程嬛++李江

摘要： 礦井空壓機房內設10kV變配電設備為空氣壓縮機和空壓機房周邊單體建筑配電，結合母線電壓、電動機電壓波動計算以及變壓器負荷率、過載能力的計算，合理確定變壓器容量。

關鍵詞：母線電壓；電動機電壓波動計算；負荷率；過載能力

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.11.145

0引言

一般中型礦井空壓機房設備容量較大且為低壓配電，空壓機房的布置宜靠近用風負荷中心。礦井主變電所布置在用電負荷中心，若與用風負荷中心相距較遠，這種大容量低壓設備就要考慮高壓送電，在空壓機房內設10kV變配電所，經(jīng)變壓器降壓后給空壓設備供電?？紤]供電方案的合理性并結合技術經(jīng)濟等因素，可將空壓機房內的10kV變電所作為區(qū)域變電所，為距礦井主變電所較遠的空壓機房的周圍單體供電，提高供電可靠性，節(jié)省線纜投資，且降低了線纜壓降損耗。

1礦井空壓機房10kV變電所

1.110kV變電所簡介

變電所與空壓機房聯(lián)健，設有高低壓配電配電室，主接線形式采用線路變壓器組。該所內設有兩臺高壓配電柜，兩臺SGB13型干式變壓器、若干臺GCS型低壓配電柜。

1.2空壓機房10kV供配電系統(tǒng)

根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》負荷等級劃分，礦井空壓機屬于二級負荷，應采用雙回電源供電。高壓側采用線路變壓器組，低壓側采用單母線分段形式。低壓配出除給空壓機設備配電外，還供給空壓機房周邊單體建筑配電，如礦井機修間、坑木加工房、礦燈房、礦井水處理等。變電所內變壓器容量除應考慮空壓機設備負荷外還應計入其他單體的用電負荷。

210kV變電所變壓器的選擇

該所變壓器為一個區(qū)域的配電變壓器，空壓機設備負荷一般較大，要通過變壓器負荷率、過載能力計算和母線電壓、電動機電壓波動計算來確定變壓器的容量，具體可通過一個實例進行說明。

2.1變壓器負荷率、過載能力計算

空壓機房10kV變電所低壓側采用單母線分段形式，兩臺配電變壓器同時工作并列運行，低壓母線兩段均帶有一臺空壓機設備和其他用電負荷，且兩段所帶負荷容量基本一致，所以參考其中一段的計算即可，這里選擇I段母線作為計算參考。

空壓機房10kV變電所的I段母線接線圖和等效電路圖見圖1。該配電系統(tǒng)的已知條件如下：系統(tǒng)短路容量Sk=20MVA，變壓器容量SrT=1MVA，XT=006；變壓器至低壓配電屏的密集式母線l1=8m；低壓配電屏至空壓機的線路l2=50m，線纜為2根YJV-06/13×150+1×95交聯(lián)聚氯乙烯電纜；空壓機M的技術參數(shù)：PrM=250kW，IrM=0.447kA；電動機Y-△起動電流Ist=1.67IrM=0.746kA；低壓母線上所帶的其他用電負荷Pfh=410kW，COSΦ=0.85。

根據(jù)I段母線所帶負荷的用電負荷計算表，配電變壓器容量為0.8MVA時，變壓器負荷率為0.84%，變壓器低壓側的額定電流為1.154kVA。配電變壓器容量為1MVA時，變壓器負荷率為0.67%，變壓器低壓側的額定電流為1.443kVA；變壓器容量為125MVA時，變壓器負荷率為0.54%，變壓器低壓側的額定電流為1.804kVA。兩個變壓器的負荷率均滿足要求，但容量為0.8MVA的變壓器負荷率偏高，125MVA的變壓器負荷率偏低。考慮到煤礦后期改擴建的可能性，負荷率較高的變壓器不予考慮，那么選擇1MVA還是1.25MVA變壓器還要校驗一下變壓器對于空壓機起動時的過載能力。

變壓器低壓側母線除帶空壓機外還有其他用電負荷，在考慮一臺空壓機起動時的尖峰電流Ijf=KstIrM+IC（IC為除起動電動機以外的配電線路計算電流，A）=1.479kA。SGB13型干式變壓器可以連續(xù)帶1.05倍的滿載負荷，<20分鐘帶1.1倍的滿載負荷，<20秒帶1.25倍的滿載負荷；空壓機的起動時間一般為15-20S，所以1MVA和1.25MVA變壓器均可滿足過載要求，在這種情況下選擇1MVA容量的變壓器是經(jīng)濟合理的，在下文中針對該容量的變壓器進行母線電壓、電動機電壓波動計算以進一步校驗變壓器的合理性。