板集礦選煤廠660 V低壓配電系統(tǒng)應用

劉在云，劉明勇

（國投新集集團股份有限公司板集礦選煤廠，安徽 亳州236700）

能源緊張是當今世界面臨的一個重要問題，其中也包括電力供應緊張。在現(xiàn)代化工廠建設中應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)濟性和可靠性也進一步提高。文中詳細論述了板集礦選煤廠660 V配電系統(tǒng)的應用。

1 660 V配用電系統(tǒng)介紹

國投新集板集礦選煤廠是2009年8月建成的礦井型動力選煤廠，設計年入選能力為460萬噸，電氣設備安裝總容量為75.1 MW，全年耗電量為14.8 MkWh。

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

低壓配電系統(tǒng)采用放射式結構，在負荷集中的主洗車間廠房內設31PD室，內有4臺10 kV／660 V低壓變壓器。該配電室向主廠房內、塊精煤倉、塊矸石倉等低壓設備配電，并為濃縮車間配電室提供電源。另設4臺型號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61PD配電室，內部設660 V變壓器，該配電室向濃縮內低壓用電設備配電，另設1臺照明變壓器。在壓濾車間設8 1PD配電室，內設1臺660 V低壓變壓器，該配電室向壓濾低壓用電設備配電，另設1臺同上型號的照明變壓器，配電系統(tǒng)如圖1。

表1 電機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10 kV高壓配電室，高壓系統(tǒng)兩回高壓10 kV進線來自板集礦110 kV變電所不同母線，正常情況下兩回電源同時工作，任一回路均能承擔選煤廠100%負荷。61PD和81PD均設有備用電源，31PD低壓側母線相互之間設有母聯(lián)開關。

2 板集礦選煤廠660 V配電系統(tǒng)應用

2.1 干式變壓器的應用

板集選煤廠使用了5臺環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，型號為SC10 1000／10／0.69，接法為 Dyn11，由高壓配電室配電控制，干變溫度保護采用DR－B10P／R具通訊功能的溫控器，通過預埋在低壓繞組中的Pt100熱敏電阻測取溫度變化值，直接顯示各相繞組溫度，自動控制風機運行，并有超溫報警、跳閘出口到高壓配電室，提高干變溫控保護系統(tǒng)的可靠性。配有RS485計算機接口，以MODBUS通信協(xié)議與10 kV高壓室上位機通訊。

變壓器采用低壓中性點通過1 000Ω歐姆可調電阻接地，可限制單項接地故障電流，并防止阻尼諧振過電壓和間歇性電弧接地過電壓，提高一級零序電流選擇性保護靈敏度。接地線設有零序電流繼電器，作為單項接地二級零序電流保護，輸出作用于報警，防止洗煤生產(chǎn)中重負荷停車。

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，并應用施耐德系列產(chǎn)品開關接觸器，有效防止同配電柜內一個回路跳閘時，對相鄰其他回路柜內元器件的影響，提高分斷滅弧能力。配電饋出電纜采用架空敷設，降低電纜對地電容。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、過載，應用漏電繼電器作零序保護，故障信號出口直接作用于斷路器QL跳閘。其主要應用于2.5 kW以下閥門、排水泵等小功率設備配電。

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

（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系統(tǒng)設計。其主要應用于大于15 kW的泵類及運輸設備。

2.3 低壓配電柜并聯(lián)電容器集中補償

電容器應用ABB公司型號為CLMD63干式電容器，串聯(lián)電抗器以減小投切過程中的涌流，并聯(lián)避雷器和保護電容器免受高壓沖擊，采用ABB公司的RVC系列無功補償控制器，根據(jù)無功負荷變動情況實時進行補償。全廠設計自然功率因數(shù)為0.72，補償后的功率因數(shù)穩(wěn)定到0.9以上。

2.4 變頻器應用

對于大于15 kW的泵類及運輸設備（帶式輸送機、刮板輸送機），為調速節(jié)能需要，板集礦選煤廠共安裝了施耐德Altivar71系列660 V電壓等級的變頻器40臺套。

2.5 板集礦選煤廠660 V配電系統(tǒng)應用特點

（1）全廠基本實現(xiàn)了660 V配電。660 V電壓等級設備安裝容量達57.6 MW，占全廠設備安裝容量的76.70%。該供電系統(tǒng)靈活可靠，保證濃縮機等關鍵設備不間斷運行；可靈活調整電力變壓器投入數(shù)量，以符合經(jīng)濟負荷率的要求，降低系統(tǒng)能耗。

（2）選用設備節(jié)能環(huán)保。環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器和干式電容器均無液體，不會產(chǎn)生滲漏污染環(huán)境，節(jié)約了大量維護費用。變頻器的大量使用對節(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高阻接地，所有設備均可靠接地（IT接地系統(tǒng)），并有單臺設備零序電流和變壓器中心點零序電流兩級保護，保證了人身設備安全和生產(chǎn)的可持續(xù)性。

（4）配電系統(tǒng)信息化管理。CDP－M10電機智能保護器及干變溫控器均配有RS485計算機接口，以MODBUS從站規(guī)約與上位機通訊，可方便地對各單臺設備進行參數(shù)設置、監(jiān)視、分析統(tǒng)計，為全廠信息化提供了物質基礎。

3 結束語

因為調速節(jié)能的變頻器設備大量使用，變頻器所產(chǎn)生的干擾對電子產(chǎn)品如工業(yè)電視系統(tǒng)、電機智能保護設備等易造成影響，所以抑制干擾源，提高抗干擾能力是今后產(chǎn)品發(fā)展的一個重要課題。低壓配電設備發(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，從而實現(xiàn)對低壓配電的監(jiān)測控制和參數(shù)設置，進一步提高其安全可靠性和管理信息化。文獻［3］提出了660 V供配電特點：（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，應大力推廣使用。

［1］彭 勇、常文平.企業(yè)供用電技術［M］.鄭州：河南科學技術出版社，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.工業(yè)與民用電設計手冊［S］.北京：中國電力出版社，2005.