（河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司石人溝鐵礦，河北 唐山 064200）

35kV變電站的增容改造

郭子林，溫占國(guó)，王 銘，唐國(guó)茹

（河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司石人溝鐵礦，河北 唐山 064200）

為滿足礦山生產(chǎn)的需要，對(duì)礦山變電站進(jìn)行了增容改造，并在系統(tǒng)中加入了微機(jī)綜合保護(hù)裝置、小電流接地選線裝置、五防模擬操作屏，在提高供電能力的同時(shí)，也提高了供電的可靠性和安全性。

變電站；增容；優(yōu)化設(shè)計(jì)；可靠性；安全性

一、變電站增容改造的必要性

河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司石人溝鐵礦年生產(chǎn)鐵精粉60萬t，配套變電站始建于1973年，屬于用戶型終端變電站。原主變?nèi)萘繛?×6．3MVA，雙回35kV電源均引自蘇家洼110kV變電站不同母線段，采用LGJ-240/40型鋼芯鋁絞線。6kV為單母線分段接線，32回線，配電裝置為具有五防功能的GG-1A型固定式開關(guān)柜，開關(guān)為戶內(nèi)ZN28-12型真空斷路器，二次回路采用繼電保護(hù)裝置。

隨著石人溝鐵礦采礦由露天轉(zhuǎn)井下，及井下開采能力的大幅提升，于2007年開始進(jìn)行三期工程采選技改項(xiàng)目，需新增負(fù)荷7MVA，技改項(xiàng)目實(shí)施完畢后，負(fù)荷將達(dá)到16MVA，其中一級(jí)負(fù)荷10MVA，原變電站主變的容量2×6．3MVA已無法滿足礦山供電需要，且原保護(hù)裝置為繼電保護(hù)，維護(hù)調(diào)試?yán)щy、動(dòng)作可靠性差、保護(hù)性能低，頻繁出現(xiàn)拒動(dòng)和越級(jí)跳閘的現(xiàn)象。從電力供應(yīng)和安全運(yùn)行的角度考慮，必須對(duì)35kV變電站進(jìn)行增容及系統(tǒng)升級(jí)改造。

二、改造方案

2臺(tái)主變?cè)鋈葜?×12．5MVA，更換主變高壓側(cè)SF6斷路器；更換6kV母排及穿墻套管等各種附件；更換電容器組，由2×1．8Mvar更換為2×3Mvar；在原配電柜上進(jìn)行改造，將電磁繼電保護(hù)裝置更換為微機(jī)綜合保護(hù)裝置，增設(shè)小電流接地選線裝置，微機(jī)“五防”軟件和智能操作票專家系統(tǒng)；更換站內(nèi)所有小母線，包括合閘母線、控制母線、交流母線和PT母線。

三、改造施工

1．嚴(yán)格控制危險(xiǎn)源

由于35kV變電站增容改造施工過程需要在變電站運(yùn)行中進(jìn)行，必須考慮諸多安全注意事項(xiàng)。在施工時(shí)首先由石人溝鐵礦技術(shù)人員與施工單位進(jìn)行了安全技術(shù)交底，明確帶電位置；其次在施工過程中，針對(duì)每天的施工任務(wù)進(jìn)行安全危險(xiǎn)源、危險(xiǎn)點(diǎn)分析，并通知到每一個(gè)施工人員，并配有專職安全人員進(jìn)行監(jiān)護(hù)；最后需要嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)火制度，配備好足夠數(shù)量的滅火器。通過安全措施的嚴(yán)格執(zhí)行，使得整個(gè)改造過程中未發(fā)生任何事故，保證了安全施工。

2．優(yōu)化設(shè)計(jì)施工方案

由于石人溝鐵礦為地下開采礦山，井下涌水量較大，最深部-405m水倉(cāng)只能堅(jiān)持6h不排水，為減少停電時(shí)間，對(duì)施工方案進(jìn)行了多次優(yōu)化，最終只用了4h的停電時(shí)間就完成了1臺(tái)主變的改造。

在設(shè)計(jì)方面，原變電站6kV配電柜為帶有五防功能的GG-1A（F）II型固定式開關(guān)柜，真空斷路器及操作機(jī)構(gòu)運(yùn)行比較穩(wěn)定，只是二次保護(hù)裝置為電磁繼電保護(hù)裝置，故障率較高、維護(hù)調(diào)試?yán)щy。針對(duì)變電站實(shí)際情況，只對(duì)原配電柜的二次設(shè)備進(jìn)行了更換，安裝了微機(jī)綜合保護(hù)裝置、數(shù)顯電流表、溫度控制儀和電子式多功能電度表。

在施工方面，由于室內(nèi)6kV母排全部需要更換，所以肯定涉及到全礦停電，為保證井下排水及生產(chǎn)的正常進(jìn)行，首先將井下水倉(cāng)的水抽干，然后將井下排水和高壓出線柜與原6kV母排的連接拆除，利用臨時(shí)高壓電纜連接到2#6 300kVA主變，用2#主變供電，擔(dān)負(fù)井下排水和生產(chǎn)任務(wù)，與此同時(shí)更換1#主變壓器。在全礦僅停電4h的情況下，完成1#主變的更換、6kV母排、室內(nèi)穿墻套管及新增5面高壓柜的安裝等工作。最后1#主變調(diào)試完畢送電成功后，再停2#主變，解除臨時(shí)電纜恢復(fù)母排連接，利用更換好的1#12 500kVA主變?yōu)槿V負(fù)荷供電。整個(gè)改造過程通過科學(xué)調(diào)配，縮短了工程改造時(shí)間，保障了井下排水及生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3．提高功率因數(shù)

原6kV側(cè)集中設(shè)置了電力電容器組進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為2×1．8Mvar，變電站實(shí)際運(yùn)行時(shí)負(fù)荷為9MVA，所有電容器全部投入后，功率因數(shù)維持在0．85～0．93之間，由于補(bǔ)償不足，經(jīng)常被扣款。改造后補(bǔ)償容量增至2×3Mvar，功率因數(shù)維持在0．95～0．99之間，使功率因數(shù)提高了0．1，降低了無功消耗，節(jié)省了電能。

4．提高安全運(yùn)行系數(shù)

改造后，系統(tǒng)配備了微機(jī)綜合保護(hù)裝置，測(cè)量精度高，動(dòng)作準(zhǔn)確、靈敏，整定值設(shè)定方便，且可以提供故障發(fā)生前后的參數(shù)及音響報(bào)警，減少故障處理時(shí)間，提高了供電系統(tǒng)的可靠性。

此外，原供電系統(tǒng)沒有安裝接地選線裝置，每次發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)接地后，處理時(shí)間長(zhǎng)，存在安全隱患。改造后對(duì)各路出線安裝了零序電流互感器，并安裝了小電流接地選線裝置，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)接地時(shí)，通過零序電流和小電流接地選線裝置就能準(zhǔn)確無誤的判斷是那一路出線接地，從而迅速地拉開故障出線柜，切除故障點(diǎn)，不僅避免了大范圍停電對(duì)生產(chǎn)的影響，而且處理時(shí)間短。

在日常操作方面，為進(jìn)一步規(guī)范值班人員的操作，保證安全停送電，此次改造安裝了防誤模擬操作屏，值班人員須先開操作票，然后在模擬屏上操作完畢，方可拿著解鎖鑰匙去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作，若模擬出現(xiàn)錯(cuò)誤，實(shí)際操作時(shí)無法解鎖，提高了安全系數(shù)。

5．更換低壓母線

改造前，電纜溝內(nèi)走線混亂，使用過程中頻繁出現(xiàn)接地現(xiàn)象。此次改造，對(duì)所有低壓母線進(jìn)行了更新，同時(shí)將電纜溝里沒用的電纜和二次線都進(jìn)行了清理，為二次回路的正常穩(wěn)定運(yùn)行打下了基礎(chǔ)。

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