板集礦選煤廠660 V低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用

劉在云，劉明勇

（國(guó)投新集集團(tuán)股份有限公司板集礦選煤廠，安徽 亳州236700）

能源緊張是當(dāng)今世界面臨的一個(gè)重要問(wèn)題，其中也包括電力供應(yīng)緊張。在現(xiàn)代化工廠建設(shè)中應(yīng)最大限度地提高能源利用率，降低能耗，為此，660 V低壓配電得到重視，其安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性也進(jìn)一步提高。文中詳細(xì)論述了板集礦選煤廠660 V配電系統(tǒng)的應(yīng)用。

1 660 V配用電系統(tǒng)介紹

國(guó)投新集板集礦選煤廠是2009年8月建成的礦井型動(dòng)力選煤廠，設(shè)計(jì)年入選能力為460萬(wàn)噸，電氣設(shè)備安裝總?cè)萘繛?5.1 MW，全年耗電量為14.8 MkWh。

板集礦選煤廠用電設(shè)備有三個(gè)等級(jí)，即10 kV、660 V、380／220 V。功率大于200 kW的用電設(shè)備主洗入料泵和磁選尾礦泵使用10 kV電壓等級(jí)電機(jī)。照明、檢修、控制用電采用380／220 V電壓等級(jí)。其它三相用電均采用660 V電壓等級(jí)供電。電機(jī)及照明安裝容量分布情況如表1。

低壓配電系統(tǒng)采用放射式結(jié)構(gòu)，在負(fù)荷集中的主洗車間廠房?jī)?nèi)設(shè)31PD室，內(nèi)有4臺(tái)10 kV／660 V低壓變壓器。該配電室向主廠房?jī)?nèi)、塊精煤倉(cāng)、塊矸石倉(cāng)等低壓設(shè)備配電，并為濃縮車間配電室提供電源。另設(shè)4臺(tái)型號(hào)50 kVA660 V／380 V照明變壓器作為照明、檢修、控制電源。在濃縮車間設(shè)61PD配電室，內(nèi)部設(shè)660 V變壓器，該配電室向濃縮內(nèi)低壓用電設(shè)備配電，另設(shè)1臺(tái)照明變壓器。在壓濾車間設(shè)8 1PD配電室，內(nèi)設(shè)1臺(tái)660 V低壓變壓器，該配電室向壓濾低壓用電設(shè)備配電，另設(shè)1臺(tái)同上型號(hào)的照明變壓器，配電系統(tǒng)如圖1。

表1 電機(jī)及照明安裝容量分布表

圖1 板集礦選煤廠配電系統(tǒng)圖

在主洗車間附近設(shè)10 kV高壓配電室，高壓系統(tǒng)兩回高壓10 kV進(jìn)線來(lái)自板集礦110 kV變電所不同母線，正常情況下兩回電源同時(shí)工作，任一回路均能承擔(dān)選煤廠100%負(fù)荷。61PD和81PD均設(shè)有備用電源，31PD低壓側(cè)母線相互之間設(shè)有母聯(lián)開(kāi)關(guān)。

2 板集礦選煤廠660 V配電系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 干式變壓器的應(yīng)用

板集選煤廠使用了5臺(tái)環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器，型號(hào)為SC10 1000／10／0.69，接法為 Dyn11，由高壓配電室配電控制，干變溫度保護(hù)采用DR－B10P／R具通訊功能的溫控器，通過(guò)預(yù)埋在低壓繞組中的Pt100熱敏電阻測(cè)取溫度變化值，直接顯示各相繞組溫度，自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行，并有超溫報(bào)警、跳閘出口到高壓配電室，提高干變溫控保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。配有RS485計(jì)算機(jī)接口，以MODBUS通信協(xié)議與10 kV高壓室上位機(jī)通訊。

變壓器采用低壓中性點(diǎn)通過(guò)1 000Ω歐姆可調(diào)電阻接地，可限制單項(xiàng)接地故障電流，并防止阻尼諧振過(guò)電壓和間歇性電弧接地過(guò)電壓，提高一級(jí)零序電流選擇性保護(hù)靈敏度。接地線設(shè)有零序電流繼電器，作為單項(xiàng)接地二級(jí)零序電流保護(hù)，輸出作用于報(bào)警，防止洗煤生產(chǎn)中重負(fù)荷停車。

2.2 低壓配電柜饋出單元

660 V配電柜采用TJJ單元分割式配電裝置，并應(yīng)用施耐德系列產(chǎn)品開(kāi)關(guān)接觸器，有效防止同配電柜內(nèi)一個(gè)回路跳閘時(shí)，對(duì)相鄰其他回路柜內(nèi)元器件的影響，提高分?jǐn)鄿缁∧芰ΑＥ潆婐伋鲭娎|采用架空敷設(shè)，降低電纜對(duì)地電容。低壓配電柜饋出形式主要分三種：

（1）經(jīng)斷路器直接饋出單元，斷路器作相間短路保護(hù)、過(guò)載，應(yīng)用漏電繼電器作零序保護(hù)，故障信號(hào)出口直接作用于斷路器QL跳閘。其主要應(yīng)用于2.5 kW以下閥門、排水泵等小功率設(shè)備配電。

（2）經(jīng)斷路器、接觸器饋出單元，斷路器作相間短路保護(hù)、智能保護(hù)器作缺項(xiàng)、過(guò)載、零序保護(hù)，故障信號(hào)出口作用接觸器KM控制回路，接觸器KM跳電。其主要應(yīng)用于選煤廠2.5 kW以上設(shè)備配電。

（3）經(jīng)變頻器饋出單元，變頻器選用施耐德ATV71系列，自身具有安全的保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其主要應(yīng)用于大于15 kW的泵類及運(yùn)輸設(shè)備。

2.3 低壓配電柜并聯(lián)電容器集中補(bǔ)償

電容器應(yīng)用ABB公司型號(hào)為CLMD63干式電容器，串聯(lián)電抗器以減小投切過(guò)程中的涌流，并聯(lián)避雷器和保護(hù)電容器免受高壓沖擊，采用ABB公司的RVC系列無(wú)功補(bǔ)償控制器，根據(jù)無(wú)功負(fù)荷變動(dòng)情況實(shí)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。全廠設(shè)計(jì)自然功率因數(shù)為0.72，補(bǔ)償后的功率因數(shù)穩(wěn)定到0.9以上。

2.4 變頻器應(yīng)用

對(duì)于大于15 kW的泵類及運(yùn)輸設(shè)備（帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)），為調(diào)速節(jié)能需要，板集礦選煤廠共安裝了施耐德Altivar71系列660 V電壓等級(jí)的變頻器40臺(tái)套。

2.5 板集礦選煤廠660 V配電系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)

（1）全廠基本實(shí)現(xiàn)了660 V配電。660 V電壓等級(jí)設(shè)備安裝容量達(dá)57.6 MW，占全廠設(shè)備安裝容量的76.70%。該供電系統(tǒng)靈活可靠，保證濃縮機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備不間斷運(yùn)行；可靈活調(diào)整電力變壓器投入數(shù)量，以符合經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率的要求，降低系統(tǒng)能耗。

（2）選用設(shè)備節(jié)能環(huán)保。環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器和干式電容器均無(wú)液體，不會(huì)產(chǎn)生滲漏污染環(huán)境，節(jié)約了大量維護(hù)費(fèi)用。變頻器的大量使用對(duì)節(jié)能降耗同樣有著重要意義。

（3）配電系統(tǒng)安全可靠。板集礦選煤廠是變壓器中性點(diǎn)高阻接地，所有設(shè)備均可靠接地（IT接地系統(tǒng)），并有單臺(tái)設(shè)備零序電流和變壓器中心點(diǎn)零序電流兩級(jí)保護(hù)，保證了人身設(shè)備安全和生產(chǎn)的可持續(xù)性。

（4）配電系統(tǒng)信息化管理。CDP－M10電機(jī)智能保護(hù)器及干變溫控器均配有RS485計(jì)算機(jī)接口，以MODBUS從站規(guī)約與上位機(jī)通訊，可方便地對(duì)各單臺(tái)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、監(jiān)視、分析統(tǒng)計(jì)，為全廠信息化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語(yǔ)

因?yàn)檎{(diào)速節(jié)能的變頻器設(shè)備大量使用，變頻器所產(chǎn)生的干擾對(duì)電子產(chǎn)品如工業(yè)電視系統(tǒng)、電機(jī)智能保護(hù)設(shè)備等易造成影響，所以抑制干擾源，提高抗干擾能力是今后產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)重要課題。低壓配電設(shè)備發(fā)展日趨成熟，低壓配電控制有望全面納入工廠一體化控制范圍，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓配電的監(jiān)測(cè)控制和參數(shù)設(shè)置，進(jìn)一步提高其安全可靠性和管理信息化。文獻(xiàn)［3］提出了660 V供配電特點(diǎn)：（1）減少降低電網(wǎng)投資約60～80元／kW（工作容量）。（2）減少電網(wǎng)損耗約1.5%～4%。（3）節(jié)約有色金屬約40%～50%。因此，660 V供配電已經(jīng)非常成熟，應(yīng)大力推廣使用。

［1］彭 勇、常文平.企業(yè)供用電技術(shù)［M］.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2010.

［2］顧永輝.工礦企業(yè)660 V供電［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1996.

［3］任元會(huì).工業(yè)與民用電設(shè)計(jì)手冊(cè)［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.