摘要：选煤厂建设中的一项重要内容就是供配电设计，文章以霍州煤电集团李雅庄矿选煤厂技术改造工程为电系统设计实例,在利用现有条件的基础上,重点介绍电源及供电方式、负荷及变压器选择、供配电系统、防雷接地系统等几方面的具体设计过程。希望对做好选煤厂配电系统提供一些帮助。
关键词：选煤厂；配电设计
中图分类号：TD94 文献标识码：A
引言
随着现代化工业的发展，为了满足市场需求，节能减排，合理、有效的利用煤炭资源，大量选煤厂、储配煤中心的建设变得非常重要。选煤厂机械化程度比较高，由于工艺精度、节能减排、密度控制调节等要求，以及其供电电压比较适宜选用电压为0.66kV的特点，0.66kV变频器在大到185~710kW的介质泵、带式输送机，小到2.2kW的给煤机在选煤厂的建设上均得到了广泛的应用。本文主要就低压0.66kV变频器在选煤厂供配电亚及控制设计时的常用做法进行探讨。
1、变配电的重要性分析
在人们的日常生活中，电能的应有在各行各业都非常重要。变配电所是电力系统的重要组成部分，其主要由开关控制设备和变压器组成，是高压供电的电能重要转换场所，变压器可以将高电压转换成生活用的低电压，也可以转换成各大厂区需要用的各种等级电压，同时进行着电能的不断交换，以此来稳定正常电力系统的运转。在选煤厂电力系统的用电量非常大，必须在其中设立变配电所，避免出现电压不稳的问题，有利于保障选煤厂电气设备的安全运行，以及维护电力系统的稳定性发展，促进选煤厂得到整体发展与进步。
2、电压等级及供电方式
2.1、供电电压的选择
选煤厂供电电压的选择都是根据选煤厂用电总容量和现有电源供电情况以及当地供电网现状来确定符合选煤厂自用的电压等级和电路。大部分的选煤厂的电源都取用距离最近的地面变电所，这种情况下，选用10kV及6kV电能取地面变电所两段不同的母线，使用电缆引进选煤厂自己的配电室，电缆可以架空、也可以用铠装直埋或敷设的方式。大多选煤厂的电压等级一般分为380V和660V两种，新建的大中型选煤厂项目可以根据国家对节能减排的要求选择适合自己定位配电电压，旧的选煤厂也可以根据国家要求重新改造选煤厂的配电电压。大石头选煤厂高压电动机设备居多、且容量较大,所以采用6kv、069kv供配电系统。
2.2、供电方式选择
(1)配电回路中当引出线出现故障时,对其他基本不影响,供配电可以正常运转，电源电压供配电控制比较方便。(2)保护和自动化易于实现有效的保证电气化正常运转。项目电源电缆一般选用YVJ22一10kV等级线缆将高压电引至选煤厂自己的配电室，选用符合选煤厂自身特性的接线方式,向各配电点和各设备设施进行供配电。
3、选煤厂的配电分析
3.1、小功率变频器的配电
随着配电柜小功率变频器的发展，抽屉式开关柜以标准模块设计、结构通用性强、组装灵活、拆装更换方便等优点逐渐在选煤厂低压配电设计时较多地被采用，以下以MNS抽屉式开关柜为例进行探讨。选煤厂采用低压变频器主要分为几个功率段，30kW及以下，分别是用于储煤场地道、原煤仓、精煤仓、受煤坑的给煤机、主厂房浅槽分选机、TBS顶水泵等设备上，外形尺寸大概值为820×270×400(H×W×D)mm，MNS柜体尺寸主要为2200×800（1000）×800（1000）(H×W×D)mm（深度D为1000mm时一般是出线方式为上进上出方式）。在选煤厂设计中，把三台30kW及以下功率变频器安装在同一MNS柜体内，成品字型排列，在满足变频器安全距离的情况下，能有效地节省空间。一次图如图1中Ⅰ型接线所示（贵州林华矿业有限公司0.9Mt/a选煤厂），变频器上方的断路器、接触器等设备均是固定安装，整个开关柜没有设计总的刀熔开关或断路器。如图1Ⅱ型接线,变频器上方的断路器等元器件按照普通抽屉进行设计，三台变频器安装方式不变，这样，当检修任何一台变频器时，只需将其所对应抽屉拉开即可。
图1 30kW及以下装设在MNS柜
3.2、变、配电室的位置选择
选煤厂变、配电室的合理位置要结合厂房总体布局,尽量靠近主厂区用电量大的车间、要处于污染的上风口、避开有易燃易爆和有火灾危险的环境;还要避开西晒，防止夏天太阳大时散热条件不达标，对配电站造成影响；变配电室还要看交通环境和地质环境选择，以防以后厂房会扩建和发展。选煤厂的配电室一般不会距离车间太近，如果因为作业的特殊要求必须距离车间很近，并且环境有危险性的粉尘，选煤厂必须根据安全规定给配电室周围加装通风系统，防止出现意外。大石头选煤厂结合自身具体环境在主厂房设置变电所,设高、浓缩、精煤等设备的低压出线及供配电。
3.3、避雷设备的基础上保护电缆线路
选煤厂的电压是沿着架空线路侵入到电缆线路之中，电缆不容易遭到雷击的侵害，这就需要给电缆安装避雷器来保护。避雷针、避雷设备在变配电所防雷保护过程中发挥着非常重要的作用，但是在使用过程中，由于受到外界自然因素的影响，避雷设备会出现老化的情况，为了有效解决这一问题，就需要将避雷设备的电压与被保护设备耐受电压之间保持一定的距离，减轻避雷器的老化。
3.4、主要电气设备及电缆选择原则
3.4.1、主要电气设备
低压柜是安装基础槽钢上,采用螺栓固定;基础槽钢与预埋的钢板进行焊接;电动葫芦、压滤机、卧式离心机等设备均配套电控柜,配套电控柜有配套的连接线缆，只需要根据装箱接线资料、使用说明书进行安装与接线，按钮、控制箱在安装时距离地面14m。选煤厂根据自身环境要求,选择适合自己的主厂房选用适合自己的电气设备。如果车间的粉尘和水多的环境，就选用防尘防水型电气设备,如果有易燃易爆物的话，就选用防爆型电气设备。高压开关柜满足五防要求,配置真空断路器,柜内设微机综保单元,6kV馈出线设速断保护为主的两段式电流保护,过流保护为后备保护,同时装设单相接地保护。
3.4.2、电缆选择原则
选煤厂作业要以达到供电安全、可靠、经济和技术合理为目的,芯线应该按相关规范规定选择;电缆不管是在在厂房内明敷或是沿电缆构敷设时,应采用符合标准的全塑电缆(VV型);电缆如果是在室外埋地敷设时,就必须使用符合标准的钢带铠装全塑电缆(VV22型)。各建筑物之间电缆沿皮带廊或电缆沟敷设要注意以下两点:(l)电缆沿柱垂直敷设时,距离地面或楼板面1.8米以下的电缆部分要穿钢管保护,钢管两端口打磨光滑,做成喇叭口形状。(2)电机安装位置距离地面或楼板面12米以上时,要求电缆距离地面或楼板面12米以下部分有穿钢管保护。
结束语
选煤厂的电气设计决不仅仅是架构的重复与修改,合理电压等级，电线电缆的保护，作业中电气设备的选择，电配电室的位置选择，线缆选用的原则问题，还要结合选煤厂的作业环境，按照相关的规范规定合理进行设计。
参考文献：
[1]程富华.选煤厂供配电系统设计浅析[J].科技风,2015(18):47.
论文作者:靳学永
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/27
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