11.1.1 供電系統的設計應結合礦井的特點,以三流一偏(短路電流、電容電流、諧波電流、電壓偏移)為主要矛盾,在網絡結構中統籌考慮,優化組合方式。礦井地面供電系統的網絡結構可按下列兩種方式區分: 1 限制電容電流的方式:低壓雙分裂繞組變壓器、多臺變壓器、隔離變壓器;消弧線圈接地系統。 2 限制短路電流容量的方式:電抗器、隔離變壓器、多臺變壓器、分裂繞組變壓器。電抗器的特點只能限流,不能限制電容電流。電壓偏移 值較大,不利于井下邊遠采區負荷用電質量,同時還有一定的電能損耗。 隔離變壓器既限制短路電流,又限制電容電流,但出現重復容量,增加了電能損耗,一般在有條件時使用。 多臺變壓器能限制短路電流及電容電流,且對電壓偏移有利,但投資較大。 分裂繞組變壓器是2臺1/2容量的雙繞組變壓器的集合體,減少了主變壓器臺數和相應的一次設備。但二臂不等時,有少量環流。 上述供電網絡結構,在我國礦井中均已采用。
11.1.2 礦井變電所電源應取自礦區變電所,或經與當地電力部門協商同意,取自地區變電所,或其他形式的電源。兩回電源線路的導線截面應符合本規范第11.1.9條的規定,兩回電源線路承擔礦井全部負荷,導線截面按經濟電流密度選取,當一回電源線路停止運行時,另一回電源線路應能在滿足允許載流量和允許電壓降的條件下,承擔礦井全部用電負荷的供電。
11.1.3 礦井工業場地設有礦區變電所時,可不設礦井地面變電所,可由礦區變電所對礦井設備供電。設計能力為30~90kt/a的礦井,一般沒有高壓設備,可在適當的生產廠房附近設低壓配電室。
11.1.4 本規定系根據停電對安全生產的危害程度及經濟損失大小,對電力負荷進行的分級,并參照現行《煤炭企業電力負荷分級及供電標準》的規定制定的。
11.1.5 礦井地面變電所是礦井重要的設施,設計應符合下列規定: 1 變電所靠近負荷中心,有利于提高供電電壓質量,減少輸電線路投資和電能損耗。變電所設在受污染影響最小處,可減少故障,有利于 設備安全運行。 2 變電所設兩臺主變壓器具有較大的靈活性,變電所接線較簡單。對一、二級負荷的變電所是基本要求。 3 目前我國礦井l0kV及以下變、配電所母線絕大部分都采用單母線或單母線分段接線方式。對小型礦井l0kV及以下變電所采用單母線分段 接線,可滿足供電要求。 4 變電所主變壓器總負荷率不宜大于85%,以保證變壓器在經濟狀態下運行。 5 礦井用電負荷的計算,一般采用需用系數法確定。需用系數法是采用平均系數,未考慮用電設備臺數的影響和設備容量的變化,故在用 電設備較多時,應乘以最大負荷同時系數。
11.1.6 礦井地面變電所電源電壓應根據當地電力網絡結構,電壓等級及礦井負荷情況,經技術經濟比較確定。小型礦井一般負荷較小,供電距離不長,可取6kV或l0kV電壓等級。根據原能源部關于《煤礦節能的若干規定》及能源技[1990]26號文件規定,新建選煤廠及礦井地面生產系統應采用660V電壓流、同步機晶閘管勵磁、繞線型異步電動機晶閘管串級調速、因電源電壓過高而導致主變壓器勵磁飽和及非線性運行、三相不平衡負載等。其中晶閘管整流裝置產生的高次諧波對系統的污染最甚。為把電壓畸變率和諧波電流值限制在規定的范圍內,可采取下列措施: 1 改善晶閘管整流裝置的交流波形,例如采用△/Y或Y/△接線的整流變壓器,盡量采用多相換流,增加脈沖數,使諧波最低次數提高,以消除影響較大的低次諧波。 2 增大系統的短路容量,降低系統的阻抗,使晶閘管整流容量與系統短路容量的比值盡量減小、使在比較低次的諧波頻率下運行,不形成并聯諧振。 3 對容量較大的換流裝置,可設專用變壓器,與系統隔離,并增大諧波的感抗。 4 利用系統中原有電容量,加裝串聯電抗器,形成單通或雙通濾波線路進行濾波。 無功補償宜與濾波器結合考慮,當諧波源容量很大,無功沖擊引起的電壓波動頻繁,經常超過5%時,應考慮濾波裝置的類型。“電壓閃變”系指電壓波動大且頻繁。
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