本文從十個(gè)方面淺談對(duì)SH/T3082-2019新規(guī)的見解和看法,解讀儀表工在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工中究竟如何應(yīng)用SH/T3082-2019《石油化工儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)范》。
SH/T3082-2019《石油化工儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3082-2019是在SH/T3082-2003基礎(chǔ)上修訂而成的,2020年1月1日起實(shí)施。l兩次規(guī)范修訂的主編單位均為中國(guó)石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司,2003版主要起草人員為周懋忠、呂明倫、劉一笑;2019版主要起草人為裴炳安、呂明倫、趙永明,龐曉明、邵瑜、金哲、趙貴東、張賀。
本規(guī)范自1997年首次發(fā)布,2003年第1次修訂,本次為第2次修訂。由于受疫情影響,原計(jì)劃的規(guī)范貫宣延期,為了幫助大家加深理解和認(rèn)知,并盡快應(yīng)用到項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工中,資深儀表工程師王勝利進(jìn)行規(guī)范解讀。
SH/T 3082-2019版規(guī)范究竟有哪些新增和修改內(nèi)容?在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工中究竟如何應(yīng)用?
本文主要從以下十個(gè)方面,淺談對(duì)SH/T 3082-2019的見解和看法(由于正式稿件尚未對(duì)外公開發(fā)行,本內(nèi)容摘選自《石油化工儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T 3082-2019報(bào)批稿,僅供學(xué)習(xí)參考,一切以發(fā)布的正式稿為主)。
一、SH/T3082-2019主要修訂內(nèi)容
SH/T 3082-2019規(guī)范主要內(nèi)容包括:儀表供電范圍和負(fù)荷等級(jí),儀表供電電源質(zhì)量指標(biāo),儀表交流供電電源配置方案,儀表供電系統(tǒng)設(shè)計(jì),供電器材選擇及電源系統(tǒng)配線。
SH/T 3082-2019規(guī)范主要修訂技術(shù)內(nèi)容:
①直流穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo);
②儀表交流供電電源配置方案;
③儀表供電系統(tǒng)配線原則;
④供電器材選擇及電源系統(tǒng)配線。
1、供電范圍
儀表控制系統(tǒng)供電;儀表輔助系統(tǒng)供電。
2、負(fù)荷等級(jí)
一級(jí)負(fù)荷;一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷;二級(jí)符合;三級(jí)負(fù)荷。
3、電源質(zhì)量
GPS:普通電源質(zhì)量指標(biāo);UPS:普通電源質(zhì)量指標(biāo);直流穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)。
4、配置方案
單UPS+GPS雙輸出回路供電方案;雙UPS雙輸出回路供電方案;雙UPS多輸出回路供電方案。
5、供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一般規(guī)定;多UPS多輸出回路供電方案;儀表供電系統(tǒng)配線原則。
6、器材選擇及電源系統(tǒng)配線
SH/T 3082-2019規(guī)范適用于石油化工及以煤為原料制取油品及化工產(chǎn)品的企業(yè)新建、擴(kuò)建、改建工程中儀表及控制系統(tǒng)供電系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)。不適用于火災(zāi)報(bào)警、消防、工業(yè)電視、電話及擴(kuò)音對(duì)講、安防及電信設(shè)備的供電設(shè)計(jì)。
二、儀表及控制系統(tǒng)供電的范圍
儀表及控制系統(tǒng)供電的范圍包括:
①壓縮機(jī)控制系統(tǒng)CCCS;
②可燃?xì)怏w和有毒有害檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(GDS);
③機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)MMS;
④安全儀表系統(tǒng)SIS;
⑤過程控制系統(tǒng)DCS、PLC、FCS、SCADA;
⑥機(jī)柜室和控制室安裝的電子類儀表;
⑦在線分析儀系統(tǒng);
⑧現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、報(bào)警儀表及執(zhí)行原件。
特別提醒:電信設(shè)備及系統(tǒng)供電不能與儀表UPS供電混用或接入儀表供電系統(tǒng)。
三、儀表及控制系統(tǒng)供電負(fù)荷
①一級(jí)特別:除有兩個(gè)電源供電還應(yīng)增加應(yīng)急電源,嚴(yán)禁其它電源接入應(yīng)急電源系統(tǒng);電源突然中斷后,為確保安全停車,避免引起火災(zāi)、爆炸、中毒及人員傷亡和關(guān)鍵設(shè)備損壞,或事故一旦發(fā)生事故能及時(shí)處理,防止事故擴(kuò)大,保護(hù)關(guān)鍵設(shè)備,搶救及撤離工作人員等,而不允許中斷供電的一級(jí)用電負(fù)荷。
②一級(jí):電源突然中斷后,將打亂關(guān)鍵性的連續(xù)生產(chǎn)工藝過程,造成重大經(jīng)濟(jì)損失,供電恢復(fù)后需要很長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)生產(chǎn)的生產(chǎn)裝置及為其服務(wù)的公用工程的用電負(fù)荷;兩個(gè)電源供電,一個(gè)故障,另一個(gè)不應(yīng)同時(shí)受到影響。特別注意:儀表及控制系統(tǒng)供電應(yīng)采用UPS。
③二級(jí):電源突然中斷后,將造成較大經(jīng)濟(jì)損失,供電恢復(fù)后,需要較長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)正常生產(chǎn)的生產(chǎn)裝置以及為其服務(wù)的公用工程的用電負(fù)荷。
④三級(jí):所有不屬于一級(jí)、二級(jí)的其它用電負(fù)荷。
現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表、執(zhí)行元件、分析儀表、分析小屋等的380V的交流供電電源應(yīng)由電氣提供,宜采用普通電源。特別注意:儀表輔助設(shè)施宜獨(dú)立設(shè)置。
不低于電氣電力負(fù)荷:如果整個(gè)生產(chǎn)區(qū)域的電力負(fù)荷確定為一級(jí)或二級(jí),則整個(gè)生產(chǎn)區(qū)域負(fù)荷(包括現(xiàn)場(chǎng)交流供電380V的動(dòng)力電源,可以全部按一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷考慮)。以上內(nèi)容參考《GB50052供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《SH/T3038石油化工裝置電力設(shè)計(jì)規(guī)范》。
四、儀表供電電源(GPS、UPS、直流穩(wěn)壓電源)的質(zhì)量指標(biāo)和要求
1、GPS質(zhì)量指標(biāo)
輸出電壓:220 V±22V;
輸出頻率:50Hz±1Hz;
輸出瞬時(shí)電壓降:小于20%;
接地方式:TN-S。
GPS其它要求:容量應(yīng)按儀表輔助設(shè)施(包括儀表盤柜照明、排風(fēng)扇、儀表維護(hù)及檢修插座等)的額定負(fù)荷總和的1.2倍~1.5倍確定。交流電源電壓、就留頻率及波形失真率、直流電源紋波電壓、電源瞬斷時(shí)間、電源瞬時(shí)電壓降等,應(yīng)高于儀表及控制系統(tǒng)的供電要求。
2、UPS質(zhì)量指標(biāo)
輸出電壓:220V±11V,單相;
輸出頻率:50Hz±0.5Hz;
波形失真率:小于5%;
瞬時(shí)輸出電壓降:小于10%;
電源瞬斷時(shí)間:不大于5ms;
蓄電池:全密封免維護(hù)型;
后備供電時(shí)間:不小于30min;
UPS其它要求:具有故障報(bào)警、故障保護(hù)帶報(bào)警輸出接點(diǎn);具有過載保護(hù)功能和故障維護(hù)旁路功能;交流UPS應(yīng)采用在線式;配備帶有穩(wěn)壓功能的獨(dú)立旁路電源,當(dāng)發(fā)生故障時(shí),旁路電源應(yīng)自動(dòng)投入為儀表控制系統(tǒng)繼續(xù)供電;儀表UPS的容量應(yīng)按儀表及控制系統(tǒng)(包括:系統(tǒng)機(jī)柜、網(wǎng)絡(luò)柜、安全柵柜、繼電器柜、遠(yuǎn)程I/O模塊柜等)額定負(fù)荷總和的0.8倍-1.2倍確定;單臺(tái)UPS容量不超過100k Va,超過100k Va時(shí),應(yīng)采用多UPS多輸出回路供電方案;交流UPS的性能應(yīng)符合DL/T1074-2007《電力用直流和交流一體化不間斷電源設(shè)備》的有關(guān)要求。
3、直流穩(wěn)壓電源質(zhì)量指標(biāo)
輸入電壓:220V±11V,單相;
輸入頻率:50Hz±1Hz;
輸出電壓:24VDC(24-28V可調(diào));
紋波電壓:小于0.2%;
瞬時(shí)電壓降:小于10%。
直流穩(wěn)壓電源其它要求:具有故障報(bào)警功能;具有短時(shí)瞬間過電流功能,和負(fù)載短路自動(dòng)保護(hù)功能,當(dāng)負(fù)載恢復(fù)后,能迅速恢復(fù);交流UPS應(yīng)采用在線式;能構(gòu)成冗余供電系統(tǒng),具有輸出隔離和電流負(fù)載平衡功能;直流穩(wěn)壓電源應(yīng)采用并聯(lián)運(yùn)行方式構(gòu)成1:1冗余供電系統(tǒng),任何一路電源發(fā)生故障時(shí),供電系統(tǒng)仍應(yīng)能向所有用電設(shè)備正常供電;儀表直流供電系統(tǒng)的電源裝置應(yīng)分散配置,每個(gè)直流供電儀表機(jī)柜應(yīng)按1:1冗余原則配置相應(yīng)的電源裝置。
五、電源冗余配置圖
1、雙路直流電源冗余配置圖
①兩只開關(guān)電源加兩只冗余模塊
一只開關(guān)電源失效故障或一只冗余模塊失效故障,甚至其中任意一只開關(guān)電源和一只冗余模塊同時(shí)失效故障的情況下,均能夠保證直流供電回路的有效工作。
②兩只開關(guān)電源加兩只冗余模塊
一只開關(guān)電源和同側(cè)(A或B)一只冗余模塊同時(shí)失效故障的情況下,也能夠保證直流供電回路的有效工作。
③兩只開關(guān)電源加一只冗余模塊(通常20A及以內(nèi))
其中一只開關(guān)電源故障的情況下,能夠保證直流供電回路的工作,如果冗余模塊出現(xiàn)部分失效故障(單側(cè)),則冗余機(jī)制將失效。當(dāng)冗余模塊完全失效故障,則直流供電回路失效。
④兩只開關(guān)電源直接并接
兩只開關(guān)電源直接并接的方式,要求使用兩只同型號(hào)、規(guī)格的開關(guān)電源,(選用注明可直接并接的開關(guān)電源),同時(shí)要在并接前將兩只開關(guān)電源的輸出電壓調(diào)整一致,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單冗余配置,提高直流供電的可靠性。冗余模塊容量需要關(guān)注。
2、三路(雙路)直流電源冗余配置圖
①三只開關(guān)電源加兩只冗余模塊(通常20A以內(nèi))
②兩只開關(guān)電源加兩只冗余模塊(通常20A以上)
六、儀表交流供電配置方案
1、GPS+單UPS雙輸出回路供電方案
輸入1、輸入2分別接自具有雙路電源輸入配電裝置的不同母線段(并非兩根電源線)。
適用情況:用電負(fù)荷20KVa以下的單套生產(chǎn)裝置、輔助生產(chǎn)裝置、或公用工程設(shè)施的控制室或現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室儀表供電。
2、雙UPS雙輸出回路供電方案
適用情況:聯(lián)合裝置等的控制室、現(xiàn)場(chǎng)控制室或現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室儀表供電。
3、雙UPS多輸出回路供電方案和多UPS多輸出回路供電方案
適應(yīng)(用)情況:全廠性、大型聯(lián)合裝置等的中心控制室、現(xiàn)場(chǎng)控制室或現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜室儀表供電。
區(qū)別:規(guī)范規(guī)定單臺(tái)UPS的容量不超過100k Va,超過100k Va時(shí),應(yīng)采用多UPS多輸出回路供電。:
注意:雙UPS多輸出回路供電方案和多UPS多輸出回路供電方案本質(zhì)不同
七、儀表供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
屬于儀表供電電源有220VAC/50Hz交流電源和24VDC直流電源;220VAC/50Hz由電氣專業(yè)提供;儀表交流供電系統(tǒng)接地為TN-S;儀表交流供電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)按SH/T 3164《石油化工儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)規(guī)范》。
八、儀表供電系統(tǒng)配線原則
①交流配電柜單面電源容量不宜超過20kVA,每個(gè)交流配電柜總電源容量不宜超過40kVA;
②同一配電柜內(nèi)不同種類供電電源的儀表配電系統(tǒng)應(yīng)分別設(shè)置,且應(yīng)采取隔離措施;
③并行運(yùn)行的UPS電源,其配電系統(tǒng)應(yīng)分別配置、相互獨(dú)立;
④交流總配電柜至儀表用電設(shè)備(包括現(xiàn)場(chǎng)儀表)的配電級(jí)數(shù)不應(yīng)超過三級(jí);
⑤儀表甲流總配電柜和分配電柜均應(yīng)配備輸入總斷路器和輸出總斷路器,雙面儀表配電柜每一面分別配備輸入總斷路器和輸出分?jǐn)嗦菲?。每臺(tái)交流用電儀表設(shè)備應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的單元斷路器;
⑥儀表交流分配電柜應(yīng)至少預(yù)留20%的備用回路;
⑦現(xiàn)場(chǎng)儀表220VAC供電應(yīng)采用三芯絕緣電源線,電源線與其它信號(hào)線應(yīng)采取隔離措施分開敷設(shè);
⑧交流分配電柜到現(xiàn)場(chǎng)儀表的電壓降應(yīng)滿足現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作電源要求,現(xiàn)場(chǎng)儀表的供電電壓不應(yīng)低于其最低工作電壓;
⑨冗余直流電源裝置的輸入應(yīng)接自不同的交流配電柜或同意交流配電柜的正反兩面交流配電系統(tǒng);
⑩儀表直流供電系統(tǒng)不宜向與其他不相鄰機(jī)柜內(nèi)的用電設(shè)備供電;
?儀表直流供電,每個(gè)供電回路的24V正端線路宜設(shè)置獨(dú)立的熔斷器和/或分?jǐn)嗥鳌?/span>
九、電源系統(tǒng)配線原則
①電源線的長(zhǎng)期允許載流量,不應(yīng)小于線路上游斷路器的額定電流或斷路器延時(shí)脫扣器整定電流的1.25倍;
②電源線路不應(yīng)再易受機(jī)械損傷、有腐蝕性介質(zhì)排放、潮濕或熱物體絕熱層處敷設(shè),無法避免時(shí)應(yīng)采取保護(hù)措施;
③電源線路上的電壓降不應(yīng)使送到用電設(shè)備的供電電壓小于其最低工作電壓;
④交流電源線與其它信號(hào)線應(yīng)分開敷設(shè),無法分開始,應(yīng)采取隔離措施;
⑤室內(nèi)儀表電源線應(yīng)選用聚乙烯絕緣或聚氯乙烯多股銅芯軟線;
⑥室外儀表電源線應(yīng)選用聚乙烯絕緣或聚氯乙烯絕緣三根(相、中、地)多股銅芯軟線,敷設(shè)時(shí)應(yīng)采用金屬穿管等隔離措施;
⑦室外儀表電源線導(dǎo)體截面接選擇應(yīng)符合GB50217有關(guān)規(guī)定,導(dǎo)體正常工作條件下的最高允許溫度不應(yīng)超過70℃,在最大短路電流和短路時(shí)間作用下的最高允許溫度不應(yīng)超過160 ℃,多芯銅導(dǎo)體的最小截面不宜小于2.5mm2 。
⑧儀表電源配線應(yīng)滿足下列要求:
十、供電器材選擇
1、低壓配電設(shè)計(jì)所選用的電器,應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行的GB 50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn),并應(yīng)符合下列規(guī)定:
①電器應(yīng)適應(yīng)所在場(chǎng)所及其環(huán)境條件;
②電器的額定頻率應(yīng)與所在回路的頻率相適應(yīng);
③電器的額定電壓應(yīng)與所在回路標(biāo)稱電壓相適應(yīng);
④電器的額定電流不應(yīng)小于所在回路的計(jì)算電流;
⑤電器應(yīng)滿足短路條件下的動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求;
⑥用于斷開短路電流的電器應(yīng)滿足短路條件下的接通能力和分?jǐn)嗄芰Α?/span>
2、儀表供電系統(tǒng)中對(duì)的斷路器的選擇,應(yīng)滿足下列要求:
①低壓斷路器應(yīng)選擇空氣斷路器等非熔斷式自動(dòng)斷路器,交流單相電源應(yīng)選用雙極斷路器;
②儀表交流配電柜的斷路器應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù);
③進(jìn)線斷路器與配出斷路器的動(dòng)作特性應(yīng)有選擇性配合;
④過負(fù)荷保護(hù)宜采用反時(shí)限特性的保護(hù)電器,其分段能力可低于保護(hù)電氣安裝出的短路電流值,但應(yīng)能承受通過的短路能量;
⑤過負(fù)荷保護(hù)電氣的動(dòng)作特性,應(yīng)符合相應(yīng)要求;
⑥當(dāng)短路保護(hù)為斷路器時(shí),被保護(hù)線路末端的短路電流不應(yīng)小于斷路器瞬時(shí)或短延時(shí)過電流脫扣器整定電流的1.3倍;
⑦多級(jí)系統(tǒng)中,上級(jí)斷路器的短延時(shí)整定電流應(yīng)不小于下級(jí)斷路器短延時(shí)整定電流的1.2倍,上級(jí)斷路器的動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)大于下級(jí)斷路器的動(dòng)作時(shí)間;
⑧供電線路中的電器設(shè)備級(jí)安裝附件,應(yīng)滿足安裝現(xiàn)場(chǎng)的防爆、防護(hù)、腐蝕、環(huán)境溫濕度等要求。
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