黑龍溝500萬噸選煤廠供配電系統應用實例

李翀

【摘 要】選煤廠是煤礦生產機械化程度比較高的企業，為了保證其生產的連續性和可靠性，必須有方便生產操作、提高效率的、穩定的供配電電源及系統。本文通過選煤廠現場工藝系統要求及用電負荷分配，針對電壓等級、配電點分配、變壓器選擇，系統接地、電氣設備選擇、電纜選型及敷設幾個方面對選煤廠的應用進行了分析。

【關鍵詞】供配電系統 變壓器 電氣設備選擇 電纜的選擇及敷設

1 電源及供電方式

按照選煤廠設計規范的規定，選煤廠為二級用電負荷。選煤廠10kV雙回供電電源分別引自上一級變電所10kV不同母線段。

正常時兩回同時工作，當一回出現故障時，另一回可保證全廠100%負荷的供電。10kV供電線路采用高壓電纜直埋敷設至主廠房變電所，根據計算視在功率（5150.85kVA），導線型號選為YJV22-10kV 3×185mm2，輸電距離約為5km，電壓降3.4%，滿足要求。

2 設備容量、負荷計算及變壓器選擇

2.1 設備容量

全廠設備安裝總容量為：8614.44kW

全廠設備工作總容量為：8505.14kW

2.2 負荷計算

全廠有功功率：4809.57kW；

無功功率：1843.72kvar（補償后）；

視在功率： 5150.85kVA；

功率因數：0.93（補償后）；

全年電耗：22665037kW.h；

噸煤電耗： 4.53kWh/t。

2.3 各變電所負荷及變壓器選擇

（1）主廠房變電所

10/0.69kV變電所

有功功率：2947.5kW；

無功功率：973.59kvar（補償后）；

視在功率： 3104.13kVA；

功率因數：0.95（補償后）；

10/0.40kV變電所

有功功率：336.0W；

無功功率：96.32kvar（補償后）；

視在功率： 349.53kVA；

功率因數：0.96（補償后）；

（2）一號轉載點變電所

10/0.69kV變電所

有功功率：956.22kW；

無功功率：284.11kvar（補償后）；

視在功率： 997.53kVA；

功率因數：0.96（補償后）；

3 供配電系統劃分

依據變電所要接近負荷中心、方便進出線的原則，該選煤廠考慮在主廠房附近單獨設置10kV主變電所，在1#轉載點附近單獨設置10kV副變電所，以滿足實際使用的需要，減少電能損耗，達到環保節能的目的。

（1）在主廠房變電所，配置10kV高壓配電室負責全廠高壓電能的分配。在一號轉載點變電所，配置10kV高壓配電室負責1#轉載點范圍內高壓電能的分配，其兩路10kV高壓進線電源分別引自主廠房變電所兩段不同高壓母線上。主、副變電所內高壓配電裝置均選用KYN28-12系列高壓開關柜作為受、饋電等用途的設備，高壓側結線方式為單母線分段，兩段母線分列運行，繼電保護采用微機型保護裝置，對10KV系統運行予以控制和監視。操作電源額定電壓為DC220V。10kV高壓配電系統采用中性點不接地系統。

（2）主廠房設10/0.69kV變電所，選用三臺SG11-2000/10 2000kVA 10/0.69kV干式變壓器。變壓器正常時二臺工作，一臺備用，變壓器負荷率78%，當其中一臺出現故障時，另二臺可保證承擔主廠房變電所范圍內全部用電設備的供電。一號轉載點設10/0.69kV變電所，選用二臺SG11-1250/10 1250kVA 10/0.69kV干式變壓器。變壓器正常時一臺工作，一臺備用，變壓器負荷率80%。當其中一臺出現故障時，另一臺可保證一號變電所范圍內全部用電設備的供電。主、副變電所內低壓配電裝置選用GCS型低壓抽出式開關柜，低壓側單母線分段結線、分列運行。配電方式采用放射式。660V低壓配電系統采用中性點不直接接地系統。

660V配電回路均安裝零序電流互感器。當電路中發生漏電故障時，進行保護。所有低壓電動機保護回路，設置微機綜合保護器，它與電流互感器、零序電流互感器配合對電機和線路出現的短路、過負荷、斷相、堵轉、漏電等故障現象進行保護。

（3）主廠房設10/0.40kV變電所，選用二臺SG11-500/10 500kVA 10/0.4kV干式變壓器。變壓器正常時一臺工作，一臺備用，變壓器負荷率70%，當其中一臺出現故障時，另一臺可保證主廠房變電所范圍內全部380V低壓負荷的供電。低壓配電裝置選用GCS型低壓抽出式開關柜。負責主廠房變電所范圍內全部380V用電設備的供電。一號轉載點變電所380V系統不單獨設變壓器，在一號轉載點變電所660V系統設置兩臺SG-50/0.69 100kVA 0.69/0.40kV干式變壓器提供一號轉載點變電所范圍內照明及集控380V備用電源。380V低壓配電系統采用中性點直接接地系統。

4 特殊工作環境電氣設備的選擇

所有安裝于生產現場的電氣設備均應符合防塵、防水、防腐等要求；原煤輸送走廊及煤倉等有粉塵聚集的場所，電氣設備均選用防爆型或本質安全型。火災監測和預防：全廠設置火災自動監測報警系統，在主要建筑物內設置火災監測探頭及消火栓按鈕，在所有電纜橋架、電纜溝、配電室、集中控制室等電纜集中進出口處設置防火封堵，沿主要電纜路徑設置光纖測溫系統，監控電纜溫度，及早發現電纜故障。

5 電纜的選型及敷設方式

為確保系統能長期可靠連續的運行，電纜選型及敷設也是供配電系統中應該考慮的重要環節。根據配電系統的分配及現場實際條件的需求。

10kV高壓電纜及室外直埋電纜選用YJV22鋼帶鎧裝型交聯聚氯乙稀絕緣電力電纜。室內電纜及室外沿電纜溝或穿管敷設電纜選用YJV型交聯聚氯乙稀絕緣電力電纜。截面大于10mm?的低壓電纜選用YJV型交聯聚氯乙稀絕緣電力電纜，截面小于等于10mm?的低壓電纜選用VV型氯乙烯絕緣電力電纜。

廠區內采用鎧裝電纜沿電纜溝或直埋敷設方式同一路徑電纜大于6根（含通訊電纜）時采用電纜溝敷設，小于6根采用直埋敷設。主廠房內電纜沿電纜橋架或電纜溝敷設，當安裝高度低于2.0m時穿鋼管保護。輸煤走廊內的電纜沿電纜橋架敷。

6 結語

黑龍溝500萬噸選煤廠供配電系統的電氣工程設計在滿足客戶及工藝要求前提下要確保人身安全，便于電氣設備的監控監測來實現電氣工藝自動化。針對選煤廠設計特點及選煤工藝系統的特殊性進行分析，選擇確定了合適的電壓等級、變電所位置、變壓器的容量，結合成功的經驗設計出合理的供配電系統，最終保證了生產的連續性及可靠性，達到經濟運行的目的。

參考文獻：

[1] GB 50359-2005 煤炭洗選工程設計規范.北京：中國計劃出版社，2005.

[2] GB 50055-2011 通用用電設備配電設計規范.北京：中國計劃出版社，2012.