葫蘆素選煤廠電氣化驗樓660V低壓配電系統研討

摘 要：文章介紹了葫蘆素選煤廠電氣化驗樓660V低壓系統母線分段問題，根據《煤炭洗選工程設計規范》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母線分段選取的合理性。

關鍵詞：母線分段；低壓系統；選煤廠配電

1 概述

根據《煤炭洗選工程設計規范》GB50359-2005規定，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。選煤廠供電系統電壓等級分為：10kV、660V、380V/220V，根據車間區域分配，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系統用電和全廠380V系統用電，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 設計規范對選煤廠用電要求

《煤炭洗選工程設計規范》GB50359-2005規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cos（φ）不應低于0.9。

4 負荷計算，確定母線分段方式

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

經計算，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設備負荷統計表。為保證功率因數大于0.9，進行無功功率補償，補償值為1800kVar，補償后得cos（φ）=0.95，滿足設計規范要求。

5 確定母線分段方式

根據表1主廠房和濃縮車間0.66kV設備負荷統計表的數據，主廠房和濃縮車間660V系統設備的計算負荷約為3800kVA，按常規母線分段，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，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。兩套系統獨立運行，每套系統的兩臺變壓器互為備用。

根據全廠計算負荷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場需要。3臺變壓器平分系統負荷，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場負荷要求，從經濟角度考慮，選擇母線分三段方式可以節省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

根據母線分段方式的選用，采用四進線兩聯絡。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，現職稱：工程師，研究方向：選煤廠設備安裝。