緬甸蒙育瓦萊比塘銅礦項目的供配電特點分析

徐可

〔摘 要〕針對緬甸萊比塘銅礦項目占地面積大、供電負荷大且分散、控制要求高等供配電特點，介紹了該項目供配電系統(tǒng)配置情況。該項目通過設置1座230/33 kV總降壓變電站、5座33/10 kV變電站、10座10 kV配電站，及數十個10/0.4 kV低壓變電所，提高主供電網絡電壓等級，保證了良好的電能質量，減少電壓降。同時，該項目利用線路的架空布設，以及電力綜合自動化系統(tǒng)、太陽能照明設施等的應用，保障了該項目的供配電系統(tǒng)安全可靠、環(huán)保節(jié)能。

〔關鍵詞〕供配電系統(tǒng)；變電站；架空線路；電力綜合自動化系統(tǒng)；太陽能路燈

中圖分類號：TM72 ? ? ? ? 文獻標志碼：B 文章編號：1004-4345（2023）01-0027-04

Analysis on the Characteristics of Power Supply and Distribution

of Myanmar Monyuwa Letpadaung Copper Project

XU Ke

（China Nerin Engineering Co.， Ltd.， Nanchang， Jiangxi 330038， China）

Abstract ?According to the characteristics of power supply and distribution of Myanmar Monyuwa Letpadaung Copper Project， such as large floor area， large and distributed power supply load and high control requirement， the paper introduces the configuration of power supply and distribution system of the project. The project improves the voltage level of the main power supply network， ensures good power quality and reduces voltage drop by establishing one 230/33 kV main step-down substation， five 33/10 kV substations， ten 10 kV power distribution stations and dozens of 10/0.4 kV low-voltage substations. Meanwhile， the project ensures the safety， reliability， environmental protection and energy conservation of the power supply and distribution system by using the overhead layout of the line， as well as the application of integrated power automation system and solar lighting facilities.

Keywords ?power supply and distribution system; substation; overhead lines; power integrated automation system; solar street lamp

緬甸萊比塘銅礦（以下簡稱“L礦”）項目位于緬甸實皆省（Sagaing）南部，與該省最大的城鎮(zhèn)蒙育瓦（Monywa）直線距離約5 km，公路里程約26 km，礦區(qū)面積約32.73 km2。就濕法煉銅的規(guī)模而言，L礦項目為亞洲第一大銅礦山，在世界上亦名列前茅。該項目采用“露天開采—破碎—堆浸—萃取—電積”工藝，技術先進、成熟、可靠，是一個具有國際影響力的世界級礦山項目。該項目2016年部分建成投產，年產銅21 kt。2017年底項目全面建成投產，年產銅60 kt。2018年底，項目全面達產達標，年產銅100 kt，生產能力完全達到，甚至超過了設計指標。本項目的建成達產，標志著中國特大型銅礦山采選冶整體開發(fā)技術已達到了世界先進水平。該項目將創(chuàng)造巨大的經濟效益和社會效益，極大地助推緬甸的經濟繁榮和社會發(fā)展。

由于該項目工藝先進、占地面積廣大，因此該項目電力設計也存在用電負荷大且分散，對控制要求高等特點。本文擬以該項目的供配電設計為例，探討此類大型工業(yè)項目供電設計要點，以期為類似國外大型工業(yè)項目的電力設計提供參考。

1 ? 項目的主要負荷位置及特點

1.1 ?項目主要負荷

緬甸L礦項目230 kV側計算負荷約為有功功率68 590 kW，經無功補償后無功功率為34 772 kvar，視在功率為769 00 kVA。遠期230 kV側計算負荷為有功功率82 612 kW，經無功補償后無功功率為35 775 kvar，視在功率為90 025 kVA。

1.2 ?負荷位置及特點

本項目原礦區(qū)占地面積約32.73 km2，占地面積大、供電負荷分散，主要用電負荷分布在萃取電積、1#堆浸場（含3#堆浸場）、2#堆浸場、礦物加工及露天采場等5個區(qū)域。

1）萃取電積區(qū)域。萃取電積區(qū)域即銅萃取—電積車間。該車間主要用電設備為電積整流裝置、陰極剝片機組、電積循環(huán)泵等。由于該銅萃取—電積車間生產規(guī)模非常大，因此用電負荷也大。

2）堆浸場。L礦堆浸場分為1#、2#、3#，堆場面積分別約為3.465 km2、3.460 km2和2.610 km2，3個堆浸場面積合計約為9.535 km2。堆浸場主要用電設備為布料機、卸料小車、爬坡機、長距運輸膠帶機、噴淋泵等。

3）礦物加工。礦石由汽車自采場運至破碎站，礦石最大塊度為1 200 mm，經旋回破碎機破碎后排料粒度最大為250 mm，由排料膠帶機送至地表固定膠帶運輸機，再轉至中間礦堆，通過長距離固定膠帶機將礦石輸送至堆場進行堆浸。為保證破碎系統(tǒng)與堆浸場膠帶輸送、布料系統(tǒng)的連續(xù)性，本項目在粗碎和堆場筑堆膠帶輸送機之間創(chuàng)新性地設置了中間礦堆，通過中間礦堆底部的給料設備卸礦至膠帶輸送機。該部分主要用電設備為破碎機、長距運輸膠帶機、振動給料機、除塵器等。

4）露天采場。本項目所采用的鉆、鏟、車等設備均達到了國際先進水平，上述設備均為燃油設備。主要用電設備為露天采場排水泵等。隨著露天礦坑的下降采場排水泵會逐漸增加，用電負荷也會逐漸增加，規(guī)范規(guī)定有淹沒危險環(huán)境露天礦采場排水泵為一級負荷。

2 ? 供電系統(tǒng)配置

該項目230 kV供電電源取自距礦山8 km的Nyaungbingyi 230 kV變電站。由于緬甸國家電網公司管理33 kV以上電壓等級，為此L礦供電方案設置了1座230/33 kV的總降壓變電站，以便于緬甸國家電網公司的管理。考慮到前述該項目占地面積大、供電負荷分散、用電負荷大等用電特點，整個礦山供配電系統(tǒng)設計為由1座230/33 kV總降壓變電站、5座33/10 kV變電站、10座10 kV配電站及數十個10/0.4 kV低壓變電所構成。

2.1 ?230/33 kV的總降壓變電站

總降壓變電站為雙回路230 kV進線。正常情況下，單回路230 kV電源工作，另一回路備用，供電可靠性較高。230 kV主接線采用單母線接線，簡單清晰，運行操作方便。設置2臺主變壓器，戶外配置。每臺主變壓器的容量為63 MVA，正常情況下，2臺主變壓器同時工作，分列運行。當1臺變壓器故障或檢修時，另1臺變壓器容量在停運部分負荷情況下，滿足企業(yè)兩個系列用電負荷的需要。

為了減少主變壓器負載變化時的母線電壓的變動幅度，靈活地適應電力系統(tǒng)和廠內負荷的電壓波動，本項目主變壓器采用了有載調壓變壓器，230 kV配電裝置采用了GIS組合電器（SF6）、戶內配置。230 kV配電裝置通過套管及室外構架與230 kV架空進線和主變壓器連接。

總降壓變電站的230 kV進線保護采用雙重化配置，主變壓器230 kV側中性點均裝設接地隔離開關，每臺主變壓器均可根據電力系統(tǒng)調度要求控制接地與不接地運行，絕緣等級采用分級絕緣。設置兩套閥控式蓄電池供電的直流系統(tǒng)，配置2套微機型高頻開關電源，輸出電流（Ie）50 A。

總降壓變電站33 kV配電系統(tǒng)設置了單母線分段接線，正常情況下母線分段運行。33 kV開關柜采用戶內布置，主變和電容器均采用戶外布置。

2.2 ?33/10 kV變電站

礦區(qū)用電負荷主要分布在萃取電積、1#堆浸場（含3#堆浸場）、2#堆浸場、礦物加工及露天采場等5個區(qū)域，5個區(qū)域均有10 kV高壓電機。若全礦山采用10 kV配電網，則難以保證10 kV高壓電機的壓降和高壓設備的正常運行。為此，本項目在全礦區(qū)采用了33 kV配電網，并在上述5個區(qū)域的負荷中心各設置1座33/10 kV變電站，再由其對該區(qū)域范圍內的10 kV高壓電動機、配電變壓器等高壓用電設備進行放射式配電。對于距離較遠的，采用10 kV配電站二次配電。

33 kV/10 kV變電站均采用33 kV開關設備、10 kV配電裝置室。所用配電柜、控制設備等戶內布置，變壓器室外布置。33 kV均為雙回路供電，引自總降壓變電站。

根據國內規(guī)范規(guī)定有淹沒危險環(huán)境露天礦采礦場排水泵為一級負荷，露天采場排水33 kV變電站配置了應急柴油發(fā)電站，應急柴油發(fā)電機為10 kV，應急柴油發(fā)電站的兩路10 kV電源分別接至露天采場排水33 kV變電站的10 kV兩段母線上。當外部電源停止供電時，由其向露天采場排水系統(tǒng)的用電設備供電。

2.3 ?10 kV配電站

全礦共設置10座10 kV配電站，主要分布在各皮帶電機附近和各堆浸場的噴淋泵附近。

1）為皮帶的驅動電機服務的10 kV配電站如下：皮帶MT43頭部、皮帶MT76頭部、中間礦堆（皮帶MT41頭部）、皮帶MT26頭部、皮帶MT27頭部、皮帶MT25頭部、皮帶MT24頭部。皮帶的驅動電機采用變頻調速，全礦10 kV皮帶的驅動電機共24臺。礦石采用長距離皮帶運輸，皮帶采用雙電機，通過PLC實現主、從電機共同工作。

2）為堆浸場的噴淋泵服務的10 kV配電站如下：1#堆浸場（含3#堆浸場）、2#堆浸場、萃余液池。10 kV堆浸場的噴淋泵采用變頻調速的電機共14臺，直接啟動的電機共14臺。

2.4 ?10/0.4 kV變電所

全礦在各個區(qū)域的用電設備附近分布著數十個10/0.4 kV的低壓變電所，其負荷主要包含變電所的所用電、堆浸場次級噴淋泵等低壓負荷。低壓配電系統(tǒng)配電采用一次放射式為主對生產用電設備配電，對負荷容量較小的輔助生產工序用電設備，根據其負荷性質及分布情況，當距變電所較遠時采用二次放射式配電或鏈式配電。低壓接地系統(tǒng)均采用TN-S系統(tǒng)。采用低壓電容器自動補償柜在低壓配電室集中補償，使功率因數大于0.9。

3 ? 礦區(qū)架空線路

全礦各區(qū)域33 kV架空線路的總長度約為20 km，10 kV架空線路的總長度約為36 km。為保證供電的可靠性，所用線路均按雙回路設計。

3.1 ?33 kV架空線路

33 kV架空線路為全礦的主供電網，是230 kV總降壓變電站供五座33 kV變電站的電源線，路徑主要布置在礦區(qū)的主干道旁，避開堆浸場的位置?？紤]桿塔的安裝、運輸，桿塔全部采用離心鋼管桿，桿塔設計水平檔距120 m左右，垂直檔距150 m左右。線路導線均采用鋼芯鋁絞線，并全線架設避雷線。

3.2 ?10 kV架空線路

10 kV架空線路為全礦各區(qū)域內部的供電網，為10 kV配電站和區(qū)域內的10/0.4 kV低壓變電所提供電源，10 kV架空線路路徑布置在堆浸場外圍、皮帶機路徑旁?？紤]桿塔的安裝、運輸，桿塔采用離心鋼管桿和混凝土桿兩種形式。

4 ? 供電系統(tǒng)的控制

本次設計全廠設置一套電力綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)有兩個部分，一部分對230 kV的總降壓變電站進行遙測、遙信和遙控及調度、設備管理、故障分析，設置點在230 kV的總降壓變電站。另一部分對全廠33 kV變電站和10 kV供配電系統(tǒng)進行遙測、遙信和遙控及調度、設備管理、故障分析，設置點在萃取電積33 kV變電站。萃取電積33 kV變電站與上級230 kV變電站實現電力系統(tǒng)監(jiān)控中心的通信。

4.1 ?230 kV的總降壓變電站

由于緬甸國家電網公司管理33 kV以上電壓等級，為此230 kV的總降壓變電站的電力綜合自動化系統(tǒng)相對獨立。在此不做贅述。

4.2 ?萃取電積33/10 kV變電站

全廠的33 kV和10 kV供配電系統(tǒng)的電力綜合自動化系統(tǒng)設置在萃取電積33 kV變電站控制室。2#堆浸場33 kV變電站、1#堆浸場33 kV變電站、礦物加工33 kV變電站、露天采場排水33 kV變電站分別通過光纖通信，與萃取電積33 kV變電站實現調度數據網絡通信功能.萃取電積33 kV變電站是礦區(qū)各個33/10 kV變電站與上級230 kV變電站電力系統(tǒng)監(jiān)控中心的通信接口。

5 ? 太陽能路燈

由于該項目場地面積大，常規(guī)的路燈照明線路長、電纜用量大，而緬甸地處熱帶，陽光充足，為太陽能路燈提供了良好的自然條件。太陽能路燈是利用太陽電池的光生伏特效應原理，白天通過太陽電池吸收太陽能光子能量產生電能，通過控制器儲存在蓄電池里，當夜幕降臨或燈具周圍光照度較低時，蓄電池通過控制器向光源供電一直到設定的時間后切斷。

針對該項目具體特點，設計人員對太陽能路燈的技術要求、價格及安裝方式等進行了研究，并與普通路燈照明系統(tǒng)進行了比較。對比后認為，采用太陽能路燈不需要再消耗額外的電能，也不需要鋪設外部電纜管道，既清潔環(huán)保，又節(jié)省運行費用，管理方便，因此更具有優(yōu)勢。

該項目的太陽能路燈主要由太陽電池組件、組件支架、電光源、控制器、蓄電池、燈桿等幾部分組成。如本工程G號路全長4 600 m，路寬7～9 m，路燈燈桿采用8 m雙臂熱鍍鋅后噴塑鋼桿（臂厚4 mm，上口徑90 mm，下口徑200 mm），沿路單側布燈，桿距30 m，單桿雙臂。主干路燈頭為LED 50 W（相當于普通高壓鈉燈150 W），輔道為30 W。照度可以達到道路照明要求。LED路燈頭采用進口LED芯片，光效高，臺灣明偉電源。整個道路154盞路燈，全部采用微電腦路燈控制儀自動控制，自動開啟和關閉，無需人工參與。每天照明8 h，前4 h全功率運行，后4 h半功率運行。

6 ? 項目供電特點總結

綜上所述，針對該項目供電范圍廣、負荷大、距離遠的特點，供電設計采用了提高主供電網絡電壓等級、采用模塊化變配電所設計、利用架空線路的避雷線作為通信通道、應用太陽能照明設施等措施。

1）采用33 kV供電網絡作為礦區(qū)主供電網絡。該措施解決了供電距離遠、負荷大的問題；同時輸送同樣的功率33 kV等級比10 kV能耗??；33 kV變電站深入各區(qū)域的負荷中心，也保證了良好的電能質量，減少了電壓降。

2）采用模塊化變配電所。由于次級噴淋泵是圍繞各堆浸場布置，每個堆浸單元設有1～2臺次級噴淋裝置，設備功率為110 kW、380 V，因此設計人員在1#～3#堆浸場外圍各設置有7～8個10/0.4 kV次級噴淋泵站變配電所，且變配電所均為標準模塊化的配置，必要時可以達到設備互換的目的。

3）利用架空線路避雷線（OPGW光纜）作為通信通道。全礦主要供電系統(tǒng)采用架空線路，因此該項目設計時利用架空線路的避雷線（OPGW光纜）作為通信通道，全廠各變電站的通信、線路保護、全廠自動化系統(tǒng)的光纜均采用33 kV和10 kV架空線的避雷線（OPGW光纜），既充分利用了已有設施，又節(jié)省了投資。

4）應用無需供電線路的太陽能路燈。本項目利用緬甸地區(qū)日照充足的特點，在廠區(qū)內應用太陽能路燈，無需供電線路，清潔環(huán)保，安裝靈活，在道路以外的場地也可以應用。

通過上述措施，該項目供配電系統(tǒng)設計實現了安全可靠、環(huán)保節(jié)能的目的。該項目投產后供電設施均能滿足生產需求，電網結構合理，供電安全可靠。

參考文獻

[1] 中國煤炭建設協(xié)會.礦山電力設計標準：GB 50070—2020[S].北京：中國計劃出版社，2020.

[2] 中國電力企業(yè)聯合會.35～110 kV變電所設計規(guī)范：GB 50059—2011[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[3] 電力規(guī)劃設計總院.220～750 kV變電站設計技術規(guī)程：DL/T 5218—2012[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[4] 中國建筑科學研究院.城市道路照明設計標準：CJJ 45—2015[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[5] 中國航空規(guī)劃設計研究總院有限公司.工業(yè)與民用供配電設計手冊[M].4版.北京：中國電力出版社，2016.