板集矿选煤厂660 V低压配电系统应用

刘在云，刘明勇

（国投新集集团股份有限公司板集矿选煤厂，安徽 亳州236700）

能源紧张是当今世界面临的一个重要问题，其中也包括电力供应紧张。在现代化工厂建设中应最大限度地提高能源利用率，降低能耗，为此，660 V低压配电得到重视，其安全性、经济性和可靠性也进一步提高。文中详细论述了板集矿选煤厂660 V配电系统的应用。

1 660 V配用电系统介绍

国投新集板集矿选煤厂是2009年8月建成的矿井型动力选煤厂，设计年入选能力为460万吨，电气设备安装总容量为75.1 MW，全年耗电量为14.8 MkWh。

板集矿选煤厂用电设备有三个等级，即10 kV、660 V、380／220 V。功率大于200 kW的用电设备主洗入料泵和磁选尾矿泵使用10 kV电压等级电机。照明、检修、控制用电采用380／220 V电压等级。其它三相用电均采用660 V电压等级供电。电机及照明安装容量分布情况如表1。

低压配电系统采用放射式结构，在负荷集中的主洗车间厂房内设31PD室，内有4台10 kV／660 V低压变压器。该配电室向主厂房内、块精煤仓、块矸石仓等低压设备配电，并为浓缩车间配电室提供电源。另设4台型号50 kVA660 V／380 V照明变压器作为照明、检修、控制电源。在浓缩车间设61PD配电室，内部设660 V变压器，该配电室向浓缩内低压用电设备配电，另设1台照明变压器。在压滤车间设8 1PD配电室，内设1台660 V低压变压器，该配电室向压滤低压用电设备配电，另设1台同上型号的照明变压器，配电系统如图1。

表1 电机及照明安装容量分布表

图1 板集矿选煤厂配电系统图

在主洗车间附近设10 kV高压配电室，高压系统两回高压10 kV进线来自板集矿110 kV变电所不同母线，正常情况下两回电源同时工作，任一回路均能承担选煤厂100%负荷。61PD和81PD均设有备用电源，31PD低压侧母线相互之间设有母联开关。

2 板集矿选煤厂660 V配电系统应用

2.1 干式变压器的应用

板集选煤厂使用了5台环氧树脂浇注干式变压器，型号为SC10 1000／10／0.69，接法为 Dyn11，由高压配电室配电控制，干变温度保护采用DR－B10P／R具通讯功能的温控器，通过预埋在低压绕组中的Pt100热敏电阻测取温度变化值，直接显示各相绕组温度，自动控制风机运行，并有超温报警、跳闸出口到高压配电室，提高干变温控保护系统的可靠性。配有RS485计算机接口，以MODBUS通信协议与10 kV高压室上位机通讯。

变压器采用低压中性点通过1 000Ω欧姆可调电阻接地，可限制单项接地故障电流，并防止阻尼谐振过电压和间歇性电弧接地过电压，提高一级零序电流选择性保护灵敏度。接地线设有零序电流继电器，作为单项接地二级零序电流保护，输出作用于报警，防止洗煤生产中重负荷停车。

2.2 低压配电柜馈出单元

660 V配电柜采用TJJ单元分割式配电装置，并应用施耐德系列产品开关接触器，有效防止同配电柜内一个回路跳闸时，对相邻其他回路柜内元器件的影响，提高分断灭弧能力。配电馈出电缆采用架空敷设，降低电缆对地电容。低压配电柜馈出形式主要分三种：

（1）经断路器直接馈出单元，断路器作相间短路保护、过载，应用漏电继电器作零序保护，故障信号出口直接作用于断路器QL跳闸。其主要应用于2.5 kW以下阀门、排水泵等小功率设备配电。

（2）经断路器、接触器馈出单元，断路器作相间短路保护、智能保护器作缺项、过载、零序保护，故障信号出口作用接触器KM控制回路，接触器KM跳电。其主要应用于选煤厂2.5 kW以上设备配电。

（3）经变频器馈出单元，变频器选用施耐德ATV71系列，自身具有安全的保护系统设计。其主要应用于大于15 kW的泵类及运输设备。

2.3 低压配电柜并联电容器集中补偿

电容器应用ABB公司型号为CLMD63干式电容器，串联电抗器以减小投切过程中的涌流，并联避雷器和保护电容器免受高压冲击，采用ABB公司的RVC系列无功补偿控制器，根据无功负荷变动情况实时进行补偿。全厂设计自然功率因数为0.72，补偿后的功率因数稳定到0.9以上。

2.4 变频器应用

对于大于15 kW的泵类及运输设备（带式输送机、刮板输送机），为调速节能需要，板集矿选煤厂共安装了施耐德Altivar71系列660 V电压等级的变频器40台套。

2.5 板集矿选煤厂660 V配电系统应用特点

（1）全厂基本实现了660 V配电。660 V电压等级设备安装容量达57.6 MW，占全厂设备安装容量的76.70%。该供电系统灵活可靠，保证浓缩机等关键设备不间断运行；可灵活调整电力变压器投入数量，以符合经济负荷率的要求，降低系统能耗。

（2）选用设备节能环保。环氧树脂浇注干式变压器和干式电容器均无液体，不会产生渗漏污染环境，节约了大量维护费用。变频器的大量使用对节能降耗同样有着重要意义。

（3）配电系统安全可靠。板集矿选煤厂是变压器中性点高阻接地，所有设备均可靠接地（IT接地系统），并有单台设备零序电流和变压器中心点零序电流两级保护，保证了人身设备安全和生产的可持续性。

（4）配电系统信息化管理。CDP－M10电机智能保护器及干变温控器均配有RS485计算机接口，以MODBUS从站规约与上位机通讯，可方便地对各单台设备进行参数设置、监视、分析统计，为全厂信息化提供了物质基础。

3 结束语

因为调速节能的变频器设备大量使用，变频器所产生的干扰对电子产品如工业电视系统、电机智能保护设备等易造成影响，所以抑制干扰源，提高抗干扰能力是今后产品发展的一个重要课题。低压配电设备发展日趋成熟，低压配电控制有望全面纳入工厂一体化控制范围，从而实现对低压配电的监测控制和参数设置，进一步提高其安全可靠性和管理信息化。文献［3］提出了660 V供配电特点：（1）减少降低电网投资约60～80元／kW（工作容量）。（2）减少电网损耗约1.5%～4%。（3）节约有色金属约40%～50%。因此，660 V供配电已经非常成熟，应大力推广使用。

［1］彭 勇、常文平.企业供用电技术［M］.郑州：河南科学技术出版社，2010.

［2］顾永辉.工矿企业660 V供电［M］.北京：煤炭工业出版社，1996.

［3］任元会.工业与民用电设计手册［S］.北京：中国电力出版社，2005.