35kV变电站的增容改造

2014-03-21

中国设备工程 2014年4期

关键词：母排选线微机

（河北钢铁集团矿业有限公司石人沟铁矿，河北唐山 064200）

35kV变电站的增容改造

郭子林，温占国，王铭，唐国茹

（河北钢铁集团矿业有限公司石人沟铁矿，河北唐山 064200）

为满足矿山生产的需要，对矿山变电站进行了增容改造，并在系统中加入了微机综合保护装置、小电流接地选线装置、五防模拟操作屏，在提高供电能力的同时，也提高了供电的可靠性和安全性。

变电站；增容；优化设计；可靠性；安全性

一、变电站增容改造的必要性

河北钢铁集团矿业有限公司石人沟铁矿年生产铁精粉60万t，配套变电站始建于1973年，属于用户型终端变电站。原主变容量为2×6．3MVA，双回35kV电源均引自苏家洼110kV变电站不同母线段，采用LGJ-240/40型钢芯铝绞线。6kV为单母线分段接线，32回线，配电装置为具有五防功能的GG-1A型固定式开关柜，开关为户内ZN28-12型真空断路器，二次回路采用继电保护装置。

随着石人沟铁矿采矿由露天转井下，及井下开采能力的大幅提升，于2007年开始进行三期工程采选技改项目，需新增负荷7MVA，技改项目实施完毕后，负荷将达到16MVA，其中一级负荷10MVA，原变电站主变的容量2×6．3MVA已无法满足矿山供电需要，且原保护装置为继电保护，维护调试困难、动作可靠性差、保护性能低，频繁出现拒动和越级跳闸的现象。从电力供应和安全运行的角度考虑，必须对35kV变电站进行增容及系统升级改造。

二、改造方案

2台主变增容至2×12．5MVA，更换主变高压侧SF6断路器；更换6kV母排及穿墙套管等各种附件；更换电容器组，由2×1．8Mvar更换为2×3Mvar；在原配电柜上进行改造，将电磁继电保护装置更换为微机综合保护装置，增设小电流接地选线装置，微机“五防”软件和智能操作票专家系统；更换站内所有小母线，包括合闸母线、控制母线、交流母线和PT母线。

三、改造施工

1．严格控制危险源

由于35kV变电站增容改造施工过程需要在变电站运行中进行，必须考虑诸多安全注意事项。在施工时首先由石人沟铁矿技术人员与施工单位进行了安全技术交底，明确带电位置；其次在施工过程中，针对每天的施工任务进行安全危险源、危险点分析，并通知到每一个施工人员，并配有专职安全人员进行监护；最后需要严格执行动火制度，配备好足够数量的灭火器。通过安全措施的严格执行，使得整个改造过程中未发生任何事故，保证了安全施工。

2．优化设计施工方案

由于石人沟铁矿为地下开采矿山，井下涌水量较大，最深部-405m水仓只能坚持6h不排水，为减少停电时间，对施工方案进行了多次优化，最终只用了4h的停电时间就完成了1台主变的改造。

在设计方面，原变电站6kV配电柜为带有五防功能的GG-1A（F）II型固定式开关柜，真空断路器及操作机构运行比较稳定，只是二次保护装置为电磁继电保护装置，故障率较高、维护调试困难。针对变电站实际情况，只对原配电柜的二次设备进行了更换，安装了微机综合保护装置、数显电流表、温度控制仪和电子式多功能电度表。

在施工方面，由于室内6kV母排全部需要更换，所以肯定涉及到全矿停电，为保证井下排水及生产的正常进行，首先将井下水仓的水抽干，然后将井下排水和高压出线柜与原6kV母排的连接拆除，利用临时高压电缆连接到2#6 300kVA主变，用2#主变供电，担负井下排水和生产任务，与此同时更换1#主变压器。在全矿仅停电4h的情况下，完成1#主变的更换、6kV母排、室内穿墙套管及新增5面高压柜的安装等工作。最后1#主变调试完毕送电成功后，再停2#主变，解除临时电缆恢复母排连接，利用更换好的1#12 500kVA主变为全矿负荷供电。整个改造过程通过科学调配，缩短了工程改造时间，保障了井下排水及生产的正常进行。

3．提高功率因数

原6kV侧集中设置了电力电容器组进行无功功率补偿，补偿容量为2×1．8Mvar，变电站实际运行时负荷为9MVA，所有电容器全部投入后，功率因数维持在0．85～0．93之间，由于补偿不足，经常被扣款。改造后补偿容量增至2×3Mvar，功率因数维持在0．95～0．99之间，使功率因数提高了0．1，降低了无功消耗，节省了电能。

4．提高安全运行系数

改造后，系统配备了微机综合保护装置，测量精度高，动作准确、灵敏，整定值设定方便，且可以提供故障发生前后的参数及音响报警，减少故障处理时间，提高了供电系统的可靠性。

此外，原供电系统没有安装接地选线装置，每次发现系统接地后，处理时间长，存在安全隐患。改造后对各路出线安装了零序电流互感器，并安装了小电流接地选线装置，当系统出现接地时，通过零序电流和小电流接地选线装置就能准确无误的判断是那一路出线接地，从而迅速地拉开故障出线柜，切除故障点，不仅避免了大范围停电对生产的影响，而且处理时间短。

在日常操作方面，为进一步规范值班人员的操作，保证安全停送电，此次改造安装了防误模拟操作屏，值班人员须先开操作票，然后在模拟屏上操作完毕，方可拿着解锁钥匙去现场进行操作，若模拟出现错误，实际操作时无法解锁，提高了安全系数。

5．更换低压母线

改造前，电缆沟内走线混乱，使用过程中频繁出现接地现象。此次改造，对所有低压母线进行了更新，同时将电缆沟里没用的电缆和二次线都进行了清理，为二次回路的正常稳定运行打下了基础。