线路自动调压器在宏亚煤矿的应用

2016-01-31 01:40陈银田

采矿与岩层控制工程学报 2015年6期

陈银田

(天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京 100013)

线路自动调压器在宏亚煤矿的应用

陈银田

(天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京 100013)

[摘要]针对宏亚煤矿输电线路压降大的问题，通过分析煤矿常用供电方案的优缺点，提出了采用线路自动调压器的解决方案：采用10kV线路自动调压器，实现自动调压，电压调整范围为-5%～+15%。并给出了线路自动调压器应用于煤矿的原则性供电方案。

[关键词]自动调压器；线路压降；供电方案

Application of Line Automatic Voltage Regulator in Hongya Colliery

[引用格式]陈银田.线路自动调压器在宏亚煤矿的应用[J].煤矿开采，2015，20(6)：47-48.

1问题的提出

宏亚煤矿生产规模为1.20Mt/a。根据当地电业部门批复，宏亚煤矿的电源由纳林庙35kV变电站提供，供电电压为10kV。纳林庙35kV变电站距离宏亚煤矿工业场地约4km。根据上述条件考虑了2个供电方案。

方案1采用35kV电压等级，宏亚煤矿新建35kV 变电所，配置2台35kV主变压器(变压器容量8000kVA)。技术方面的优点为线路压降小，仅1.06%；缺点为纳林庙35kV变电站需要改造，供电部门倾向10kV供电，协调难度大，线路管理复杂。从经济方面看运行成本低，但初期投资高(较方案2增加约600万)，维护成本高。

方案2采用10kV电压等级，宏亚煤矿新建10kV 变电所，配置2台10kV隔离变压器(变压器容量8000kVA)。技术方面的优点为线路管理简单，实施简单，无需再协调；缺点为线路压降大，达7.73%，隔离变压器调压范围±5%，不能弥补线路压降。从经济方面看初期投资低，维护成本低；但线损大，运行成本高。

根据上述分析比较，方案1投资高，实现难度大，35kV电源短期内难以解决；方案2投资较少，但是线路压降大，也不理想。同时，纳林庙35kV变电站主变电所未实施有载调压，电压波动较大，最大实际压降会超过7.73%，甚至达到10%，需要采取升压措施。

上述2个方案是煤矿常用的供电方案，但在宏亚煤矿都不合理。工程实际要求提出新的供电方案，解决宏亚煤矿面临的问题。通过调研，决定采用10kV线路自动调压器，该装置虽然在煤炭行业没有应用，但在电力行业已有成功应用。该装置可实现自动调压，电压调整范围为-5%～+15%，可以满足宏亚煤矿需要。

2线路自动调压器的工作原理

2.1线路自动调压器的作用

自动调压器是一种专门为调整线路电压而设计的装置，它串接在供电线路中，可以自动调整电压，使线路电压满足要求。装置是由电压控制的自动升压、自动降压的三相有载分接调压自耦变压器和控制器组成。有载自耦调压变压器为装置的执行部分，根据控制器给出的信号调整输出电压；控制器能够随负荷大小跟踪线路电压，并向执行机构发出调整信号。装置可以自动调整变压器变比来保证在输入电压发生变化时保持输出电压恒定；当输出电压降低或升高时，调压控制器控制分接开关升高或降低档位，调压器运行在升压或降压状态；当电网电压与调压器的额定输出电压整定值相近时，调压器处于最低档，这时调压器绕组接近于直通状态，损耗很小，从而达到节能的目的。调压过程既可以由专门设计的控制器控制，也能在必要时采用人工手动控制。

2.2自动调压器的工作原理

自动调压器的基本原理是通过测量输电线路(装置装设点)的电压值、电流值，经过装置内部的补偿器(补偿器是由电阻及电抗组成电子线路)生成一个电压偏移量，通过装置内部的比较控制器(比较控制器由电子线路构成)比较偏移量的大小，如偏移量超预设的动作值，比较控制器经一定延时后作用于执行继电器，控制有载调压器分接头动作，从而调整线路电压。

控制器的测量功能是通过调压器内部的电压互感器、电流互感器来实现的。电压互感器除用于测量装置负荷侧电压外，还向控制设备提供工作电源。两相电流互感器用于测量负荷工作电流。

调压器本体部分为自耦变压器，具有可调整的分接头。调压器共设有9个分接头，相邻分接头间的线圈匝数为总匝数的2.5%(即电压调整范围为2.5%)，总的电压调整范围为-5%～+15%。输电线路的接入方法：电源侧(一次侧)接在变压器可调分接头上；负荷侧(二次侧)接在变压器的主线圈上。

3宏亚煤矿基于线路自动调压器的供电方案

基于线路自动调压器，提出了宏亚煤矿新的供电方案，即方案3。方案3采用10kV电压等级，宏亚煤矿新建10kV 变电所，配置2台10kV线路自动调压器(调压器容量8000kVA)。

因为方案3与方案2技术条件类似，可比性较大，因此对方案3与方案2进行比较。方案3较方案2的技术优点为调压器负荷侧电压符合要求(±5%)；经济方面的优点为初期投资低。而方案2较方案3的技术缺点为隔离变压器负荷侧电压不符合要求(-15%～5%)；经济方面的缺点为初期投资高，较方案3增加约150万元。方案3的技术、经济指标均优于方案2，故确定采用方案3。

宏亚煤矿10kV变电所于2011年4月建成投运后，由于纳林庙35kV变电站电压不稳及线路压损，调压器电源侧电压波动范围为9.05~9.60kV，调压器运行稳定可靠，自动将负荷侧电压控制在10.25~10.5kV之间，符合规范要求，为煤矿稳定、安全运行提供了保障。

4线路自动调压器在煤矿的推广应用

一些中小型煤矿，由于位置比较偏远，当地电业部门只能提供10kV电源。由于远离中心变电所，10kV送电线路压降较大，压降达到7%~20%。如何解决10kV送电线路压降，是这些煤矿面临的共性问题。

选择线路自动调压器，可以使线路末端电压上升15%~20%，解决10kV送电线路的压降问题。

根据电源的重要程度(是否是煤矿主要电源)，考虑2个设计方案。

方案1若需调压电源为煤矿主要电源，则在自动调压器电源侧(输入侧)、负荷侧(输出侧)均设置母线，并在自动调压器电源侧、负荷侧设置保护断路器，见图1。