选煤厂供配电系统设计简述

选煤厂供配电系统设计简述
摘要：随着工业现代化的快速发展为了更好、更合理的利用煤炭资源，选煤厂的建设越来越重要。

选煤厂生产机械化程度较高，生产连续性强，生产机械集中在几个车间厂房中，因而选煤厂对供电要要求较高。

关键词：选煤厂供配电设计
选煤厂对供电系统的要求,包括对供配电电压、电源进线线路方面的选择及各级配电室位置的选择,供配电系统和主要电气设备(变压器)选择,并对选煤厂电缆的选择及敷设方式进行了一系列的简述。

1选煤厂对供电系统的要求：
选煤厂属于二级负荷，供电中断会造成较大的经济损失。

因而选煤厂供电必须可靠、质量好，保证供电电源的电压和频率稳定。

此外选煤厂供配电系统的接线应力求简单、可靠、运行灵活、检修方便。

供电设备要符合工作境要求：如在有煤尘及爆炸危险场所选用防爆型电气设备，在尘埃、潮湿场所选用防水防尘电气设备。

2配电系统接线：
2.1 首先是TN接地系统供配电系统的分类是以系统中的相数和带电导体进行分类PE线的主母线比N线主母线要大的多，PE线主母线的截面按配电变压器主母线单相短路电流动热稳定要求选取。

PE线与N线应分开，其明显好处就是在工业电网上可以和家庭电网一样用上保护人身触电安全的漏电保护，这也就是TN-S接地系统的突出优点之一。

这里需要说明的是，在低压系统的漏电保护是保证人身安全的技术措施，动作时间必需在0.1秒内（指末级）这是大多数，或0.3～0.4秒（指次级）这是少数，没有生命危险，但可能因人而异有伤害。

2.2 变压器接线组与低压系统。

变压器的接线组过去一直选用YY0～12接线组中性点直接接地的三相四线制系统。

变压器的接线组现选为△Y0～11接线组是出于无奈，带来的后果是单相短路电流增大，单相短路发展成相间短路的几率大为提高，短路的后果是严重的。

过去是单相短路时怕空气开关不动作，现在是不怕它不动作，却怕它分不断，扩大成相间短路。

过去几十年来宁可选择前者而不选后者，足见后者出现的后果比前者要严重。

因此，能否考虑动力与照明分开呢？如果动力与照明分设变压器，将动力变压器的中性点经电阻接地，这样就可以消除动力系统的单相短路故障。

现在设计的660V配电系统、380V配电系统就是这么做的，[660V配电系统的变压器中性点是经电阻接地的，而380V配电系统的变压器中性点是直接接地的，不知这句话有没有歧义？]系统运行正常，尤其当动力负荷非常大，而照明负荷并不大的情况下最适合这么做。

3选煤厂对供配电电压、电源进线线路的选择：
选煤厂供电电压宜采用6kV或10kV。

当用电负荷较大或供电距离较远时，如技术经济比较合理，可采用35kv或更高等级的电压供电。

供电电源应采用双回路，并引自不同母线段，每回线路所能承担负荷不应低于全厂计算负荷的75％。

选煤厂配电电压等级应符合下列规定：6kV、lOkV用于中压设备，配电660V／380V用于动力配电，380V、220V用于照明及拓涮电源。

当选用660V 配电装置时，其变压器660V侧的中性点应经电阻接地，并辅以漏电保护装置，作为系统单相接地的保护。

电阻的选择应使系统产生的单相接地电流与所选用的漏电保护装置相配合，要兼颐其可靠性和灵活性的要求
4 选煤厂各级配电室位置的选择：
根据选煤厂—般生产工艺流程的特点，原煤的来煤到原煤仓上为一个供电系统，原煤仓下到入筛分破碎、主厂房洗选及生产辅助设施为—个供电系统，产品装车为—个供电系统。

结合工艺布配电室位置应以系统运行可靠，技术先进、经济实用为原则，在靠近负荷中心(主厂房附近)设选煤厂、主配电室，通常还在原煤仓、产品仓附近各没—个配电室。

因每个选煤厂工艺不同，故配电室布置及位置也应根据实际情况进行调整和确定。

5选煤厂供配电系统及主要电气设备(变压器)选择：
5．1供配电系统。

选煤厂电力负荷计算采用系数法，电力负荷无功功率补偿宜采用低压静电电容器组自动补偿装置，补偿后6kV、10kv母线的COSΦ不应低于095。

lOkV／6kV高压系统操作电源采用铅酸免维护直流屏，操作电压为Dc220V。

留有适量接口具有可扩展性。

并通过网络与选煤厂的工业控制网相连实现监测控制。

l 0kV ／6kv综合自动化具备三遥功能，系统主要功能为：数据实时采集与处理、统计计算、画面显示、操作闭锁、事件顺序记录及报警处理、控制功能、系统的故障诊断等。

该保护系统通过网络与选煤厂PLC相连，与其进行实时通讯并上传各种测量数据，在上位机上可进行各种保护值的设定，高压设备就地补偿，低压（660V/380V）无功功率补偿设在各自的低压配电室集中自动补偿。

6kV、10kv 电机配电装置宜采用熔断器或真空接触器回路的开关柜。

主要配电室的电气设备应有10％－15％的备用回路；并应预留1～2个盘或柜的位置。

5.2系统短路电流与主要电气设备(变压器)的选择：
宜减少变压器容量等级，其设计负荷率不宜高于85％不宜低于60％。

应选用低损耗变压器。

同一工艺系统的负荷宜由用同一台变压器。

低压系统的短路电流大小主要取决于变压器的容量及其阻抗，根据标准“GB20052-2006三相配电变压器能效限定值及节能评价值”的规定，三相10KV无励磁调压，额定容量
30KV A～1600KV A的油浸式变压器和额定容量30KV A～2500KV A干式变压器，其中的能效限定值属强制性条文。

其中额定容量30KV A～500KV A的油浸式变压器Uk%=4.0%，额定容量630～1600KV A的Uk%=4.5%：额定容量30～630KV A 的干式变压器Uk%=4.0%，额定容量630～2500KV A的油浸式变压器Uk%=6.0%：额定容量2500KV A，Uk%=6%的三相短路电流虽然超过50KA，但仔细考虑6～10KV系统容量开关触头电阻和电磁脱扣线圈等阻抗以后，三相短路电流超过50KA的不多，具有50KA分断能力的开关板的制造厂家，应该都有此类系统开关板的制造资质，安全使用应该不成问题。

5.3低压系统的无功功率补偿：
低压系统的无功功率补偿常选低压三相电容器，其电压常选400V（690V），总容量按最大负荷COSΦ补偿到COSΦ为0.95确定，问题是如何接线。

一般情况下，要考虑变压器负荷的波动范围，波动范围为最大负荷的30%，则COSΦ自动调节部分可按40%设计，其余60%是不参加调节的。

40%用于COSΦ自动调节的电容器，其投切方式可选择延时投切方式，即静态投切方式。

每组电容器接一个电容器专用接触器，由COSΦ自动装置检测供电系统的功率因素或无功功率。

COSΦ自动装置的整定值为COSΦ0.98切，设计中使用的都是容量相同的电容器组。

自动装置的12个输出继电器，分别控制一组或多组电容器。

单台电容器容量小一些，一般都能满足使用要求。

这样调节的结果，虽然最大负荷时COSΦ=0.92～0.94，但大多数情况下COSΦ>0.95，只有少数时段COSΦ<0.95.，COSΦ的平均值不会低于0.95。

电容器的投切方式还有瞬时投切方式，动态补偿方式使用半导体器件投切。

在选择设备时要根据选煤工艺系统的特殊性进行分析，结合成功的经验设计合理的配电系统。

6低压系统断路器的选择：
6.1按线路预期短路电流计算选择断路器的分断能力，断路器额定电流大于或等于线路额定电流，断路器的额定短路分断能力大于或等于线路预期短路电流。

6.2对不同位置的断路器应该有不同的要求，变压器低压侧总开关必须按Ics 选用，电动机回路可以按Icu选取，但必须留有较大的安全系数，配出线回路应该比电动机回路要高，但比总开关要低一些。

6.3 断路器上下级间的选择要遵循两个条件：一是电流选择性，二是时间选择性。

从开关设备的分断能力分析，在合理的配电半径范围内，合理的负荷率选取变压器一般不会有问题。

主要电气设备的选择，不只是断路器，还包括瓷瓶、母线及所有的低压电器元件等。

7 选煤厂电缆的选择及敷设方式：
为了达到供电安全、可靠、经济和技术合理的要求，电缆选型尤为重要。

电缆的选择：选煤厂内由各配电室引至用电设备的高压、低压电缆均采用YJv型电缆，电缆直埋敷设时，采用钢带铠装YJv22型电缆至移动设备(如电动葫芦瑚)选用Yc型橡套软电缆。

电缆敷设方式：室外部分距离较长的以电缆沟为主，距离较短的以架空桥架为主；室内部分以电缆桥架和穿镀锌管相结合的方式敷设。

结语：选煤厂供电系统应根据选煤工艺的特点，力求安全、可靠、灵活应用。

更加合理的布置配电室，电气设备选型经济实用，达到节约能源的目的。

参考文献：
［1］《工厂常用电气设备手册》编写组，中国电力出版社出版，2003，（1）.
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［4］全国电压电流等级和频率标准化技术委员会。

电压电流频率和电能质量国家标准
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