备的电流裕度可按比普通工频运行时放大一级选择;对 直接空冷机组的空冷PC段等接有大量变频器的母线段，其母线 和母线进线回路裕度可按由其供电的所有变频器的工频额定计算 电流之和的30%选取。
4.5电缆的选择
4. 5.4本条要求基于现行国家标准《变频器供电笼型感应电动机 设计和性能导则》GB/T 21209—2007第9. 1.4. 1条和第9,1. 4. 2 条提出，推荐的电缆类型及布线规则具有抗电磁干扰的能力.
其中“单芯动力线和多根接地线〃对称配置的特点是“每相电 缆由1根単芯电缆+ 1根N（接地）+ 1根PE（接地）组成”,三相构 成对称配置。
连接大容量变频器和电动机时因电流很大需要多根电缆并 联,此时釆用如图3所示的对称布线方式。
图3大容址变頻器和电动机多根电缆布线
4.5.5本条要求基于现行国家标准《变频器供电笼型感应电动机 设计和性能导则》GB/T 21209—2007第9. 1.4 1提出，推荐的屏 蔽电缆具有抗电磁干扰的能力D
1 带一同心的铜或铝防护层的三芯电缆及其连接方式见 图4,其中SCU为同心铜（或铝）屏蔽，Txfr为变压器，Cv为变频 器。各相线彼此等距且与屏蔽层等距,屏蔽层作为防护导体。
图4帯一同心的铜或铝防护层的三芯电缆
2带三根对称接地导体和一同心屏蔽/铠装的三芯电缆及其 连接方式见图5,其中SCU为同心铜（或铝）屏蔽，IXfr为变压器,Cv 为变频器，此类电缆屏蔽层仅用于抗电磁干扰和人身保护。
图5带三根对称接地导体和一同芯屏蔽/铠装三芯电缆
3利用钢或镀锌铁绞线作屏蔽/铠装的三芯电缆及其连接方 式见图6,其中Afe为钢带铠装，Txfr为变压器，Cv为变频器, PES为独立的接地线。如果屏蔽层的横断面不够大,需另加一独 立的接地导体。
图6用钢和镀锌铁绞线（小节距）作屏蔽/铠装的三芯电缆
4.5.6控制、信号、测量及保护回路控制电缆设置屏蔽主要是考 虑降低变频器产生的谐波干扰,计算机电缆已带屏蔽。
5.2控 制
5.2.2本条提出了变频调速系统控制设备应具备的基本功能要 求，不同的变频器结构形式,其功能特性要求稍有不同.
5.2.3本条规定了变频调速系统在需要时,应具备的一些功能要 求-一般四象限运行的变频器具有“再生制动功能二
5.2.5本条提出变频调速系统的控制电源供电原则和高压变頻 器的控制电源供电要求。一般情况下，高压变频调速系统主回路 或旁路电源开关的控制电源均为宜流，而低压变频调速系统的控 制电源可根据相关负荷性质及布置情况采用直流或交流。考虑到 发电厂运行的连续性及重要性，为保证切换过程的无扰动,高压变 频器控制回路采用双路电源自动切换供电，在线式UPS提供备用 电源,在线式UPS提供的电池容量应保证在规定的时间内连续 供电。
5.3保 护
5. 3.1本条规定了高压变频系统主回路供电元件的保护配置 原则。
1变频器回路供电元件保护配置与变频器结构类型有关;通 常高压变频器选用单元串联的电压源型变频器时，其输入侧一般 设置隔离移相变压器,保护应按変压器元件类型配置,保护范围至 变压器的输入侧统组;保护装置应具有抗高次谐波频繁冲击的能 力.当高压变频器选用电流源型变频器时，输入侧不含变压器元 件,保护应按电源馈线类型配置,保护范围延伸至变频器的输入电 源馈线末端。
2工频回路只为工频运行电动机供电，可按电动机元件配置 保护。
3对于“一拖一”或"一拖二”（2开关）方案，一般电源开关在 变频方式和工频方式下都需要投人运行，且所保护元件类型不同， 此时应提供单独的保护装置,在不同工况下选择投入或退出。
5.3.2本条规定了高压变频调速系统“一拖二”方式的工频旁路 回路供电元件的保护原则。
5.3.3本条规定了高压变频器应提供的基本保护。
5. 3.4本条规定了低压变频器应提供的基本保护。
5.4电磁兼容与抗干扰
5. 4.2变频器调速系统对电网及其他用电设备的电磁干扰主要 由于变频器输入和输出电流中具有髙次谐波，由电路传导产生的 高频谐波及漏电流干扰信号；由电厳感应产生的高频差模干扰信 号，由静电感应产生的髙频共模干扰信号及在空中辐射的电磁波 干扰信号,针对不同的电磁干扰信号采用不同的抑制方式。
5.4.3本条提出变频调速系统的高压变频器系统可以做到电力 与控制回路分开供电。低压变频器的控制回路可通过控制变压器 与动力供电分开方式。
5.5接 地
5.5.3变频调速系统中性点接地方式与厂用电系统T致主要是 考虑运行维护方便。虽然为低压变频调速装置供电的变压器二次 侧中性点釆用不接地方式时可以减轻共模电压对电动机的影响, 但考虑抑制共模电压有设置电抗器、滤波器等多种方式,不必一定 采用变压器二次侧中性点不接地，因此本标准对此未做特殊要求。
6.2. 2、6・2.3通常变频器的安装位置要求无直射阳光,无腐蚀性 气体及易燃气体，尘埃少,应在屋内布置。考虑到发电机组安全运 行要求,发电厂的高压变频器、直接空冷系统低压变频器等屏柜均 安装在室内，按电气配电间的条件提出防护和通风要求,并对其进 行布置。
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中华人民共和国电力行业様准
火力发电厂变频调速系统设计导則
DL/T 5521—2016
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