线路自动调压器在宏亚煤矿的应用_陈银田.pdf

线路自动调压器在宏亚煤矿的应用 陈银田 天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013 ［ 摘 要］针对宏亚煤矿输电线路压降大的问题，通过分析煤矿常用供电方案的优缺点，提出 了采用线路自动调压器的解决方案 采用 10kV 线路自动调压器，实现自动调压，电压调整范围为－ 5～15。并给出了线路自动调压器应用于煤矿的原则性供电方案。 ［ 关键词］自动调压器; 线路压降; 供电方案 ［ 中图分类号］ TD611［ 文献标识码］ B［ 文章编号］ 1006- 6225 201506- 0047- 02 Application of Line Automatic Voltage Regulator in Hongya Colliery ［ 收稿日期］ 2015－04－17［ DOI］ 10. 13532/j. cnki. cn11－3677/td. 2015. 06. 013 ［ 作者简介］ 陈银田 1967－ ，男，湖南邵阳人，高级工程师，现任天地科技设计院电气所所长，从事煤炭工程电控设计。 ［ 引用格式］ 陈银田 . 线路自动调压器在宏亚煤矿的应用 ［ J］ . 煤矿开采，2015，20 6 47－48. 1问题的提出 宏亚煤矿生产规模为 1. 20Mt/a。根据当地电 业部门批复，宏亚煤矿的电源由纳林庙 35kV 变电 站提供，供电电压为 10kV。纳林庙 35kV 变电站距 离宏亚煤矿工业场地约 4km。根据上述条件考虑了 2 个供电方案。 方案 1采用 35kV 电压等级，宏亚煤矿新建 35kV 变电所，配置 2 台 35kV 主变压器 变压器 容量 8000kVA 。技术方面的优点为线路压降小， 仅 1. 06; 缺点为纳林庙 35kV 变电站需要改造， 供电部门倾向 10kV 供电，协调难度大，线路管理 复杂。从经济方面看运行成本低，但初期投资高 较方案 2 增加约 600 万 ，维护成本高。 方案 2采用 10kV 电压等级，宏亚煤矿新建 10kV 变电所，配置 2 台 10kV 隔离变压器 变压 器容量 8000kVA 。技术方面的优点为线路管理简 单，实施简单，无需再协调;缺点为线路压降大， 达 7. 73，隔离变压器调压范围5，不能弥补 线路压降。从经济方面看初期投资低，维护成本 低; 但线损大，运行成本高。 根据上述分析比较，方案 1 投资高，实现难度 大，35kV 电源短期内难以解决; 方案 2 投资较少， 但是线路压降大，也不理想。同时，纳林庙 35kV 变电站主变电所未实施有载调压，电压波动较大， 最大实际压降会超过 7. 73，甚至达到 10，需 要采取升压措施。 上述 2 个方案是煤矿常用的供电方案，但在宏 亚煤矿都不合理。工程实际要求提出新的供电方 案，解决宏亚煤矿面临的问题。通过调研，决定采 用 10kV 线路自动调压器，该装置虽然在煤炭行业 没有应用，但在电力行业已有成功应用。该装置可 实现自动调压，电压调整范围为－5 ～ 15，可 以满足宏亚煤矿需要。 2线路自动调压器的工作原理 2. 1线路自动调压器的作用 自动调压器是一种专门为调整线路电压而设计 的装置，它串接在供电线路中，可以自动调整电 压，使线路电压满足要求。装置是由电压控制的自 动升压、自动降压的三相有载分接调压自耦变压器 和控制器组成。有载自耦调压变压器为装置的执行 部分，根据控制器给出的信号调整输出电压; 控制 器能够随负荷大小跟踪线路电压，并向执行机构发 出调整信号。装置可以自动调整变压器变比来保证 在输入电压发生变化时保持输出电压恒定; 当输出 电压降低或升高时，调压控制器控制分接开关升高 或降低档位，调压器运行在升压或降压状态; 当电 网电压与调压器的额定输出电压整定值相近时，调 压器处于最低档，这时调压器绕组接近于直通状 态，损耗很小，从而达到节能的目的。调压过程既 可以由专门设计的控制器控制，也能在必要时采用 人工手动控制。 2. 2自动调压器的工作原理 自动调压器的基本原理是通过测量输电线路 装置装设点的电压值、电流值，经过装置内部 的补偿器 补偿器是由电阻及电抗组成电子线路 生成一个电压偏移量，通过装置内部的比较控制器 比较控制器由电子线路构成比较偏移量的大 小，如偏移量超预设的动作值，比较控制器经一定 74 第 20 卷 第 6 期 总第 127 期 2015 年 12 月 煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol. 20No. 6 Series No. 127 December2015 ChaoXing 延时后作用于执行继电器，控制有载调压器分接头 动作，从而调整线路电压。 控制器的测量功能是通过调压器内部的电压互 感器、电流互感器来实现的。电压互感器除用于测 量装置负荷侧电压外，还向控制设备提供工作电 源。两相电流互感器用于测量负荷工作电流。 调压器本体部分为自耦变压器，具有可调整的 分接头。调压器共设有 9 个分接头，相邻分接头间 的线圈匝数为总匝数的 2. 5 即电压调整范围为 2. 5 ，总的电压调整范围为－5 ～ 15。输电 线路的接入方法电源侧 一次侧 接在变压器 可调分接头上;负荷侧 二次侧 接在变压器的 主线圈上。 3宏亚煤矿基于线路自动调压器的供电方案 基于线路自动调压器，提出了宏亚煤矿新的供 电方案，即方案 3。方案 3 采用 10kV 电压等级， 宏亚煤矿新建 10kV 变电所，配置 2 台 10kV 线路 自动调压器 调压器容量 8000kVA 。 因为方案 3 与方案 2 技术条件类似，可比性较 大，因此对方案 3 与方案 2 进行比较。方案 3 较方 案 2 的技术优点为调压器负荷侧电压符合要求 5 ; 经济方面的优点为初期投资低。而方案 2 较 方案 3 的技术缺点为隔离变压器负荷侧电压不符合 要求 －15～5 ;经济方面的缺点为初期投资 高，较方案 3 增加约 150 万元。方案 3 的技术、经 济指标均优于方案 2，故确定采用方案 3。 宏亚煤矿 10kV 变电所于 2011 年 4 月建成投运 后，由于纳林庙 35kV 变电站电压不稳及线路压 损，调压器电源侧电压波动范围为 9. 05～9. 60kV， 调压器运行稳定可靠，自动将负荷侧电压控制在 10. 25～ 10. 5kV 之间，符合规范要求，为煤矿稳 定、安全运行提供了保障。 4线路自动调压器在煤矿的推广应用 一些中小型煤矿，由于位置比较偏远，当地电 业部门只能提供 10kV 电源。由于远离中心变电 所，10kV 送电线路压降较大，压降达到 7 ～ 20。如何解决 10kV 送电线路压降，是这些煤矿 面临的共性问题。 选择线路自动调压器，可以使线路末端电压上 升 15～20，解决 10kV 送电线路的压降问题。 根据电源的重要程度 是否是煤矿主要电 源 ，考虑 2 个设计方案。 方案 1若需调压电源为煤矿主要电源，则在 自动调压器电源侧 输入侧 、负荷侧 输出侧 均设置母线，并在自动调压器电源侧、负荷侧设置 保护断路器，见图 1。 图 1主电源方案 方案 2若需调压电源为煤矿非主要电源，则 自动调压器电源侧可不设置母线、负荷侧设置母 线，在自动调压器电源侧、负荷侧设置保护断路 器，见图 2。 图 2非主电源方案 5结束语 根据宏亚煤矿的实际情况，通过分析煤矿常用 供电方案的优缺点，提出了新的适合宏亚煤矿的供 电方案，采用 10kV 线路自动调压器，实现自动调 压，电压调整范围为－5 ～ 15，成功解决了宏 亚煤矿 10kV 送电线路的压降难题。 针对边远煤矿，依据供电电源的重要程度，提 出了 2 个原则性的供电方案，为地方中小煤矿解决 线路压降提供了一个新的解决方案，对类似条件煤 矿的供电方案选择具有参考价值。 ［ 参考文献］ ［ 1］ 李军鹏 . 馈线自动调压器的应用 ［J］ . 农村电气化，2008 10 18－19. ［ 2］ 刘广利，李骥 . 配电线路串联自动调压器原理及其应用 ［ J］ . 东北电力技术，2004 3 29－31. ［ 3］ 李颖峰 . 自动调压器在 10kV 线路中的应用 ［J］ . 广东电力， 2013 3 62－64. ［ 4］ 杨怡君，王艳芬，王书强，等 . 自动调压器的控制实现方法 ［ J］ . 科技情报开发与经济，2007 13 255－256. ［ 5］ 古冬毅 . 10kV 配电网采用自动调压器的探讨 ［J］ . 科技资 讯，2010 14 132. ［ 6］ 冯向，韩琪 . 煤矿供电线路允许压降的分析及计算 ［ J］ . 装备制造技术，2014 8.［责任编辑 周景林］ 84 总第 127 期煤矿开采2015 年第 6 期 ChaoXing