矿井空压机房内变压器的选择

程嬛++李江

摘要： 矿井空压机房内设10kV变配电设备为空气压缩机和空压机房周边单体建筑配电，结合母线电压、电动机电压波动计算以及变压器负荷率、过载能力的计算，合理确定变压器容量。

关键词：母线电压；电动机电压波动计算；负荷率；过载能力

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.11.145

0引言

一般中型矿井空压机房设备容量较大且为低压配电，空压机房的布置宜靠近用风负荷中心。矿井主变电所布置在用电负荷中心，若与用风负荷中心相距较远，这种大容量低压设备就要考虑高压送电，在空压机房内设10kV变配电所，经变压器降压后给空压设备供电。考虑供电方案的合理性并结合技术经济等因素，可将空压机房内的10kV变电所作为区域变电所，为距矿井主变电所较远的空压机房的周围单体供电，提高供电可靠性，节省线缆投资，且降低了线缆压降损耗。

1矿井空压机房10kV变电所

1.110kV变电所简介

变电所与空压机房联健，设有高低压配电配电室，主接线形式采用线路变压器组。该所内设有两台高压配电柜，两台SGB13型干式变压器、若干台GCS型低压配电柜。

1.2空压机房10kV供配电系统

根据《煤炭工业矿井设计规范》负荷等级划分，矿井空压机属于二级负荷，应采用双回电源供电。高压侧采用线路变压器组，低压侧采用单母线分段形式。低压配出除给空压机设备配电外，还供给空压机房周边单体建筑配电，如矿井机修间、坑木加工房、矿灯房、矿井水处理等。变电所内变压器容量除应考虑空压机设备负荷外还应计入其他单体的用电负荷。

210kV变电所变压器的选择

该所变压器为一个区域的配电变压器，空压机设备负荷一般较大，要通过变压器负荷率、过载能力计算和母线电压、电动机电压波动计算来确定变压器的容量，具体可通过一个实例进行说明。

2.1变压器负荷率、过载能力计算

空压机房10kV变电所低压侧采用单母线分段形式，两台配电变压器同时工作并列运行，低压母线两段均带有一台空压机设备和其他用电负荷，且两段所带负荷容量基本一致，所以参考其中一段的计算即可，这里选择I段母线作为计算参考。

空压机房10kV变电所的I段母线接线图和等效电路图见图1。该配电系统的已知条件如下：系统短路容量Sk=20MVA，变压器容量SrT=1MVA，XT=006；变压器至低压配电屏的密集式母线l1=8m；低压配电屏至空压机的线路l2=50m，线缆为2根YJV-06/13×150+1×95交联聚氯乙烯电缆；空压机M的技术参数：PrM=250kW，IrM=0.447kA；电动机Y-△起动电流Ist=1.67IrM=0.746kA；低压母线上所带的其他用电负荷Pfh=410kW，COSΦ=0.85。

根据I段母线所带负荷的用电负荷计算表，配电变压器容量为0.8MVA时，变压器负荷率为0.84%，变压器低压侧的额定电流为1.154kVA。配电变压器容量为1MVA时，变压器负荷率为0.67%，变压器低压侧的额定电流为1.443kVA；变压器容量为125MVA时，变压器负荷率为0.54%，变压器低压侧的额定电流为1.804kVA。两个变压器的负荷率均满足要求，但容量为0.8MVA的变压器负荷率偏高，125MVA的变压器负荷率偏低。考虑到煤矿后期改扩建的可能性，负荷率较高的变压器不予考虑，那么选择1MVA还是1.25MVA变压器还要校验一下变压器对于空压机起动时的过载能力。

变压器低压侧母线除带空压机外还有其他用电负荷，在考虑一台空压机起动时的尖峰电流Ijf=KstIrM+IC（IC为除起动电动机以外的配电线路计算电流，A）=1.479kA。SGB13型干式变压器可以连续带1.05倍的满载负荷，<20分钟带1.1倍的满载负荷，<20秒带1.25倍的满载负荷；空压机的起动时间一般为15-20S，所以1MVA和1.25MVA变压器均可满足过载要求，在这种情况下选择1MVA容量的变压器是经济合理的，在下文中针对该容量的变压器进行母线电压、电动机电压波动计算以进一步校验变压器的合理性。