李翀

【摘 要】选煤厂是煤矿生产机械化程度比较高的企业，为了保证其生产的连续性和可靠性，必须有方便生产操作、提高效率的、稳定的供配电电源及系统。本文通过选煤厂现场工艺系统要求及用电负荷分配，针对电压等级、配电点分配、变压器选择，系统接地、电气设备选择、电缆选型及敷设几个方面对选煤厂的应用进行了分析。

【关键词】供配电系统 变压器 电气设备选择 电缆的选择及敷设

1 电源及供电方式

按照选煤厂设计规范的规定，选煤厂为二级用电负荷。选煤厂10kV双回供电电源分别引自上一级变电所10kV不同母线段。

正常时两回同时工作，当一回出现故障时，另一回可保证全厂100%负荷的供电。10kV供电线路采用高压电缆直埋敷设至主厂房变电所，根据计算视在功率（5150.85kVA），导线型号选为YJV22-10kV 3×185mm2，输电距离约为5km，电压降3.4%，满足要求。

2 设备容量、负荷计算及变压器选择

2.1 设备容量

全厂设备安装总容量为：8614.44kW

全厂设备工作总容量为：8505.14kW

2.2 负荷计算

全厂有功功率：4809.57kW；

无功功率：1843.72kvar（补偿后）；

视在功率： 5150.85kVA；

功率因数：0.93（补偿后）；

全年电耗：22665037kW.h；

吨煤电耗： 4.53kWh/t。

2.3 各变电所负荷及变压器选择

（1）主厂房变电所

10/0.69kV变电所

有功功率：2947.5kW；

无功功率：973.59kvar（补偿后）；

视在功率： 3104.13kVA；

功率因数：0.95（补偿后）；

10/0.40kV变电所

有功功率：336.0W；

无功功率：96.32kvar（补偿后）；

视在功率： 349.53kVA；

功率因数：0.96（补偿后）；

（2）一号转载点变电所

10/0.69kV变电所

有功功率：956.22kW；

无功功率：284.11kvar（补偿后）；

视在功率： 997.53kVA；

功率因数：0.96（补偿后）；

3 供配电系统划分

依据变电所要接近负荷中心、方便进出线的原则，该选煤厂考虑在主厂房附近单独设置10kV主变电所，在1#转载点附近单独设置10kV副变电所，以满足实际使用的需要，减少电能损耗，达到环保节能的目的。

（1）在主厂房变电所，配置10kV高压配电室负责全厂高压电能的分配。在一号转载点变电所，配置10kV高压配电室负责1#转载点范围内高压电能的分配，其两路10kV高压进线电源分别引自主厂房变电所两段不同高压母线上。主、副变电所内高压配电装置均选用KYN28-12系列高压开关柜作为受、馈电等用途的设备，高压侧结线方式为单母线分段，两段母线分列运行，继电保护采用微机型保护装置，对10KV系统运行予以控制和监视。操作电源额定电压为DC220V。10kV高压配电系统采用中性点不接地系统。

（2）主厂房设10/0.69kV变电所，选用三台SG11-2000/10 2000kVA 10/0.69kV干式变压器。变压器正常时二台工作，一台备用，变压器负荷率78%，当其中一台出现故障时，另二台可保证承担主厂房变电所范围内全部用电设备的供电。一号转载点设10/0.69kV变电所，选用二台SG11-1250/10 1250kVA 10/0.69kV干式变压器。变压器正常时一台工作，一台备用，变压器负荷率80%。当其中一台出现故障时，另一台可保证一号变电所范围内全部用电设备的供电。主、副变电所内低压配电装置选用GCS型低压抽出式开关柜，低压侧单母线分段结线、分列运行。配电方式采用放射式。660V低压配电系统采用中性点不直接接地系统。

660V配电回路均安装零序电流互感器。当电路中发生漏电故障时，进行保护。所有低压电动机保护回路，设置微机综合保护器，它与电流互感器、零序电流互感器配合对电机和线路出现的短路、过负荷、断相、堵转、漏电等故障现象进行保护。

（3）主厂房设10/0.40kV变电所，选用二台SG11-500/10 500kVA 10/0.4kV干式变压器。变压器正常时一台工作，一台备用，变压器负荷率70%，当其中一台出现故障时，另一台可保证主厂房变电所范围内全部380V低压负荷的供电。低压配电装置选用GCS型低压抽出式开关柜。负责主厂房变电所范围内全部380V用电设备的供电。一号转载点变电所380V系统不单独设变压器，在一号转载点变电所660V系统设置两台SG-50/0.69 100kVA 0.69/0.40kV干式变压器提供一号转载点变电所范围内照明及集控380V备用电源。380V低压配电系统采用中性点直接接地系统。

4 特殊工作环境电气设备的选择

所有安装于生产现场的电气设备均应符合防尘、防水、防腐等要求；原煤输送走廊及煤仓等有粉尘聚集的场所，电气设备均选用防爆型或本质安全型。火灾监测和预防：全厂设置火灾自动监测报警系统，在主要建筑物内设置火灾监测探头及消火栓按钮，在所有电缆桥架、电缆沟、配电室、集中控制室等电缆集中进出口处设置防火封堵，沿主要电缆路径设置光纤测温系统，监控电缆温度，及早发现电缆故障。

5 电缆的选型及敷设方式

为确保系统能长期可靠连续的运行，电缆选型及敷设也是供配电系统中应该考虑的重要环节。根据配电系统的分配及现场实际条件的需求。

10kV高压电缆及室外直埋电缆选用YJV22钢带铠装型交联聚氯乙稀绝缘电力电缆。室内电缆及室外沿电缆沟或穿管敷设电缆选用YJV型交联聚氯乙稀绝缘电力电缆。截面大于10mm?的低压电缆选用YJV型交联聚氯乙稀绝缘电力电缆，截面小于等于10mm?的低压电缆选用VV型氯乙烯绝缘电力电缆。

厂区内采用铠装电缆沿电缆沟或直埋敷设方式同一路径电缆大于6根（含通讯电缆）时采用电缆沟敷设，小于6根采用直埋敷设。主厂房内电缆沿电缆桥架或电缆沟敷设，当安装高度低于2.0m时穿钢管保护。输煤走廊内的电缆沿电缆桥架敷。

6 结语

黑龙沟500万吨选煤厂供配电系统的电气工程设计在满足客户及工艺要求前提下要确保人身安全，便于电气设备的监控监测来实现电气工艺自动化。针对选煤厂设计特点及选煤工艺系统的特殊性进行分析，选择确定了合适的电压等级、变电所位置、变压器的容量，结合成功的经验设计出合理的供配电系统，最终保证了生产的连续性及可靠性，达到经济运行的目的。

参考文献：

[1] GB 50359-2005 煤炭洗选工程设计规范.北京：中国计划出版社，2005.

[2] GB 50055-2011 通用用电设备配电设计规范.北京：中国计划出版社，2012.