程嬛++李江

摘要： 礦井空壓機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)10kV變配電設(shè)備為空氣壓縮機(jī)和空壓機(jī)房周邊單體建筑配電，結(jié)合母線電壓、電動(dòng)機(jī)電壓波動(dòng)計(jì)算以及變壓器負(fù)荷率、過(guò)載能力的計(jì)算，合理確定變壓器容量。

關(guān)鍵詞：母線電壓；電動(dòng)機(jī)電壓波動(dòng)計(jì)算；負(fù)荷率；過(guò)載能力

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.11.145

0引言

一般中型礦井空壓機(jī)房設(shè)備容量較大且為低壓配電，空壓機(jī)房的布置宜靠近用風(fēng)負(fù)荷中心。礦井主變電所布置在用電負(fù)荷中心，若與用風(fēng)負(fù)荷中心相距較遠(yuǎn)，這種大容量低壓設(shè)備就要考慮高壓送電，在空壓機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)10kV變配電所，經(jīng)變壓器降壓后給空壓設(shè)備供電?？紤]供電方案的合理性并結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素，可將空壓機(jī)房?jī)?nèi)的10kV變電所作為區(qū)域變電所，為距礦井主變電所較遠(yuǎn)的空壓機(jī)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(jī)房10kV變電所

1.110kV變電所簡(jiǎn)介

變電所與空壓機(jī)房聯(lián)健，設(shè)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(nèi)設(shè)有兩臺(tái)高壓配電柜，兩臺(tái)SGB13型干式變壓器、若干臺(tái)GCS型低壓配電柜。

1.2空壓機(jī)房10kV供配電系統(tǒng)

根據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》負(fù)荷等級(jí)劃分，礦井空壓機(jī)屬于二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)采用雙回電源供電。高壓側(cè)采用線路變壓器組，低壓側(cè)采用單母線分段形式。低壓配出除給空壓機(jī)設(shè)備配電外，還供給空壓機(jī)房周邊單體建筑配電，如礦井機(jī)修間、坑木加工房、礦燈房、礦井水處理等。變電所內(nèi)變壓器容量除應(yīng)考慮空壓機(jī)設(shè)備負(fù)荷外還應(yīng)計(jì)入其他單體的用電負(fù)荷。

210kV變電所變壓器的選擇

該所變壓器為一個(gè)區(qū)域的配電變壓器，空壓機(jī)設(shè)備負(fù)荷一般較大，要通過(guò)變壓器負(fù)荷率、過(guò)載能力計(jì)算和母線電壓、電動(dòng)機(jī)電壓波動(dòng)計(jì)算來(lái)確定變壓器的容量，具體可通過(guò)一個(gè)實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。

2.1變壓器負(fù)荷率、過(guò)載能力計(jì)算

空壓機(jī)房10kV變電所低壓側(cè)采用單母線分段形式，兩臺(tái)配電變壓器同時(shí)工作并列運(yùn)行，低壓母線兩段均帶有一臺(tái)空壓機(jī)設(shè)備和其他用電負(fù)荷，且兩段所帶負(fù)荷容量基本一致，所以參考其中一段的計(jì)算即可，這里選擇I段母線作為計(jì)算參考。

空壓機(jī)房10kV變電所的I段母線接線圖和等效電路圖見(jiàn)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(jī)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(jī)M的技術(shù)參數(shù)：PrM=250kW，IrM=0.447kA；電動(dòng)機(jī)Y-△起動(dòng)電流Ist=1.67IrM=0.746kA；低壓母線上所帶的其他用電負(fù)荷Pfh=410kW，COSΦ=0.85。

根據(jù)I段母線所帶負(fù)荷的用電負(fù)荷計(jì)算表，配電變壓器容量為0.8MVA時(shí)，變壓器負(fù)荷率為0.84%，變壓器低壓側(cè)的額定電流為1.154kVA。配電變壓器容量為1MVA時(shí)，變壓器負(fù)荷率為0.67%，變壓器低壓側(cè)的額定電流為1.443kVA；變壓器容量為125MVA時(shí)，變壓器負(fù)荷率為0.54%，變壓器低壓側(cè)的額定電流為1.804kVA。兩個(gè)變壓器的負(fù)荷率均滿足要求，但容量為0.8MVA的變壓器負(fù)荷率偏高，125MVA的變壓器負(fù)荷率偏低?？紤]到煤礦后期改擴(kuò)建的可能性，負(fù)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(yàn)一下變壓器對(duì)于空壓機(jī)起動(dòng)時(shí)的過(guò)載能力。

變壓器低壓側(cè)母線除帶空壓機(jī)外還有其他用電負(fù)荷，在考慮一臺(tái)空壓機(jī)起動(dòng)時(shí)的尖峰電流Ijf=KstIrM+IC（IC為除起動(dòng)電動(dòng)機(jī)以外的配電線路計(jì)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(fù)荷，<20分鐘帶1.1倍的滿載負(fù)荷，<20秒帶1.25倍的滿載負(fù)荷；空壓機(jī)的起動(dòng)時(shí)間一般為15-20S，所以1MVA和1.25MVA變壓器均可滿足過(guò)載要求，在這種情況下選擇1MVA容量的變壓器是經(jīng)濟(jì)合理的，在下文中針對(duì)該容量的變壓器進(jìn)行母線電壓、電動(dòng)機(jī)電壓波動(dòng)計(jì)算以進(jìn)一步校驗(yàn)變壓器的合理性。