葫蘆素選煤廠電氣化驗樓660V低壓配電系統(tǒng)研討

摘 要：文章介紹了葫蘆素選煤廠電氣化驗樓660V低壓系統(tǒng)母線分段問題，根據(jù)《煤炭洗選工程設計規(guī)范》計算選煤廠主廠房和濃縮車間設備的裝機容量，確定符合現(xiàn)場實際情況的母線分段方式，確定運行模式，證明葫蘆素選煤廠低壓系統(tǒng)母線分段選取的合理性。

關鍵詞：母線分段；低壓系統(tǒng)；選煤廠配電

1 概述

根據(jù)《煤炭洗選工程設計規(guī)范》GB50359-2005規(guī)定，選煤廠供電應按二級用電符合設計。二級電力負荷應由兩個電源供電，主母線采用分段單母線。文章通過對葫蘆素選煤廠電氣化驗樓變電所供電范圍內(nèi)的設備負荷計算，確定分段方式的選擇及工作方式。

2 葫蘆素選煤廠電氣工程概況

葫蘆素選煤廠處理能力為13.0Mt/a，為礦井型動力選煤廠，工作制度為330d，每天工作16h。選煤廠供電系統(tǒng)電壓等級分為：10kV、660V、380V/220V，根據(jù)車間區(qū)域分配，設有三個變電所，分別為原煤倉變電所、電氣化驗樓變電所、產(chǎn)品倉變電所，其中電氣化驗樓變電所提供主廠房和濃縮車間660V系統(tǒng)用電和全廠380V系統(tǒng)用電，都為單母線分段。主廠房共有660V用電設備120臺，裝機容量為4805.36kW；濃縮車間共有660V用電設備12臺，裝機容量為519.9kW。

3 設計規(guī)范對選煤廠用電要求

《煤炭洗選工程設計規(guī)范》GB50359-2005規(guī)定選煤廠供電應按二級用電符合設計，供電電源應采用雙回路，并引自不同母線段，每回線路所能承擔負荷不應低于全廠計算負荷的75%。設計時宜減少變壓器容量等級，其設計負荷率在60%～85%之間。應選用低損耗變壓器，同一工藝系統(tǒng)的負荷宜由同一臺變壓器供電。電力負荷無功功率補償宜采用低壓靜電電容器組自動補償裝置，補償后母線的功率因數(shù)cos（φ）不應低于0.9。

4 負荷計算，確定母線分段方式

根據(jù)需用系數(shù)法計算選煤廠用電負荷。首先根據(jù)單機容量和功率因數(shù)及需用系數(shù)逐臺計算有功功率、無功功率和視在功率；其次進行容量匯總；最后根據(jù)實際計算情況進行無功功率補償，確定設備計算負荷。

經(jīng)計算，主廠房設備和濃縮車間設備計算負荷見表1主廠房和濃縮車間0.66kV設備負荷統(tǒng)計表。為保證功率因數(shù)大于0.9，進行無功功率補償，補償值為1800kVar，補償后得cos（φ）=0.95，滿足設計規(guī)范要求。

5 確定母線分段方式

根據(jù)表1主廠房和濃縮車間0.66kV設備負荷統(tǒng)計表的數(shù)據(jù)，主廠房和濃縮車間660V系統(tǒng)設備的計算負荷約為3800kVA，按常規(guī)母線分段，分兩段，每段計算負荷為1900kVA，單臺變壓器容量需大于3800kVA。對于低壓系統(tǒng)而言，單臺變壓器如果容量過大，則低壓母線短路電流就非常大，導致低壓斷路器無法選取。再者，出于安全性能和運營費用方面考慮，廠房變電所所選用的變壓器都為干式變壓器，就目前的生產(chǎn)技術而言，干式變壓器最大能做到2500kVA，單臺2500kVA變壓器又無法滿足全廠計算負荷3800kVA的要求，所以單母線分兩段的運行方法無法滿足現(xiàn)場要求。

按四段考慮，每段負荷占總計算負荷的1/4，計算負荷為950kVA，每兩段組合一個系統(tǒng)，計算負荷為1900kVA，占總負荷的1/2，每段需配置一臺2000kVA變壓器，共需配置4臺2000kVA變壓器，可以滿足全廠負荷要求。兩套系統(tǒng)獨立運行，每套系統(tǒng)的兩臺變壓器互為備用。

根據(jù)全廠計算負荷3900kVA的要求，如果選用2臺2000kVA變壓器帶全廠負荷，能夠滿足全廠計算負荷的要求，再增加1臺2000kVA變壓器備用，分析3臺2000kVA變壓器是否可滿足現(xiàn)場需要。3臺變壓器平分系統(tǒng)負荷，每段占總計算負荷的1/3，約1270kVA，每臺變壓器供配一段線路負荷。將其中一段負荷分成兩進線控制，每小段占總計算負荷的1/6，當其中任意一臺變壓器出現(xiàn)故障時，剩下兩臺變壓器可以各供配全廠一半的負荷。

由此可見，在變壓器選用2000kVA時，選擇母線分三段和分四段都能滿足現(xiàn)場負荷要求，從經(jīng)濟角度考慮，選擇母線分三段方式可以節(jié)省1臺變壓器，最終確定選擇3臺SGB10-2000/10/0.69型號變壓器。

6 三段母線運行方式

根據(jù)母線分段方式的選用，采用四進線兩聯(lián)絡。對應3臺變壓器，把母線分三段，TM1變壓器供配第1段母線，負荷占總計算負荷的1/3，含1臺進線柜（1QF）和1臺母聯(lián)柜（3QF）；TM2變壓器供配第2段母線，含2臺進線柜（2QF、4QF），每臺進線柜分配總計算負荷的1/6，TM3變壓器供配第3段母線，負荷占總計算負荷的1/3，含1臺進線柜（5QF）和1臺母聯(lián)柜（6QF）。

進線1QF、進線2QF和母線3QF為互投自復控制，進線4QF、進線5QF和母線6QF為互投自復控制，進線4QF和進線2QF可同時運行工作。當3臺變壓器都同時運行時，1QF、2QF、4QF和5QF合閘，3QF、6QF分閘。當任意1臺變壓器故障時，其余2臺變壓器供配3段母線。當TM1故障時，1QF、4QF分閘，3QF、6QF合閘；這時TM2、TM3各供配全廠一半負荷；當TM3故障時，5QF、2QF分閘，3QF、6QF合閘；這時TM1、TM2各供配全廠一半負荷；當TM2故障時，2QF、4QF分閘，3QF、6QF合閘；這時TM1、TM3各供配全廠一半負荷。

7 結束語

目前，變配電系統(tǒng)的母線一般采用兩段運行方式，工作人員也習慣了這種工作模式和操作方式，在使用三段運行方式時會出現(xiàn)工作人員不習慣等情況，但這種解決方案確實能夠降低一次投資和日常的運行成本，能夠做到系統(tǒng)靈活方便，降低設備故障點。三段母線工作方式對工廠的擴建增容同樣有著借鑒意義。

作者簡介：李剛（1982，10-），男，遼寧省錦州市，學歷：本科，現(xiàn)職稱：工程師，研究方向：選煤廠設備安裝。