基于選煤廠的配電設計

任敏軍中礦綠能(北京)工程技術有限公司

基于選煤廠的配電設計

任敏軍
中礦綠能(北京)工程技術有限公司

選煤廠的供配電設計是其項目建設中的一項重要內容。文章以寧夏泰華大石頭選煤廠工程為電氣設計實例，在利用現有條件的基礎上，重點介紹電源及供電方式、負荷及變壓器選擇、供配電系統、防雷接地系統等幾方面的具體設計過程。希望對做好選煤廠電氣設計具有一定的參考價值。

選煤廠；電氣設計；供配電；節能

引言

從設計的角度，要做好選煤廠電氣設計必須熟悉國家現行的有關規范、規程，了解工藝流程,在保證正常運行的前提下，盡量簡化設計，合理的利用現有條件，減少初期投資，減少運營維護工作量具有非常重要的意義。

1　電壓等級及供電方式

1.1供電電壓的選擇

選煤廠供電電壓的選擇應結合用電總容量和供電距離以及當地電網現狀、用戶的用電負荷性質和將來發展規劃等因素綜合而定。一般選用10 kV及6kV配電電壓較多。

選煤廠低壓配電電壓等級分為380V和660V兩種。國家發改委頒布的《煤炭工業節能減排工作意見》要求新建的大中型選煤廠項目要采用660V配電。大石頭選煤廠6kV設備居多、且容量較大，所以采用6kV、0.69kV供電系統，高壓電源引自礦井變電所6kV側母線段。照明、控制、檢修用設備采用380/220V供電。

1.2供電方式選擇

放射式供電優點：（1）配電回路故障只影響單一負荷，當引出線故障時，對其余出線互不影響，供配電可靠性高。（2）控制方便。（3）負荷間的相互影響小，電能質量較高。（4）保護和自動化易于實現。

項目電源電纜選用YJV22-10kV等級線纜引至選煤廠高壓配電室。高、低壓系統均為單母線接線方式，經電纜放射式向各配電點及用電設備供電。

2　負荷及變壓器選擇

2.1負荷統計

全廠噸煤泥電耗為4.97 kW.h。在負荷計算中，選煤廠各個車間，用電負荷需用系數也有明確規定，具體數值需要參閱選煤廠設計規范。

2.2變壓器選擇

從投資和高效節能方面綜合考慮，目前適合選煤廠的變壓器是節能的S9、S11型油浸式或干式配電變壓器，變壓器使用時負荷率在50%-60%時能耗最小，但實際應用中，負荷率很難達到最佳狀態，一般設計控制在60%-85%之間,同一工藝系統的負荷宜由同一臺變壓器供電。大石頭選煤廠變壓器選用S11系列油浸變壓器，變壓器安裝有過流保護、電流速斷保護、瓦斯保護、超溫報警等保護。

3　供、配電系統

3.1節能型供配電系統

噸煤電耗是選煤廠生產成本的組成部分之一，關系著企業成本的高低，其合理控制是選煤廠經濟利益最大化的體現。設計優化是選煤廠供、配電系統節能的關鍵所在。在此項目中，根據具體情況將變配電室設置在遠離振動源并靠近負荷中心的位置；選配經濟高效的電氣設備等都實現了節能的效果。

3.2變、配電室的位置選擇

選煤廠變、配電室的位置要結合具體場地環境，房間的出口，應通向非爆炸和無火災危險的環境；選煤廠的原煤準備車間盡量將變配電室設在一層，如果工藝有特殊要求不得不設置在車間中間部位，并且其出口通向爆炸性粉塵環境時，就得采用在配電室加裝風機強制通風等。大石頭選煤廠結合自身具體環境在主廠房設變電所一座，設高、低壓配電室及變壓器室。承擔原煤準備、主廠房、濃縮、精煤等設備的低壓出線及供電。在準備車間、精煤轉載點、生產、消防水池及泵房合理位置設配電點。

3.3主要電氣設備及電纜選擇原則

3.3.1主要電氣設備

低壓柜安裝基礎槽鋼上，采用螺栓固定；基礎槽鋼與預埋的鋼板進行焊接；電動葫蘆、壓濾機、臥式離心機等設備均配套電控柜，配套提供電控柜之間及其至控制電機、設備保護傳感器之間的連接線纜。根據有效裝箱接線資料、使用說明書進行安裝與接線。按鈕、控制箱掛墻安裝時底邊距地1.4m。

根據環境要求，主廠房選用防塵防水型電氣設備，原煤系統選用防爆型電氣設備。高壓開關柜滿足五防要求，配置真空斷路器，柜內設微機綜保單元，6kV饋出線設兩段式電流保護，速斷保護為主保護，過流保護為后備保護，同時裝設單相接地保護。

無功補償可以提高功率因數，降低工程供電系統損耗，提高工廠供電系統供電效率。大石頭選煤廠經過計算高壓無功補償由上級變電所統一設置，低壓部分采用低壓集中自動補償方式，在變電所低壓側設置無功功率補償裝置，補償后的功率因數在0.95以上。

3.3.2電纜選擇原則

選煤廠廠房內電氣線路以明敷設為主。線纜較少處采用掛鉤或支架敷設，線纜較多處采用梯級式電纜橋架敷設。橋架內電力電纜總截面不超過橋架內截面的40%，并且橋架和支架均做重復可靠接地。高壓電纜選用交聯聚乙烯鎧裝電纜，低壓電纜選用YJV型交聯銅芯電纜。各建筑物之間電纜沿皮帶廊或電纜溝敷設。

敷設時要注意以下兩點：（1）電纜沿柱垂直敷設時，距離地面或樓板面1.8米以下電纜部分要穿鋼管保護，鋼管兩端口打磨光滑,做成喇叭口。（2）電機安裝位置距離地面或樓板面1.2米以上時，要求電纜距離地面或樓板面1.2米以下部分穿鋼管保護。

4　防雷接地系統

選煤廠建筑屬第二類防雷建筑物。沿屋頂四周敷設?12鍍鋅圓鋼制成接閃器,其支架高度100mm，支撐點間距小于1m，轉彎處不大于0.5m。屋頂避雷連接線網格不大于10mx10m或12mx8m，并與接閃器連通。利用鋼柱或柱內鋼筋作為引下線，引下線上端用?12圓鋼與接閃器焊接，屋頂層上的各種金屬部件均應與接閃器相接，柱下端應用不小于?16鋼筋與接地裝置焊接。

所有防雷設施做防腐防銹處理，施工時應與土建專業密切配合。所有受電設備的外露可導電部分必須用保護線（PE）與電力系統的接地相連接。

5　結語

選煤廠的電氣設計決不僅僅是架構的重復與修改，合理電壓等級的選擇，結合現場實際需要和工藝相關要求，按照現行規范和標準圖集進行設計，是尤為重要的。這些是形成最終完善、節能的選煤廠電氣設計必不可少的組成部分。

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[3]GB50057-2010建筑物防雷設計規范[S].機械工業部.2010.