任敏軍中礦綠能(北京)工程技術(shù)有限公司

基于選煤廠的配電設(shè)計

任敏軍
中礦綠能(北京)工程技術(shù)有限公司

選煤廠的供配電設(shè)計是其項目建設(shè)中的一項重要內(nèi)容。文章以寧夏泰華大石頭選煤廠工程為電氣設(shè)計實例，在利用現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，重點介紹電源及供電方式、負(fù)荷及變壓器選擇、供配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)等幾方面的具體設(shè)計過程。希望對做好選煤廠電氣設(shè)計具有一定的參考價值。

選煤廠；電氣設(shè)計；供配電；節(jié)能

引言

從設(shè)計的角度，要做好選煤廠電氣設(shè)計必須熟悉國家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范、規(guī)程，了解工藝流程,在保證正常運行的前提下，盡量簡化設(shè)計，合理的利用現(xiàn)有條件，減少初期投資，減少運營維護(hù)工作量具有非常重要的意義。

1　電壓等級及供電方式

1.1供電電壓的選擇

選煤廠供電電壓的選擇應(yīng)結(jié)合用電總?cè)萘亢凸╇娋嚯x以及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)現(xiàn)狀、用戶的用電負(fù)荷性質(zhì)和將來發(fā)展規(guī)劃等因素綜合而定。一般選用10 kV及6kV配電電壓較多。

選煤廠低壓配電電壓等級分為380V和660V兩種。國家發(fā)改委頒布的《煤炭工業(yè)節(jié)能減排工作意見》要求新建的大中型選煤廠項目要采用660V配電。大石頭選煤廠6kV設(shè)備居多、且容量較大，所以采用6kV、0.69kV供電系統(tǒng)，高壓電源引自礦井變電所6kV側(cè)母線段。照明、控制、檢修用設(shè)備采用380/220V供電。

1.2供電方式選擇

放射式供電優(yōu)點：（1）配電回路故障只影響單一負(fù)荷，當(dāng)引出線故障時，對其余出線互不影響，供配電可靠性高。（2）控制方便。（3）負(fù)荷間的相互影響小，電能質(zhì)量較高。（4）保護(hù)和自動化易于實現(xiàn)。

項目電源電纜選用YJV22-10kV等級線纜引至選煤廠高壓配電室。高、低壓系統(tǒng)均為單母線接線方式，經(jīng)電纜放射式向各配電點及用電設(shè)備供電。

2　負(fù)荷及變壓器選擇

2.1負(fù)荷統(tǒng)計

全廠噸煤泥電耗為4.97 kW.h。在負(fù)荷計算中，選煤廠各個車間，用電負(fù)荷需用系數(shù)也有明確規(guī)定，具體數(shù)值需要參閱選煤廠設(shè)計規(guī)范。

2.2變壓器選擇

從投資和高效節(jié)能方面綜合考慮，目前適合選煤廠的變壓器是節(jié)能的S9、S11型油浸式或干式配電變壓器，變壓器使用時負(fù)荷率在50%-60%時能耗最小，但實際應(yīng)用中，負(fù)荷率很難達(dá)到最佳狀態(tài)，一般設(shè)計控制在60%-85%之間,同一工藝系統(tǒng)的負(fù)荷宜由同一臺變壓器供電。大石頭選煤廠變壓器選用S11系列油浸變壓器，變壓器安裝有過流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù)、超溫報警等保護(hù)。

3　供、配電系統(tǒng)

3.1節(jié)能型供配電系統(tǒng)

噸煤電耗是選煤廠生產(chǎn)成本的組成部分之一，關(guān)系著企業(yè)成本的高低，其合理控制是選煤廠經(jīng)濟(jì)利益最大化的體現(xiàn)。設(shè)計優(yōu)化是選煤廠供、配電系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵所在。在此項目中，根據(jù)具體情況將變配電室設(shè)置在遠(yuǎn)離振動源并靠近負(fù)荷中心的位置；選配經(jīng)濟(jì)高效的電氣設(shè)備等都實現(xiàn)了節(jié)能的效果。

3.2變、配電室的位置選擇

選煤廠變、配電室的位置要結(jié)合具體場地環(huán)境，房間的出口，應(yīng)通向非爆炸和無火災(zāi)危險的環(huán)境；選煤廠的原煤準(zhǔn)備車間盡量將變配電室設(shè)在一層，如果工藝有特殊要求不得不設(shè)置在車間中間部位，并且其出口通向爆炸性粉塵環(huán)境時，就得采用在配電室加裝風(fēng)機強制通風(fēng)等。大石頭選煤廠結(jié)合自身具體環(huán)境在主廠房設(shè)變電所一座，設(shè)高、低壓配電室及變壓器室。承擔(dān)原煤準(zhǔn)備、主廠房、濃縮、精煤等設(shè)備的低壓出線及供電。在準(zhǔn)備車間、精煤轉(zhuǎn)載點、生產(chǎn)、消防水池及泵房合理位置設(shè)配電點。

3.3主要電氣設(shè)備及電纜選擇原則

3.3.1主要電氣設(shè)備

低壓柜安裝基礎(chǔ)槽鋼上，采用螺栓固定；基礎(chǔ)槽鋼與預(yù)埋的鋼板進(jìn)行焊接；電動葫蘆、壓濾機、臥式離心機等設(shè)備均配套電控柜，配套提供電控柜之間及其至控制電機、設(shè)備保護(hù)傳感器之間的連接線纜。根據(jù)有效裝箱接線資料、使用說明書進(jìn)行安裝與接線。按鈕、控制箱掛墻安裝時底邊距地1.4m。

根據(jù)環(huán)境要求，主廠房選用防塵防水型電氣設(shè)備，原煤系統(tǒng)選用防爆型電氣設(shè)備。高壓開關(guān)柜滿足五防要求，配置真空斷路器，柜內(nèi)設(shè)微機綜保單元，6kV饋出線設(shè)兩段式電流保護(hù)，速斷保護(hù)為主保護(hù)，過流保護(hù)為后備保護(hù)，同時裝設(shè)單相接地保護(hù)。

無功補償可以提高功率因數(shù)，降低工程供電系統(tǒng)損耗，提高工廠供電系統(tǒng)供電效率。大石頭選煤廠經(jīng)過計算高壓無功補償由上級變電所統(tǒng)一設(shè)置，低壓部分采用低壓集中自動補償方式，在變電所低壓側(cè)設(shè)置無功功率補償裝置，補償后的功率因數(shù)在0.95以上。

3.3.2電纜選擇原則

選煤廠廠房內(nèi)電氣線路以明敷設(shè)為主。線纜較少處采用掛鉤或支架敷設(shè)，線纜較多處采用梯級式電纜橋架敷設(shè)。橋架內(nèi)電力電纜總截面不超過橋架內(nèi)截面的40%，并且橋架和支架均做重復(fù)可靠接地。高壓電纜選用交聯(lián)聚乙烯鎧裝電纜，低壓電纜選用YJV型交聯(lián)銅芯電纜。各建筑物之間電纜沿皮帶廊或電纜溝敷設(shè)。

敷設(shè)時要注意以下兩點：（1）電纜沿柱垂直敷設(shè)時，距離地面或樓板面1.8米以下電纜部分要穿鋼管保護(hù)，鋼管兩端口打磨光滑,做成喇叭口。（2）電機安裝位置距離地面或樓板面1.2米以上時，要求電纜距離地面或樓板面1.2米以下部分穿鋼管保護(hù)。

4　防雷接地系統(tǒng)

選煤廠建筑屬第二類防雷建筑物。沿屋頂四周敷設(shè)?12鍍鋅圓鋼制成接閃器,其支架高度100mm，支撐點間距小于1m，轉(zhuǎn)彎處不大于0.5m。屋頂避雷連接線網(wǎng)格不大于10mx10m或12mx8m，并與接閃器連通。利用鋼柱或柱內(nèi)鋼筋作為引下線，引下線上端用?12圓鋼與接閃器焊接，屋頂層上的各種金屬部件均應(yīng)與接閃器相接，柱下端應(yīng)用不小于?16鋼筋與接地裝置焊接。

所有防雷設(shè)施做防腐防銹處理，施工時應(yīng)與土建專業(yè)密切配合。所有受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分必須用保護(hù)線（PE）與電力系統(tǒng)的接地相連接。

5　結(jié)語

選煤廠的電氣設(shè)計決不僅僅是架構(gòu)的重復(fù)與修改，合理電壓等級的選擇，結(jié)合現(xiàn)場實際需要和工藝相關(guān)要求，按照現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)圖集進(jìn)行設(shè)計，是尤為重要的。這些是形成最終完善、節(jié)能的選煤廠電氣設(shè)計必不可少的組成部分。

[1]杜煥銅.高效選煤廠的設(shè)計討論[J].煤炭加工與綜合利用.2010.

[2]鄧曉陽.啟林.選煤廠電氣設(shè)備安裝使用與維護(hù)[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社.2006.

[3]GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范[S].機械工業(yè)部.2010.