浅析选煤厂供配电系统

浅析选煤厂供配电系统

王涛

王涛

（黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司煤质选煤管理处黑龙江省鹤岗市154100）

摘要：随着工业现代化的快速发展为了更好、更合理的利用煤炭资源，选煤厂的建设越来越重要。选煤厂生产机械化程度较高，生产连续性强，生产机械集中在几个车间厂房中，因而选煤厂对供电的要求较高。

关键词：选煤厂；供配电系统；节能降耗

一、低压系统断路器的选择

1.1按线路预期短路电流计算选择断路器的分断能力，断路器额定电流大于或等于线路额定电流，断路器的额定短路分断能力大于或等于线路预期短路电流。

1.2对不同位置的断路器应该有不同的要求，变压器低压侧总开关必须按Ics选用，电动机回路可以按Icu选取，但必须留有较大的安全系数，配出线回路应该比电动机回路要高，但比总开关要低一些。

1.3断路器上下级间的选择要遵循两个条件：一是电流选择性，二是时间选择性。从开关设备的分断能力分析，在合理的配电半径范围内，合理的负荷率选取变压器一般不会有问题。主要电气设备的选择，不只是断路器，还包括瓷瓶、母线及所有的低压电器元件等。

二、低压系统的无功功率补偿

低压系统的无功功率补偿常选低压三相电容器，其电压常选400V（690V），总容量按最大负荷COSΦ补偿到0.92～0.94确定，问题是如何接线。一般情况下，要考虑变压器负荷的波动范围，波动范围为最大负荷的30%，则COSΦ自动调节部分可按40%设计，其余60%是不参加调节的。40%用于COSΦ自动调节的电容器，其投切方式可选择延时投切方式，即静态投切方式。每组电容器接一个电容器专用接触器，由COSΦ自动装置检测供电系统的功率因素或无功功率。COSΦ自动装置的整定值为COSΦ<0.95投，COSΦ>0.98切。单台电容器的容量不易过大，以避免COSΦ<0.95时投入一台后COSΦ>0.98，这样就不断切换了。并建议使用容量大小不等的电容器组。

自动装置有12个输出继电器，分别控制一组或多组电容器。单台电容器容量小一些，一般都能满足使用要求。这样调节的结果，虽然最大负荷时COSΦ=0.92～0.94，但大多数情况下COSΦ>0.95，只有少数时段COSΦ<0.95.，COSΦ的平均值不会低于0.95。电容器的投切方式还有瞬时投切方式，动态补偿方式使用半导体器件投切。和混合投切方式（静态补偿与动态补偿的混合）此外还有几种特殊情况，如原、精煤装车仓下铁路装车系统的用电负荷及浓缩车间、压滤车间的用电负荷都较大。在选择设备时要根据选煤工艺系统的特殊性进行分析，结合成功的经验设计合理的配电系统。

三、提高供配电系统的功率因数

在交流电路中，电压与电流之间的相位差的余弦叫做功率因数，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值。通过改善功率因数，可以减少线路中总电流和供电系统中的电气元件等的容量，不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗；良好功因值的确保，减少了供电系统中的电压损失，使负载电压更稳定，改善电能的质量；同时，还可以增加系统的裕度，挖掘发供电设备的潜力，增加负载的容量。在负荷的有功功率不变的条件下，提高负荷的功率因数可减少负荷的无功功率在线路和变压器的流通，达到减少无功功率在线路和变压器中引起的有功损耗，降低线损。提高线路功率因数，减少无功功率的输送不仅对提高配电网电能质量，而且对降低线损也具有重要的意义。

四、供配电系统节能的关键环节

4.1变压器和电动机的节能

变压器节能的实质是降低损耗、提高运行效率。变压器损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。应根据负荷情况，选取容量与电力负荷相适应的变压器，使其工作在高效低耗区。对车间内停产后仍不能停电的负荷，宜设置专用变压器。变压器的经济运行状态是所带的负荷通过调整后达到合理或基本合理值时，变压器的电功率损耗最低而效率最高。要根据负荷情况，合理调配配变和无功补偿设备的大小和数量，解决配变过载以及剩余等现象，降低实际损耗，提高供电效率。对于电动机而言，是工艺及机械等专业的配套设备，由设备制造商统一供应，应在运行过程中贯彻节能降耗，可通过电容器补偿减少线损，减少电动机的轻载和空载运行，采用变频调速控制电动机，使其能够根据负载率变化自动调节转速，适应性的提高电动机轻载时的效率，从而达到节电的目的。

4.2减少线路损耗

电流恒定情况下，电阻值和线路长度成正比。煤矿供配电线路立体纵横交错多、长度大，电能损耗大。煤矿供配电系统中，线路上的电流一般是不变的，要减少线损，只能尽量减少线路电阻。尽量选用电阻率较小的导线，比如铜芯导线，要尽可能减少线缆长度，避免线路走弯，另外，在低压配电中尽可能不走或少走回头路；变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径；对于较长的线路，在满足载流量和热稳定性、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时要加大一级线截面，尽管线路成本上升，但节能耗会降低运行费用，还是值得提倡的。

4.3提高供配电系统的功率因数

在交流电路中，电压与电流之间的相位差的余弦叫做功率因数，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值。通过改善功率因数，可以减少线路中总电流和供电系统中的电气元件等的容量，不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗；藉由良好功因值的确保，从而减少了供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量；此外，还可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力，增加负载的容量。在负荷的有功功率不变的条件下，提高负荷的功率因数可减少负荷的无功功率在线路和变压器的流通，达到减少无功功率在线路和变压器中引起的有功损耗，降低线损。提高线路功率因数，减少无功功率的输送不仅对提高配电网电能质量，而且对降低线损也具有重要的意义。首先可以通过提高电气设备的自然功率因数来实现，比如通过合理选择供、用电设备的容量和型号；推广使用节电新产品和新技术；及时停用空载设备来减少电网中各个部分所需的无功功率，特别是减少负载的无功消耗。其次可采取人工无功补偿提高功率因数，该方法可以有效地降低电力网的线损，改善电压质量，提高配变供电能力和用电设备的出力，在低压配电网中通常采用并联电容器的方法来实现无功补偿。推广无功就地补偿、无功自动补偿、无功动态补偿技术，就地补偿和集中补偿合理配置，以及对线路改造等措施，降低企业内部无功环流和内部线损。

4.4低压电器及照明的节能

低压电器是组成电气设备的基础元件，低压电器耗电量可能并不大，但数目众多也会使得总的耗电量非常可观。要采用成熟可靠的节电型低压电器设备。宜采用高电压小功率灯泡、发光二极管芯群组装成的信号灯。应用交流接触器的节电技术，将交流接触器操作电源系统由原来的交流操作改为直流吸持，省去了铁芯和短路环中绝大部分的损耗功率。对于照明来讲，要在保证照明质量的前提下，最大限度地利用光能。采用高效光源和灯具。照明电源线路应尽量采用三相四线制供电，三相照明负荷要对称，以减少电压损失，最大程度发挥灯泡的发光效率。

结束语：

随着电网中非线性用电负荷，如整流设备、电熔炼设备、电力机车、节能器具、荧光灯、电视机、电脑等的大量增加，配电系统中谐波污染日趋严重。谐波不仅会使系统的功率因数下降，而且在设备及线路中产生热效应。导致电能损失。因此，用电管理部门应对本系统的谐波存在和污染程度进行检测，做到心中有数，必要时应采取谐波抑制措施。节能降耗是供配电环节的一项重要工作。在实际运行中。必须因地制宜地掌握好方法，善于总结、积极探索，才能有效地做好电网的降损节能，从而取得更好的经济效益和社会效益。

参考文献：

［1］《工厂常用电气设备手册》编写组，中国电力出版社出版，2013，（1）.

［2］《工业与民用配电设计手册》中国航空工业规划设计研究院组编，2015，（10）.

［3］罗德林，唐朝晖.电力系统谐波检测方法的研究现状及其发展［J］.国外电子测量技术，2016，25（4）.