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SH／T 3213-2020 石油化工企业供配电系统安全分析导则.pdfSH/T32132020
4.1连续、稳定供电是石油化工企业安全稳定运行的基础。各企业供配电系统宜在规划设计、 设、维护运行阶段开展供配电系统安全分析工作，在具备条件时，进行企业供配电系统安全分析立项和 投资估算（包括分析计算和安全稳定设施）。 4.2在企业供配电系统规划、设计、建设等阶段，宜进行安全分析，为优化供配电系统结构提供参考 并可作为主要设备选型、继电保护配置、自动装置设置等安全稳定措施的依据。 4.3具有一定规模发电机装机容量的企业供配电系统宜进行稳定性分析。 4.4在企业供配电系统运行阶段，宜进行安全分析，结合供配电系统运行工况，编制企业供配电系统 运行方式，组织制定和落实供配电系统安全稳定措施。 4.5在企业供配电系统发生故障后，宜进行仿真分析，完成分析报告，并提出改进系统安全稳定措施 和建议。
5.1.1企业供配电系统的安全分析应基于实际情况和具体要求进行，包含但不限于静态安全分析、电 压无功分析、短路电流计算、继电保护校验、大型电动机起动分析、稳定性分析等内容。 5.1.2企业供配电系统安全分析，主要基于模型的仿真分析计算，根据需要研究的对象范围和动态过 程的作用时间长短，宜选择合适的仿真分析软件
某水库左坝肩上坝公路边坡滑坡治理施工方案短路电流计算应包含最大短路电流和最小短路电流计算。最大短路电流用来选择电气设备、校验 断能力、各元件承受动热稳定能力以及继电保护整定等。最小短路电流用来校验继电保护灵敏度 电动机起动能力。
继电保护校验主要是检验继电保护 括分析校核保护的配置是否合理，校核保护定值的选择性和灵敏度；重点校核保护I段，主要校
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保护范围是否超出本元件；对于保护的后备段则需要校核与下一级保护的配合关系，包括保护范围和动 作时限的配合。
电动机起动分析包括大容量电动机起动仿真和电动机群起校核两部分。主要是研究制定大容量电动 机起动方式及电动机分批起动策略，校核大容量电动机及其配电系统、起动方式是否满足要求，电动机 群起时是否造成负荷损失和起动电流是否引起保护误动。
稳定性分析主要是研究具有一定规模的发电机组的企业电网在与外电网并列运行工况、与外 过程的过渡工况和孤网运行工况下，承受各类规定的故障或大扰动情况下的系统稳定性，应包 急定、电压稳定和功角稳定。
6.1系统接线和运行方
选取系统接线和运行方式需根据计算分析的内容和要求，一般选取系统运行中实际可能出现的不利 青况作为边界条件。可按下列方式选择： a）最大短路电流计算需考虑最大运行方式。最大运行方式指企业电网内部正常接线、最大开机、 外部电网处于最大短路容量的运行方式： 6 最小短路电流计算需考虑最小运行方式。最小运行方式指外部电网处于最小短路容量，企业内 发电机组最小开机或不开机，以及企业供配电网对计算点可能出现的最小馈入接线方式： c 继电保护校验需考虑正常运行方式，同时兼顾各种运行方式，对不能通过校验的特殊运行方式 作出说明： d 稳定性分析需研究并网方式、孤网方式以及其他必要的运行方式，对于母管制供汽机组还需考 虑母管蒸汽平衡问题； 电机群起和大容量电动机起动计算，需考虑最小运行方式。
电气元件及发电机控制系统的模型和参数按照工程不同阶段和计算分析的要求选取。可按下列情况 选用： a 对于正在规划、设计的系统，采用元件和控制装置的典型模型和参数； b）对于未完成参数实测的元件和控制装置，采用制造厂家提供的出厂模型和参数，或参照经过实 测的同类型设备，选用合适的模型和参数； c）对于已完成参数实测的元件和控制装置，采用实测模型和参数
根据计算分析的目的和要求，可对企业外部电网等值简化和对所研究电网部分以外的配电网络进行 合理简化。
6.4故障类型、地点及故障切除时间
6.4.1故障类型除考虑下列情况外，还应对部分重要母线故障进行仿直分析
4.1故障类型除考虑下列情况外，还应对部分重要母线故障进行仿真分析
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a） 线路无故障跳闸、单相瞬时性故障、单相永久性故障、三相短路故障； b） 变压器无故障跳闸、单相永久性故障、三相短路故障； c 发电机跳闸、失磁故障，大电机等负荷跳闸； 母管制供汽的发电机需考虑锅炉紧急停运故障； 电网扰动引起的大电机等负荷跳闸，考虑工艺装置的联锁关系。 6.4.2故障地点一般选取对系统稳定不利的地点。线路故障宜选在线路出口，变压器故障宜选在高压 侧或中压侧出口，发电机出口故障应选在升压变高压侧出口。 6.4.3故障切除时间为从故障起始至断路器断弧的时间，主要包括保护动作、中间继电器动作和断路 器全开断时间等。快速保护故障切除时间一般按0.12s考虑；快速保护以外的其他保护动作的故障切除 时间需根据保护具体设置确定。重合闸时间根据实际设置确定。
7.1.1.1同步发电机模型：进行系统暂态稳定分析计算时，同步发电机可采用考虑阻尼绕组的次暂态 电势（E、E）变化的详细模型。 7.1.1.2同步发电机采用不计阻尼绕组的模型时，应考虑阻尼因子D以反映阻尼绕组的作用（汽轮发 电机D取1.0~2.0）。
7.1.2 同步发电机控制系统
7.1.2.1励磁系统及其附加控制系统
励磁系统及其附加控制系统的模型应根据实际装置的调节特性，进行必要的归并后，选用适当的标 推仿真模型。 励磁系统及其附加控制系统（含电力系统稳定器PSS）参数原则上采用实测参数，无实测参数则要 求电机厂或励磁系统生产厂家提供励磁系统的PID参数、强励倍数等参数的设计值，并参考经过实测 的同类型励磁系统，选用较为准确的参数。 PSS的参数需要经过现场整定试验后才能最终确定。在规划设计阶段选择PSS的参数时，应根据 机组的励磁系统模型和参数，确定PSS合理的相位补偿特性，并选择合理的PSS静态增益。
1.2.2原动机及调速
采用时域仿真方法进行系统稳定计算时，应考虑发电机组的原动机及调速系统。 原动机及调速系统的模型应根据实际装置的调节特性，进行必要的归并后，选用适当的标准仿真模型。 原动机及调速系统的参数原则上采用实测参数。无实测参数则要求生产厂家提供设计参数，并参考 经过实测的同类型系统，选用较为准确的参数
7. 1. 3 负荷模型
6（10）kV高压电动机负荷模型多采用T型模型或 等值电动机模型，低压负荷模型可采用 态负荷模型。 大容量电动机按厂家提供的参数建模，其余电动机可根据厂家提供的同型号样本参数建模
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对于石油化工生产负荷存在工艺关联的供配电系统 应考虑在关键装置停车后，研究生产工艺关联 相关负荷变化情况。可采用静态仿真或时域动态仿真方法，研究石油化工负荷工艺联锁过程，考虑关键 电机停机后，系统逐步停车演变过程，以及关键电机停机后备用电机自起动的方法和时间要求。
7.1.4线路和变压器
线路和变压器可采用元型等值电路模型。线路参数原则上采用实测参数，若无实测参数，可采用理 论参数。 变压器参数可采用制造厂提供的实测或出厂参数，并考虑其过负荷能力及实际的分接头档位。进行 不对称故障计算时，根据变压器绕组联接方式确定变压器的零序参数。 对于规划中的新建线路和变压器，其参数可取典型值。
7.2.1可根据所研究的运行方式，考虑企业电网发电机组开机方式、网络结构等实际情况，确定系统 的基本潮流，作为稳定计算的初始方式。 7.2.2可结合实际需要调整开机方式和负荷水平，考虑实际可能出现的不利的情况，安排潮流计算方式。 7.2.3正常运行方式应含计划检修方式。 7.2.4具有一定规模发电机装机容量的企业电网，进行稳定性分析时，宜按并网运行和孤网运行两种 运行方式。
分析可采用潮流计算方法，各母线电压限值不
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7.5.2发电机无功在限值范围内，各级变压器分接在调节允许范围内，在不同开机工况、负荷工况、 主接线运行方式下，各级母线电压不越限。无功电力平衡的基本原则为分层分区、就地平衡，并应符合 相关标准和规定。
.5.3孤网运行万式下， 支动号起的电压波动值，对潮流计算确定 的静态电压控制范围进行调整， 电压越限
7.6.1短路电流计算宜按GB/T15544.1～GB/T15544.5执行，也可采用电力行业实用计算方法。 7.6.2计算最大短路电流时，应采用电压系数Cmax；外电网最大运行方式等值阻抗；可能的最大开机 方式和最完整网架结构；计及电动机反馈影响；线路电阻采用20℃阻值。 7.6.3计算最小短路电流时，应采用电压系数Cmin；外电网最小运行方式等值阻抗及馈电网可能的最 小馈入；不计电动机影响；线路电阻采用75℃阻值。 7.6.4设备满足短路电流安全校核的判据为：计算得出的最大三相短路电流和单相短路电流值均应小 于该母线开关设备的额定短路开断电流及动、热稳定电流，并应留有适当的裕度。
7.7.1建立继电保护装置的数字模型，应对继电保护进行校核，继电保护的参数按保护装置实际定值 设置。 7.7.2 继电保护校验方法有两种：保护定值校核和保护逻辑校核。 7.7.3 保护定值应满足选择性、速动性要求，由最靠近故障点的电源侧断路器将故障快速切除。 7.7.4 保护定值灵敏度应符合GB/T14285的相关要求。
7.8.1电动机起动分析可采用静态仿真或时域动态仿真方法，研究电压跌落、抗负荷转矩的起动能力、 到达额定转速的起动时间，以及制定起动方法等。 7.8.2电动机起动分析应考虑可能出现的最不利工况，通常采用系统最小运行方式，按机端重负荷工况。 7.8.3电动机起动过程中各母线节点电压跌落应在限值范围内，不引起保护元件误动、负荷损失。
7. 9.1 基本要求
稳定性分析计算可采用时域仿其 以及负荷模型等
7.9.2频率稳定性分析的方法和判据
7.9.2.1孤网运行方式下，出现大的功率不平衡时，应进行频率稳定计算。计算中需考虑可能出现的 最大功率不平衡，系统解列成几个部分运行时，还应考虑各子系统可能发生的最大功率缺额或功率过剩。 7.9.2.2频率稳定计算可模拟低频自动减负荷、低频解列、高频或低频切机等频率相关自动装置。长 过程频率稳定问题可模拟发电机组原动机及其动力系统的动态特性。对于母管制供汽机组，还应考虑因 频率稳定问题引起的母管蒸汽压力平衡问题。 7.9.2.3在频率稳定计算中，应观察负荷切除、机组切除或降出力、系统解列对有关设备和元件的影 响，如线路等设备是否过载，系统中枢点电压是否超过允许范围、母管蒸汽压力是否超标等。 7.9.2.4系统发生解列时，应分析解列后各子系统的有功功率平衡、母管蒸汽压力平衡等情况，采取
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7.9.3电压稳定性分析的方法和判据
7.9.3.1静态电压稳定计算分析可采用逐渐增加负荷的方法（PV曲线法）求解电压失稳的临界点，从 而估计当前运行点的电压稳定裕度。在并网运行和孤网运行两种运行方式下，都应进行电压稳定性分析。 7.9.3.2暂态电压稳定和动态电压稳定计算可采用常规的时域仿真程序进行计算分析。在暂态和动态 过程中，应详细考虑负荷动态特性、发电机及其励磁系统和调速系统、发电机过励限制特性、发电机强 励动作特性、无功补偿装置、快切装置、低压减负荷等元件和控制装置的数学模型。 7.9.3.3在系统受到扰动后的暂态过程中，负荷母线电压应能够恢复到0.80p.u.以上。 7.9.3.4中长期过程中负荷母线电压应能够保持或恢复到0.90p.u.以上。 7.9.3.5实际应用时可将电压判据的监测点选择在负荷母线处
7.9.4功角稳定性分析的方法和判据
功角暂态稳定计算分析可采用基于数值积分的时域仿真程序，即用数值积分方法求出描述受扰运动 方程的时域解，然后利用各发电机转子之间相对角度的变化、系统电压和频率的变化，来判断系统的稳 定性。在并网运行和孤网运行两种运行方式下，都应进行功角稳定性分析。 功角暂态稳定判据是，电网遭受每一次大扰动后，引起系统各机组之间功角相对增大，在经过第一， 第二摇摆不失步。 在分析暂态和动态稳定计算的相对角度摇摆曲线时，遇到如下情况，应认为主系统是稳定的。 a）多机复杂系统在摇摆过程中，任两机组间的相对角度达到200°或更大，但仍能恢复到同步衰 减而逐渐稳定。 b）在系统振荡过程中，只是某一个别小机组或终端地区小电源失去稳定，而主系统和大机组不失 稳，这时若自动解列失稳的小机组或终端地区小电源，仍然认为主系统是稳定的。
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安全分析报告可作为构建企业供配电网络结构优化、实施安全稳定措施的参考依据。分析报告一般 包含：前言、计算条件、计算过程、结论和建议。
报告前言应包括计算分析的背景、
立包括计算分析的背景、要求和目的、计算内容
计算条件应包括运行方式说明、计算模型说明、系统简化/等值说明、校验故障说明、计算用软件 介绍等。 此外，针对企业供配电系统特点，还需对下列几点作出说明： a）系统内机组出力的限制因素（蒸汽、余热）； b）系统内负荷重要性排序(是否可切，可切负荷优先级等）； C）工艺装置、负荷之间存在的联锁关系。
8. 4 计算过程报告
生成的潮流图、频率、电压响应曲线、发电机功角曲线、短路电流计算结果表等用于证明分析结论和建 议的结果文件。 计算过程报告应包含：潮流计算分析报告、短路电流计算报告、继电保护校验报告、电动机起动分 析报告、稳定分析报告等内容。
8.4.2潮流计算分析报告
8.4.3短路电流计算报告
路电流计算报告应以表格或单线图形式给出各节点母线短路电流值，需包括初始三相对称短路 值及峰值、稳态三相短路电流有效值等。
8.4.4继电保护校验报告
8.4.5电动机起动分析报告
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8.4.6稳定性分析报告
[1]SH/T3060—2013石油化工企业供电系统设计规范 [2]DL755一2001电力系统安全稳定导则 3】DL/T1234一2013电力系统安全稳定计算技术规范 4lIEEE Std399Industrial and Commercial PowerSystems Analysis
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1为便于在执行本标准（规范、规程）条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明女 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”。 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”.
1为便于在执行本标准（规范、规程）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”。 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”
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中华人民共和国石油化工行业标准
石油化工企业供配电系统安全分析导则
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SH/T3213—2020
《石油化工企业供配电系统安全分析导则》（SH/T3213一2020），经工业和信息化部2020年12月 9日以第48号公告批准发布。 本导则编制过程中，编制组进行了广泛深入的调查研究，总结了我国石油化工企业在工程建设、生 产运行过程中，对企业电网进行分析研究的实践经验，同时参考了电力行业相关技术法规、技术标准内 容，在广泛征求意见的基础上审查定稿。 为便于广大设计、施工、运行、科研、学校等单位有关人员在使用本导则时能正确理解和执行条文 规定，《石油化工企业供配电系统安全分析导则》编制组按章、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，本条文说明不具备与导则正文同 等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握导则规定的参考。
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基本原则 16 内容和要点 16 5.6电动机起动分析 16 方法和判据， 78电动机起动分析
本原则 容和要点 电动机起动分析 法和判据· 电动机起动分析
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由化工企业供配电系统安全分析
企业供配电系统 企业供配电系统即企业电网，是公共电网的组成部分之一，用电负荷相对集中，是电网受端系统或 其中的一部分。这里针对企业内电网，指出了其由三部分构成。 3.2 安全性 电力系统安全稳定分析淤泥基础换填片石专项施工方案，包含安全性分析和稳定性分析两部分。本导则中安全性分析是针对石化行 业特点，在电力行业标准DL/T1234基础上增加了电动机起动分析和继电保护校验等内容。因此，本导 则安全性定义在电力行业对安全性定义基础上做了修改，将故障扰动改为大扰动，增加负荷突变情况。
企业供配电系统 企业供配电系统即企业电网，是公共电网的组成部分之一，用电负荷相对集中，是电网受端 其中的一部分。这里针对企业内电网，指出了其由三部分构成。
电力系统安全稳定分析，包含安全性分析和稳定性分析两部分。本导则中安全性分析 业特点，在电力行业标准DL/T1234基础上增加了电动机起动分析和继电保护校验等内容 则安全性定义在电力行业对安全性定义基础上做了修改，将故障扰动改为大扰动增加负
随着石油化工企业（包括炼油、化工、煤化工企业）规模达到千万吨级（每年）炼油、百万吨级（每 年）乙烯，其生产装置、公用工程规模不断增大，比如聚烯烃装置达数十万吨每年，循环水达十几万吨 每小时，各生产装置、公用工程变电所的用电负荷增大至数万千瓦，单台电动机达上万千瓦，企业总用 电负荷至数十万千瓦，同时，企业自备动力站装机也不断增大。 同时企业内供配电网电压等级升高、规模增大，企业供配电网的安全、稳定运行要求也越来越高， 各石化企业对企业内供配电网的安全、稳定分析工作也有了一些探索。 尽管石化企业连续供电是安全生产的基本保障，但在石化企业内，变电所作为辅助性生产设施，电 气专业作为辅助专业，在项目的规划、实施建设和企业生产运行中未能得到足够的重视。 目前阶段，对于企业内供配电网的安全、稳定分析工作尚未有统一的做法和要求，各企业对此问题 的认识和重视程度不一。为此提出此条款，并明确在具备条件时，进行企业供配电系统安全分析立项和 投资估算（包括分析计算和安稳设施）。 开展此项工作，无论在规划设计、项目建设、维护运行或事故分析等阶段，均是必要的，各企业可 根据自身状况确定，本导则不作规定。 针对有一定规模发电机装机容量的石化企业，其发电机具备孤网运行的可能，在结合生产工艺负荷 前提下，开展发电机稳定性研究，制定安稳措施具有巨大的经济效益。
“电动机群起”是指电动机分批再起动。“负荷损失”是从供电角度看的电力行业说法，指由于大 型电动机或是电动机分批再起动时，引起母线电压波动，而导致的开关跳闸、接触器线圈失压、保护动 作，从而最终导致工艺负荷停车。
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电动机起动分析包含采用特殊起动方式（降压起动、变频起动等）的原因说明。至少包含直接起动 （变压器、电动机通用设计参数）分析计算。当不能满足起动要求时JT／T 1287-2020 乘用车集装箱运输技术要求，需要对采用的特殊运行方式（如 级短时并列）或特殊起动方式进行分析。