徐可

〔摘 要〕針對(duì)緬甸萊比塘銅礦項(xiàng)目占地面積大、供電負(fù)荷大且分散、控制要求高等供配電特點(diǎn)，介紹了該項(xiàng)目供配電系統(tǒng)配置情況。該項(xiàng)目通過(guò)設(shè)置1座230/33 kV總降壓變電站、5座33/10 kV變電站、10座10 kV配電站，及數(shù)十個(gè)10/0.4 kV低壓變電所，提高主供電網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)，保證了良好的電能質(zhì)量，減少電壓降。同時(shí)，該項(xiàng)目利用線路的架空布設(shè)，以及電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、太陽(yáng)能照明設(shè)施等的應(yīng)用，保障了該項(xiàng)目的供配電系統(tǒng)安全可靠、環(huán)保節(jié)能。

〔關(guān)鍵詞〕供配電系統(tǒng)；變電站；架空線路；電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)；太陽(yáng)能路燈

中圖分類號(hào)：TM72 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1004-4345（2023）01-0027-04

Analysis on the Characteristics of Power Supply and Distribution

of Myanmar Monyuwa Letpadaung Copper Project

XU Ke

（China Nerin Engineering Co.， Ltd.， Nanchang， Jiangxi 330038， China）

Abstract ?According to the characteristics of power supply and distribution of Myanmar Monyuwa Letpadaung Copper Project， such as large floor area， large and distributed power supply load and high control requirement， the paper introduces the configuration of power supply and distribution system of the project. The project improves the voltage level of the main power supply network， ensures good power quality and reduces voltage drop by establishing one 230/33 kV main step-down substation， five 33/10 kV substations， ten 10 kV power distribution stations and dozens of 10/0.4 kV low-voltage substations. Meanwhile， the project ensures the safety， reliability， environmental protection and energy conservation of the power supply and distribution system by using the overhead layout of the line， as well as the application of integrated power automation system and solar lighting facilities.

Keywords ?power supply and distribution system; substation; overhead lines; power integrated automation system; solar street lamp

緬甸萊比塘銅礦（以下簡(jiǎn)稱“L礦”）項(xiàng)目位于緬甸實(shí)皆?。⊿againg）南部，與該省最大的城鎮(zhèn)蒙育瓦（Monywa）直線距離約5 km，公路里程約26 km，礦區(qū)面積約32.73 km2。就濕法煉銅的規(guī)模而言，L礦項(xiàng)目為亞洲第一大銅礦山，在世界上亦名列前茅。該項(xiàng)目采用“露天開采—破碎—堆浸—萃取—電積”工藝，技術(shù)先進(jìn)、成熟、可靠，是一個(gè)具有國(guó)際影響力的世界級(jí)礦山項(xiàng)目。該項(xiàng)目2016年部分建成投產(chǎn)，年產(chǎn)銅21 kt。2017年底項(xiàng)目全面建成投產(chǎn)，年產(chǎn)銅60 kt。2018年底，項(xiàng)目全面達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，年產(chǎn)銅100 kt，生產(chǎn)能力完全達(dá)到，甚至超過(guò)了設(shè)計(jì)指標(biāo)。本項(xiàng)目的建成達(dá)產(chǎn)，標(biāo)志著中國(guó)特大型銅礦山采選冶整體開發(fā)技術(shù)已達(dá)到了世界先進(jìn)水平。該項(xiàng)目將創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，極大地助推緬甸的經(jīng)濟(jì)繁榮和社會(huì)發(fā)展。

由于該項(xiàng)目工藝先進(jìn)、占地面積廣大，因此該項(xiàng)目電力設(shè)計(jì)也存在用電負(fù)荷大且分散，對(duì)控制要求高等特點(diǎn)。本文擬以該項(xiàng)目的供配電設(shè)計(jì)為例，探討此類大型工業(yè)項(xiàng)目供電設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期為類似國(guó)外大型工業(yè)項(xiàng)目的電力設(shè)計(jì)提供參考。

1 ? 項(xiàng)目的主要負(fù)荷位置及特點(diǎn)

1.1 ?項(xiàng)目主要負(fù)荷

緬甸L(zhǎng)礦項(xiàng)目230 kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷約為有功功率68 590 kW，經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后無(wú)功功率為34 772 kvar，視在功率為769 00 kVA。遠(yuǎn)期230 kV側(cè)計(jì)算負(fù)荷為有功功率82 612 kW，經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后無(wú)功功率為35 775 kvar，視在功率為90 025 kVA。

1.2 ?負(fù)荷位置及特點(diǎn)

本項(xiàng)目原礦區(qū)占地面積約32.73 km2，占地面積大、供電負(fù)荷分散，主要用電負(fù)荷分布在萃取電積、1#堆浸場(chǎng)（含3#堆浸場(chǎng)）、2#堆浸場(chǎng)、礦物加工及露天采場(chǎng)等5個(gè)區(qū)域。

1）萃取電積區(qū)域。萃取電積區(qū)域即銅萃取—電積車間。該車間主要用電設(shè)備為電積整流裝置、陰極剝片機(jī)組、電積循環(huán)泵等。由于該銅萃取—電積車間生產(chǎn)規(guī)模非常大，因此用電負(fù)荷也大。

2）堆浸場(chǎng)。L礦堆浸場(chǎng)分為1#、2#、3#，堆場(chǎng)面積分別約為3.465 km2、3.460 km2和2.610 km2，3個(gè)堆浸場(chǎng)面積合計(jì)約為9.535 km2。堆浸場(chǎng)主要用電設(shè)備為布料機(jī)、卸料小車、爬坡機(jī)、長(zhǎng)距運(yùn)輸膠帶機(jī)、噴淋泵等。

3）礦物加工。礦石由汽車自采場(chǎng)運(yùn)至破碎站，礦石最大塊度為1 200 mm，經(jīng)旋回破碎機(jī)破碎后排料粒度最大為250 mm，由排料膠帶機(jī)送至地表固定膠帶運(yùn)輸機(jī)，再轉(zhuǎn)至中間礦堆，通過(guò)長(zhǎng)距離固定膠帶機(jī)將礦石輸送至堆場(chǎng)進(jìn)行堆浸。為保證破碎系統(tǒng)與堆浸場(chǎng)膠帶輸送、布料系統(tǒng)的連續(xù)性，本項(xiàng)目在粗碎和堆場(chǎng)筑堆膠帶輸送機(jī)之間創(chuàng)新性地設(shè)置了中間礦堆，通過(guò)中間礦堆底部的給料設(shè)備卸礦至膠帶輸送機(jī)。該部分主要用電設(shè)備為破碎機(jī)、長(zhǎng)距運(yùn)輸膠帶機(jī)、振動(dòng)給料機(jī)、除塵器等。

4）露天采場(chǎng)。本項(xiàng)目所采用的鉆、鏟、車等設(shè)備均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，上述設(shè)備均為燃油設(shè)備。主要用電設(shè)備為露天采場(chǎng)排水泵等。隨著露天礦坑的下降采場(chǎng)排水泵會(huì)逐漸增加，用電負(fù)荷也會(huì)逐漸增加，規(guī)范規(guī)定有淹沒(méi)危險(xiǎn)環(huán)境露天礦采場(chǎng)排水泵為一級(jí)負(fù)荷。

2 ? 供電系統(tǒng)配置

該項(xiàng)目230 kV供電電源取自距礦山8 km的Nyaungbingyi 230 kV變電站。由于緬甸國(guó)家電網(wǎng)公司管理33 kV以上電壓等級(jí)，為此L礦供電方案設(shè)置了1座230/33 kV的總降壓變電站，以便于緬甸國(guó)家電網(wǎng)公司的管理?？紤]到前述該項(xiàng)目占地面積大、供電負(fù)荷分散、用電負(fù)荷大等用電特點(diǎn)，整個(gè)礦山供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為由1座230/33 kV總降壓變電站、5座33/10 kV變電站、10座10 kV配電站及數(shù)十個(gè)10/0.4 kV低壓變電所構(gòu)成。

2.1 ?230/33 kV的總降壓變電站

總降壓變電站為雙回路230 kV進(jìn)線。正常情況下，單回路230 kV電源工作，另一回路備用，供電可靠性較高。230 kV主接線采用單母線接線，簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行操作方便。設(shè)置2臺(tái)主變壓器，戶外配置。每臺(tái)主變壓器的容量為63 MVA，正常情況下，2臺(tái)主變壓器同時(shí)工作，分列運(yùn)行。當(dāng)1臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，另1臺(tái)變壓器容量在停運(yùn)部分負(fù)荷情況下，滿足企業(yè)兩個(gè)系列用電負(fù)荷的需要。

為了減少主變壓器負(fù)載變化時(shí)的母線電壓的變動(dòng)幅度，靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)和廠內(nèi)負(fù)荷的電壓波動(dòng)，本項(xiàng)目主變壓器采用了有載調(diào)壓變壓器，230 kV配電裝置采用了GIS組合電器（SF6）、戶內(nèi)配置。230 kV配電裝置通過(guò)套管及室外構(gòu)架與230 kV架空進(jìn)線和主變壓器連接。

總降壓變電站的230 kV進(jìn)線保護(hù)采用雙重化配置，主變壓器230 kV側(cè)中性點(diǎn)均裝設(shè)接地隔離開關(guān)，每臺(tái)主變壓器均可根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度要求控制接地與不接地運(yùn)行，絕緣等級(jí)采用分級(jí)絕緣。設(shè)置兩套閥控式蓄電池供電的直流系統(tǒng)，配置2套微機(jī)型高頻開關(guān)電源，輸出電流（Ie）50 A。

總降壓變電站33 kV配電系統(tǒng)設(shè)置了單母線分段接線，正常情況下母線分段運(yùn)行。33 kV開關(guān)柜采用戶內(nèi)布置，主變和電容器均采用戶外布置。

2.2 ?33/10 kV變電站

礦區(qū)用電負(fù)荷主要分布在萃取電積、1#堆浸場(chǎng)（含3#堆浸場(chǎng)）、2#堆浸場(chǎng)、礦物加工及露天采場(chǎng)等5個(gè)區(qū)域，5個(gè)區(qū)域均有10 kV高壓電機(jī)。若全礦山采用10 kV配電網(wǎng)，則難以保證10 kV高壓電機(jī)的壓降和高壓設(shè)備的正常運(yùn)行。為此，本項(xiàng)目在全礦區(qū)采用了33 kV配電網(wǎng)，并在上述5個(gè)區(qū)域的負(fù)荷中心各設(shè)置1座33/10 kV變電站，再由其對(duì)該區(qū)域范圍內(nèi)的10 kV高壓電動(dòng)機(jī)、配電變壓器等高壓用電設(shè)備進(jìn)行放射式配電。對(duì)于距離較遠(yuǎn)的，采用10 kV配電站二次配電。

33 kV/10 kV變電站均采用33 kV開關(guān)設(shè)備、10 kV配電裝置室。所用配電柜、控制設(shè)備等戶內(nèi)布置，變壓器室外布置。33 kV均為雙回路供電，引自總降壓變電站。

根據(jù)國(guó)內(nèi)規(guī)范規(guī)定有淹沒(méi)危險(xiǎn)環(huán)境露天礦采礦場(chǎng)排水泵為一級(jí)負(fù)荷，露天采場(chǎng)排水33 kV變電站配置了應(yīng)急柴油發(fā)電站，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)為10 kV，應(yīng)急柴油發(fā)電站的兩路10 kV電源分別接至露天采場(chǎng)排水33 kV變電站的10 kV兩段母線上。當(dāng)外部電源停止供電時(shí)，由其向露天采場(chǎng)排水系統(tǒng)的用電設(shè)備供電。

2.3 ?10 kV配電站

全礦共設(shè)置10座10 kV配電站，主要分布在各皮帶電機(jī)附近和各堆浸場(chǎng)的噴淋泵附近。

1）為皮帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)服務(wù)的10 kV配電站如下：皮帶MT43頭部、皮帶MT76頭部、中間礦堆（皮帶MT41頭部）、皮帶MT26頭部、皮帶MT27頭部、皮帶MT25頭部、皮帶MT24頭部。皮帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用變頻調(diào)速，全礦10 kV皮帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)共24臺(tái)。礦石采用長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸，皮帶采用雙電機(jī)，通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)主、從電機(jī)共同工作。

2）為堆浸場(chǎng)的噴淋泵服務(wù)的10 kV配電站如下：1#堆浸場(chǎng)（含3#堆浸場(chǎng)）、2#堆浸場(chǎng)、萃余液池。10 kV堆浸場(chǎng)的噴淋泵采用變頻調(diào)速的電機(jī)共14臺(tái)，直接啟動(dòng)的電機(jī)共14臺(tái)。

2.4 ?10/0.4 kV變電所

全礦在各個(gè)區(qū)域的用電設(shè)備附近分布著數(shù)十個(gè)10/0.4 kV的低壓變電所，其負(fù)荷主要包含變電所的所用電、堆浸場(chǎng)次級(jí)噴淋泵等低壓負(fù)荷。低壓配電系統(tǒng)配電采用一次放射式為主對(duì)生產(chǎn)用電設(shè)備配電，對(duì)負(fù)荷容量較小的輔助生產(chǎn)工序用電設(shè)備，根據(jù)其負(fù)荷性質(zhì)及分布情況，當(dāng)距變電所較遠(yuǎn)時(shí)采用二次放射式配電或鏈?zhǔn)脚潆?。低壓接地系統(tǒng)均采用TN-S系統(tǒng)。采用低壓電容器自動(dòng)補(bǔ)償柜在低壓配電室集中補(bǔ)償，使功率因數(shù)大于0.9。

3 ? 礦區(qū)架空線路

全礦各區(qū)域33 kV架空線路的總長(zhǎng)度約為20 km，10 kV架空線路的總長(zhǎng)度約為36 km。為保證供電的可靠性，所用線路均按雙回路設(shè)計(jì)。

3.1 ?33 kV架空線路

33 kV架空線路為全礦的主供電網(wǎng)，是230 kV總降壓變電站供五座33 kV變電站的電源線，路徑主要布置在礦區(qū)的主干道旁，避開堆浸場(chǎng)的位置。考慮桿塔的安裝、運(yùn)輸，桿塔全部采用離心鋼管桿，桿塔設(shè)計(jì)水平檔距120 m左右，垂直檔距150 m左右。線路導(dǎo)線均采用鋼芯鋁絞線，并全線架設(shè)避雷線。

3.2 ?10 kV架空線路

10 kV架空線路為全礦各區(qū)域內(nèi)部的供電網(wǎng)，為10 kV配電站和區(qū)域內(nèi)的10/0.4 kV低壓變電所提供電源，10 kV架空線路路徑布置在堆浸場(chǎng)外圍、皮帶機(jī)路徑旁?？紤]桿塔的安裝、運(yùn)輸，桿塔采用離心鋼管桿和混凝土桿兩種形式。

4 ? 供電系統(tǒng)的控制

本次設(shè)計(jì)全廠設(shè)置一套電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)有兩個(gè)部分，一部分對(duì)230 kV的總降壓變電站進(jìn)行遙測(cè)、遙信和遙控及調(diào)度、設(shè)備管理、故障分析，設(shè)置點(diǎn)在230 kV的總降壓變電站。另一部分對(duì)全廠33 kV變電站和10 kV供配電系統(tǒng)進(jìn)行遙測(cè)、遙信和遙控及調(diào)度、設(shè)備管理、故障分析，設(shè)置點(diǎn)在萃取電積33 kV變電站。萃取電積33 kV變電站與上級(jí)230 kV變電站實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)監(jiān)控中心的通信。

4.1 ?230 kV的總降壓變電站

由于緬甸國(guó)家電網(wǎng)公司管理33 kV以上電壓等級(jí)，為此230 kV的總降壓變電站的電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立。在此不做贅述。

4.2 ?萃取電積33/10 kV變電站

全廠的33 kV和10 kV供配電系統(tǒng)的電力綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)置在萃取電積33 kV變電站控制室。2#堆浸場(chǎng)33 kV變電站、1#堆浸場(chǎng)33 kV變電站、礦物加工33 kV變電站、露天采場(chǎng)排水33 kV變電站分別通過(guò)光纖通信，與萃取電積33 kV變電站實(shí)現(xiàn)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信功能.萃取電積33 kV變電站是礦區(qū)各個(gè)33/10 kV變電站與上級(jí)230 kV變電站電力系統(tǒng)監(jiān)控中心的通信接口。

5 ? 太陽(yáng)能路燈

由于該項(xiàng)目場(chǎng)地面積大，常規(guī)的路燈照明線路長(zhǎng)、電纜用量大，而緬甸地處熱帶，陽(yáng)光充足，為太陽(yáng)能路燈提供了良好的自然條件。太陽(yáng)能路燈是利用太陽(yáng)電池的光生伏特效應(yīng)原理，白天通過(guò)太陽(yáng)電池吸收太陽(yáng)能光子能量產(chǎn)生電能，通過(guò)控制器儲(chǔ)存在蓄電池里，當(dāng)夜幕降臨或燈具周圍光照度較低時(shí)，蓄電池通過(guò)控制器向光源供電一直到設(shè)定的時(shí)間后切斷。

針對(duì)該項(xiàng)目具體特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員對(duì)太陽(yáng)能路燈的技術(shù)要求、價(jià)格及安裝方式等進(jìn)行了研究，并與普通路燈照明系統(tǒng)進(jìn)行了比較。對(duì)比后認(rèn)為，采用太陽(yáng)能路燈不需要再消耗額外的電能，也不需要鋪設(shè)外部電纜管道，既清潔環(huán)保，又節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，管理方便，因此更具有優(yōu)勢(shì)。

該項(xiàng)目的太陽(yáng)能路燈主要由太陽(yáng)電池組件、組件支架、電光源、控制器、蓄電池、燈桿等幾部分組成。如本工程G號(hào)路全長(zhǎng)4 600 m，路寬7～9 m，路燈燈桿采用8 m雙臂熱鍍鋅后噴塑鋼桿（臂厚4 mm，上口徑90 mm，下口徑200 mm），沿路單側(cè)布燈，桿距30 m，單桿雙臂。主干路燈頭為L(zhǎng)ED 50 W（相當(dāng)于普通高壓鈉燈150 W），輔道為30 W。照度可以達(dá)到道路照明要求。LED路燈頭采用進(jìn)口LED芯片，光效高，臺(tái)灣明偉電源。整個(gè)道路154盞路燈，全部采用微電腦路燈控制儀自動(dòng)控制，自動(dòng)開啟和關(guān)閉，無(wú)需人工參與。每天照明8 h，前4 h全功率運(yùn)行，后4 h半功率運(yùn)行。

6 ? 項(xiàng)目供電特點(diǎn)總結(jié)

綜上所述，針對(duì)該項(xiàng)目供電范圍廣、負(fù)荷大、距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，供電設(shè)計(jì)采用了提高主供電網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)、采用模塊化變配電所設(shè)計(jì)、利用架空線路的避雷線作為通信通道、應(yīng)用太陽(yáng)能照明設(shè)施等措施。

1）采用33 kV供電網(wǎng)絡(luò)作為礦區(qū)主供電網(wǎng)絡(luò)。該措施解決了供電距離遠(yuǎn)、負(fù)荷大的問(wèn)題；同時(shí)輸送同樣的功率33 kV等級(jí)比10 kV能耗??；33 kV變電站深入各區(qū)域的負(fù)荷中心，也保證了良好的電能質(zhì)量，減少了電壓降。

2）采用模塊化變配電所。由于次級(jí)噴淋泵是圍繞各堆浸場(chǎng)布置，每個(gè)堆浸單元設(shè)有1～2臺(tái)次級(jí)噴淋裝置，設(shè)備功率為110 kW、380 V，因此設(shè)計(jì)人員在1#～3#堆浸場(chǎng)外圍各設(shè)置有7～8個(gè)10/0.4 kV次級(jí)噴淋泵站變配電所，且變配電所均為標(biāo)準(zhǔn)模塊化的配置，必要時(shí)可以達(dá)到設(shè)備互換的目的。

3）利用架空線路避雷線（OPGW光纜）作為通信通道。全礦主要供電系統(tǒng)采用架空線路，因此該項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)利用架空線路的避雷線（OPGW光纜）作為通信通道，全廠各變電站的通信、線路保護(hù)、全廠自動(dòng)化系統(tǒng)的光纜均采用33 kV和10 kV架空線的避雷線（OPGW光纜），既充分利用了已有設(shè)施，又節(jié)省了投資。

4）應(yīng)用無(wú)需供電線路的太陽(yáng)能路燈。本項(xiàng)目利用緬甸地區(qū)日照充足的特點(diǎn)，在廠區(qū)內(nèi)應(yīng)用太陽(yáng)能路燈，無(wú)需供電線路，清潔環(huán)保，安裝靈活，在道路以外的場(chǎng)地也可以應(yīng)用。

通過(guò)上述措施，該項(xiàng)目供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了安全可靠、環(huán)保節(jié)能的目的。該項(xiàng)目投產(chǎn)后供電設(shè)施均能滿足生產(chǎn)需求，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理，供電安全可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)煤炭建設(shè)協(xié)會(huì).礦山電力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB 50070—2020[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2020.

[2] 中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì).35～110 kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50059—2011[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

[3] 電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.220～750 kV變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程：DL/T 5218—2012[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2012.

[4] 中國(guó)建筑科學(xué)研究院.城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：CJJ 45—2015[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015.

[5] 中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司.工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].4版.北京：中國(guó)電力出版社，2016.