基于选煤厂的配电设计

任敏军中矿绿能(北京)工程技术有限公司

基于选煤厂的配电设计

任敏军
中矿绿能(北京)工程技术有限公司

选煤厂的供配电设计是其项目建设中的一项重要内容。文章以宁夏泰华大石头选煤厂工程为电气设计实例，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。希望对做好选煤厂电气设计具有一定的参考价值。

选煤厂；电气设计；供配电；节能

引言

从设计的角度，要做好选煤厂电气设计必须熟悉国家现行的有关规范、规程，了解工艺流程,在保证正常运行的前提下，尽量简化设计，合理的利用现有条件，减少初期投资，减少运营维护工作量具有非常重要的意义。

1　电压等级及供电方式

1.1供电电压的选择

选煤厂供电电压的选择应结合用电总容量和供电距离以及当地电网现状、用户的用电负荷性质和将来发展规划等因素综合而定。一般选用10 kV及6kV配电电压较多。

选煤厂低压配电电压等级分为380V和660V两种。国家发改委颁布的《煤炭工业节能减排工作意见》要求新建的大中型选煤厂项目要采用660V配电。大石头选煤厂6kV设备居多、且容量较大，所以采用6kV、0.69kV供电系统，高压电源引自矿井变电所6kV侧母线段。照明、控制、检修用设备采用380/220V供电。

1.2供电方式选择

放射式供电优点：（1）配电回路故障只影响单一负荷，当引出线故障时，对其余出线互不影响，供配电可靠性高。（2）控制方便。（3）负荷间的相互影响小，电能质量较高。（4）保护和自动化易于实现。

项目电源电缆选用YJV22-10kV等级线缆引至选煤厂高压配电室。高、低压系统均为单母线接线方式，经电缆放射式向各配电点及用电设备供电。

2　负荷及变压器选择

2.1负荷统计

全厂吨煤泥电耗为4.97 kW.h。在负荷计算中，选煤厂各个车间，用电负荷需用系数也有明确规定，具体数值需要参阅选煤厂设计规范。

2.2变压器选择

从投资和高效节能方面综合考虑，目前适合选煤厂的变压器是节能的S9、S11型油浸式或干式配电变压器，变压器使用时负荷率在50%-60%时能耗最小，但实际应用中，负荷率很难达到最佳状态，一般设计控制在60%-85%之间,同一工艺系统的负荷宜由同一台变压器供电。大石头选煤厂变压器选用S11系列油浸变压器，变压器安装有过流保护、电流速断保护、瓦斯保护、超温报警等保护。

3　供、配电系统

3.1节能型供配电系统

吨煤电耗是选煤厂生产成本的组成部分之一，关系着企业成本的高低，其合理控制是选煤厂经济利益最大化的体现。设计优化是选煤厂供、配电系统节能的关键所在。在此项目中，根据具体情况将变配电室设置在远离振动源并靠近负荷中心的位置；选配经济高效的电气设备等都实现了节能的效果。

3.2变、配电室的位置选择

选煤厂变、配电室的位置要结合具体场地环境，房间的出口，应通向非爆炸和无火灾危险的环境；选煤厂的原煤准备车间尽量将变配电室设在一层，如果工艺有特殊要求不得不设置在车间中间部位，并且其出口通向爆炸性粉尘环境时，就得采用在配电室加装风机强制通风等。大石头选煤厂结合自身具体环境在主厂房设变电所一座，设高、低压配电室及变压器室。承担原煤准备、主厂房、浓缩、精煤等设备的低压出线及供电。在准备车间、精煤转载点、生产、消防水池及泵房合理位置设配电点。

3.3主要电气设备及电缆选择原则

3.3.1主要电气设备

低压柜安装基础槽钢上，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，配套提供电控柜之间及其至控制电机、设备保护传感器之间的连接线缆。根据有效装箱接线资料、使用说明书进行安装与接线。按钮、控制箱挂墙安装时底边距地1.4m。

根据环境要求，主厂房选用防尘防水型电气设备，原煤系统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馈出线设两段式电流保护，速断保护为主保护，过流保护为后备保护，同时装设单相接地保护。

无功补偿可以提高功率因数，降低工程供电系统损耗，提高工厂供电系统供电效率。大石头选煤厂经过计算高压无功补偿由上级变电所统一设置，低压部分采用低压集中自动补偿方式，在变电所低压侧设置无功功率补偿装置，补偿后的功率因数在0.95以上。

3.3.2电缆选择原则

选煤厂厂房内电气线路以明敷设为主。线缆较少处采用挂钩或支架敷设，线缆较多处采用梯级式电缆桥架敷设。桥架内电力电缆总截面不超过桥架内截面的40%，并且桥架和支架均做重复可靠接地。高压电缆选用交联聚乙烯铠装电缆，低压电缆选用YJV型交联铜芯电缆。各建筑物之间电缆沿皮带廊或电缆沟敷设。

敷设时要注意以下两点：（1）电缆沿柱垂直敷设时，距离地面或楼板面1.8米以下电缆部分要穿钢管保护，钢管两端口打磨光滑,做成喇叭口。（2）电机安装位置距离地面或楼板面1.2米以上时，要求电缆距离地面或楼板面1.2米以下部分穿钢管保护。

4　防雷接地系统

选煤厂建筑属第二类防雷建筑物。沿屋顶四周敷设∅12镀锌圆钢制成接闪器,其支架高度100mm，支撑点间距小于1m，转弯处不大于0.5m。屋顶避雷连接线网格不大于10mx10m或12mx8m，并与接闪器连通。利用钢柱或柱内钢筋作为引下线，引下线上端用∅12圆钢与接闪器焊接，屋顶层上的各种金属部件均应与接闪器相接，柱下端应用不小于∅16钢筋与接地装置焊接。

所有防雷设施做防腐防锈处理，施工时应与土建专业密切配合。所有受电设备的外露可导电部分必须用保护线（PE）与电力系统的接地相连接。

5　结语

选煤厂的电气设计决不仅仅是架构的重复与修改，合理电压等级的选择，结合现场实际需要和工艺相关要求，按照现行规范和标准图集进行设计，是尤为重要的。这些是形成最终完善、节能的选煤厂电气设计必不可少的组成部分。

[1]杜焕铜.高效选煤厂的设计讨论[J].煤炭加工与综合利用.2010.

[2]邓晓阳.启林.选煤厂电气设备安装使用与维护[M].中国矿业大学出版社.2006.

[3]GB50057-2010建筑物防雷设计规范[S].机械工业部.2010.