煤炭工业小型矿井设计规范 [附条文说明] GB50399-2006 建标库

11  供配电系统

11.1  电源和负荷

11.1.1供电系统的设计应结合矿井的特点,以三流一偏(短路电流、电容电流、谐波电流、电压偏移)为主要矛盾,在网络结构中统筹考虑,优化组合方式。矿井地面供电系统的网络结构可按下列两种方式区分:

      1限制电容电流的方式:低压双分裂绕组变压器、多台变压器、隔离变压器;消弧线圈接地系统。

      2限制短路电流容量的方式:电抗器、隔离变压器、多台变压器、分裂绕组变压器。电抗器的特点只能限流,不能限制电容电流。电压偏移

        值较大,不利于井下边远采区负荷用电质量,同时还有一定的电能损耗。

      隔离变压器既限制短路电流,又限制电容电流,但出现重复容量,增加了电能损耗,一般在有条件时使用。

      多台变压器能限制短路电流及电容电流,且对电压偏移有利,但投资较大。

      分裂绕组变压器是2台1/2容量的双绕组变压器的集合体,减少了主变压器台数和相应的一次设备。但二臂不等时,有少量环流。

      上述供电网络结构,在我国矿井中均已采用。

11.1.2矿井变电所电源应取自矿区变电所,或经与当地电力部门协商同意,取自地区变电所,或其他形式的电源。两回电源线路的导线截面应符合本规范第11.1.9条的规定,两回电源线路承担矿井全部负荷,导线截面按经济电流密度选取,当一回电源线路停止运行时,另一回电源线路应能在满足允许载流量和允许电压降的条件下,承担矿井全部用电负荷的供电。

11.1.3矿井工业场地设有矿区变电所时,可不设矿井地面变电所,可由矿区变电所对矿井设备供电。设计能力为30~90kt/a的矿井,一般没有高压设备,可在适当的生产厂房附近设低压配电室。

11.1.4本规定系根据停电对安全生产的危害程度及经济损失大小,对电力负荷进行的分级,并参照现行《煤炭企业电力负荷分级及供电标准》的规定制定的。

11.1.5矿井地面变电所是矿井重要的设施,设计应符合下列规定:

        1变电所靠近负荷中心,有利于提高供电电压质量,减少输电线路投资和电能损耗。变电所设在受污染影响最小处,可减少故障,有利于

          设备安全运行。

        2变电所设两台主变压器具有较大的灵活性,变电所接线较简单。对一、二级负荷的变电所是基本要求。

        3目前我国矿井l0kV及以下变、配电所母线绝大部分都采用单母线或单母线分段接线方式。对小型矿井l0kV及以下变电所采用单母线分段

          接线,可满足供电要求。

        4变电所主变压器总负荷率不宜大于85%,以保证变压器在经济状态下运行。

        5矿井用电负荷的计算,一般采用需用系数法确定。需用系数法是采用平均系数,未考虑用电设备台数的影响和设备容量的变化,故在用

          电设备较多时,应乘以最大负荷同时系数。

11.1.6矿井地面变电所电源电压应根据当地电力网络结构,电压等级及矿井负荷情况,经技术经济比较确定。小型矿井一般负荷较小,供电距离不长,可取6kV或l0kV电压等级。根据原能源部关于《煤矿节能的若干规定》及能源技[1990]26号文件规定,新建选煤厂及矿井地面生产系统应采用660V电压流、同步机晶闸管励磁、绕线型异步电动机晶闸管串级调速、因电源电压过高而导致主变压器励磁饱和及非线性运行、三相不平衡负载等。其中晶闸管整流装置产生的高次谐波对系统的污染最甚。为把电压畸变率和谐波电流值限制在规定的范围内,可采取下列措施:

      1改善晶闸管整流装置的交流波形,例如采用△/Y或Y/△接线的整流变压器,尽量采用多相换流,增加脉冲数,使谐波最低次数提高,以消除影响较大的低次谐波。

      2增大系统的短路容量,降低系统的阻抗,使晶闸管整流容量与系统短路容量的比值尽量减小、使在比较低次的谐波频率下运行,不形成并联谐振。

      3对容量较大的换流装置,可设专用变压器,与系统隔离,并增大谐波的感抗。

      4利用系统中原有电容量,加装串联电抗器,形成单通或双通滤波线路进行滤波。

    无功补偿宜与滤波器结合考虑,当谐波源容量很大,无功冲击引起的电压波动频繁,经常超过5%时,应考虑滤波装置的类型。“电压闪变”系指电压波动大且频繁。