霍煤集团露天煤矿移动变电站供电系统设计.pdf

辽宁工程技术大学 硕士学位论文 霍煤集团露天煤矿移动变电站供电系统设计 姓名史文军 申请学位级别硕士 专业电气工程 指导教师付兴武;王明武 20041201 摘要 本文分析了霍煤集团露天煤矿现在的移动变电站一电铲供 电系统存在的问题，设计出一套科学合理的新供电系统，为霍煤 集团的发展提供可靠的电力保障。文中对该系统各个环节的设计 作了详细的介绍。设计中采用了半移动式6 0 k v ／6 k v 移动变电站 的设计方法，使其不用因迁移单台移动变电站而停6 0 k v 环线， 具有巨大的经济效益。 关键词移动变电站雪橇电铲供电系统 A b s t r a e t T h i sa r t i c l ea n a l y s e se x i s t i n gp r o b l e mo fe l e c t r i cp o w e rs y s t e mo f t h em o v e m e n tt r a n s f o r m e rs u b s t a t i o n p o w e rs h o v e lo fH u oc o a lg r o u p o p e nc o a lm i n ea n dt h et h e o r yo ft h i ss y s t e m ．As e to fe l e c t r i cp o w e r s y s t e m sw i t hr a t i o n a ls c i e n c ei sd e s i g n e d ，o f f e r i n gt h er e l i a b l ee l e c t r i c g u a r a n t e ef o rt h ed e v e l o p m e n t o ft h ec o a lg r o u ps u d d e n l Y ．T h ed e s i g no f al i n ko fs y s t e mi si n t r o d u c e di nd e t a i li nt h ea r t i c l e ．T h ed e s i g na d o p t s t h e d e s i g n m e t h o do ft h eh a l fm o v e m e n tt r a n s f o r m e rs u b s t a t i o no f 6 0 k v ／6 k v ，m a k i n gt h e i r 6 0 k vl o o pw i r ew o r k i n go ne v e ni fm o v i n ga s i n g l e m o v e m e n tt r a n s f o r m e rs u b s t a t i o n ．I th a se n o r m o u se c o n o m i c b e n e f i t S ． K e y w o r d s m o v e m e n tt r a n s f o r m e r s u b s t a t i o n ，s l e i g h ，p o w e rs h o v e l ， e l e c t r i cp o w e rs y s t e m 辽宁工摇技术大学矮学位论文 1 绪论 l 。1 阚趱瓣挺出 霍煤集团位于内蒙古通辽市境内，科尔沁草原膜地的霍林河醛。是我豳 箔一个自行设计、自行施工、自行建设的千万吨级大烈露天煤矿。霍煤集团 “三步走”战略将实现煤炭年产爨3 0 0 0 万遽，电监装撬3 0 M W ，趣鳝铝1 0 0 万吨，成为东北地区的“煤都”、“电都”、“铝都”，最终建成国内一流，国际 具有一定影响力的特大型现代化企业集团。然而，要窟现这一宏伟目标，作 为最大支撞产韭熬漾煤生产将熬裂决定蕊懿穆爰。瑟缀蒺生产又怒鞋露天歼 采为主，采用单斗电铲一一汽车一一胶带运输半连续工艺。 目前的露天煤矿虽然已经具有了年产1 2 5 0 万吨的生产能力，但现在移 动交毫鏊一一毫铲供瞧系统却存在严重瓣戆，楚潆炭生产受供惫戆麓绞蠢影 响，造成“r 较大的经济损失。 如何在海拔8 7 0 多米，最低气温达- 4 0 ℃，风力霹达十一级的气候条件 下台理确定筷毫方式，确绦移渤交电菇_ _ 一电铲餐惫系统熬可靠运行，已经 成为摆在霍林河露天煤矿的一个十分重大的问题，也是一个亟待解决的问题。 因此选定霍煤集团露天煤矿环线一一移动变电站一一电铲供电系统设 计，通过对该系统魏理论努拆，设计高科学合理魏供魄系统，为筏缣集餮翁 发展提供可靠的电力保障。 l 。2 研究鲍现状 1 溺静研究酌蕊狡 露天矿山及大型工地采用移动式变电站，欧美国家要早中国近二十年， 上世纪九十年代发达耀家的移动式变电站魄开始在中鲻使用。茭中熟拿大壤 顿一库克公司的移动式变电站在江西德兴铜矿运行，美濑阿克泰森公司移动式 变电站在安太堡煤矿运行，满足了露天采场大容量、移动式供电的需求。⋯ 毽羚移魂式变惫法其移动方式专车载式、雪橇式涎耱方式。筵主缝线方 式充分考虑了现场无入值班，有效防护人身安全，设舔安全的重点，且基本 采用单回路架空进线，一至两回电缆出线，变压器容掇在2 5 0 0 - - 一6 3 0 0 K V A 之闽。 进线侧采用负葡开关、熔断器、避雷嚣组成过流及过电压保护和正常操 辽宁] 箨袋零丈学硕士学位论文 2 作。【2 1 变聪器二次侧中性点通过电阻接地，输出电缆采用五芯或六芯电缆， 瓒加了一掇控铡遗线秘检测逑线。配以餐簸囊潺电电压、电沆捡测，逑线凝 线检测装鼹和跳阐装髓，变压器用智能型综合保护装灏。 这种方案有一个设备接地网和一个检测接地网随设备移动，有效地防护 久赛安全，餐由于采翅专露秀缆，嚣裁在潮肉只有少数矿由使用。 国内使用欧美移幼式变电站大都为3 5 K V 电压等级。但美国阿克泰森公 司亦有1 1 0 K V 产品，熊l l O K V 侧仍然选用负荷开关 目前国内尚觅此产品 。 热拿大墙顿一疼瓷公霹产麓葶羹美国瓣受寨森公司产瑟基本稳蹋。毽箕毫 缆出线形式各有特点。加拿大产品根据移动需要有插入式电缆耦合器，有中 问型和终端型，且中间可配最电缆分支箱配接若干回路，每个回路均有地线 燕测绦护，共隧藏平瓣逶遂孛瓣缀侔亵终璃组箨寒实凌。美国瓣宠泰森公司 有插入式电缆耦合器也有机械固定式接头，且供电回路由一根电缆出线至设 备。除非特殊要求，～般的地线照溅只能苹陬路检测动作。 2 潮肉骚究臻犊 目前，我国国内备大型露天矿山的坑口移动式供电设备差异较大，山西 朔州安太馕露天煤矿予1 9 8 6 年弓l 进美国盼3 5 K V ／6 K V 一5 0 0 0 K V A 移动式变电 洁，霞蠲效莱很好。1 9 9 1 年浅蒙吉准葛尔矿帮江落德兴矿弓i 避加拿大产 3 5 K V ／6 K V 一3 l5 0 K V A 移动变电站，使用的效果不理想。内蒙古伊敏河、霍林 河露天煤矿使用完全困产组合式穆动变电盘点，故障较多，影响了6 K V 坑口设 备的正常遮行。[ 3 1 1 9 9 8 年由谣期娜安家蛉瓣开煤矿采购设备时，工程技术人 员充分调研了进口移动变电站和国产的组合式移动变电站的使用及制造情 况，与江苏瀑兴开关厂共同开发了功能较突善、性能较好的移动式变电站， 并已有两台投入了使用，各项技术参数均达到了设计标准。 现在我国内蒙霍林河露天煤矿采用的6 0 K V ／6 K V 一3 15 0 K V A 移动变电站， 出沈阳市矿由或力搬躐厂生产 霞产组合残移囊变电懿，蠹沈隧嫌炭没诗跷 设计，予1 9 9 0 年投入使用。该移动变电站怒国内首例采用6 0 K V ／6 K V 电压等 级移动变电站，其使用地点不同于其它煤矿的最显著特点是，最低气温可达 ～4 0 ℃，风速霉达3 4 m ／s ，该移动遮6 0 K V 部分采瘸室矮奄菱，s K 没器采蠲室 内布置，投入运行后效果很不理想。低温时机械部分动作失灵，保护可靠憔 辽宁一j 群技术火学硕十学位论文 3 差，严重影响了煤炭生产。【4 】当时一次性购进6 台，使用4 台，现服役3 台， 这三台组合式移动变电站已经过多次改进，但性能仍不能满足要求，出现过 多次主变损坏事故。 综E 所述，目前在我国国内采用6 0 K V ／6 K V 一3 1 5 0 K V A 组合式移动变电站 为露天煤矿电铲供电的，只有霍林河露天煤矿一家。而该型设备通过运行发 现许多问题，根本无法保证煤炭生产的需要。 由此可见，选定内蒙古霍林河露天煤矿移动变电站一一电铲供电系统设 计最具有典型意义。尽快研制出理想的6 0 K V ／6 K V 组合式箱式移动变电站，不 论是从国际，还是国内都是填补一项空白。同时也为霍林河煤炭生产解决了 供电瓶颈。目前霍林河煤业集团工程技术人员，正在与泰州市辉煌开关厂共 同研制开发该设备，现已进行近两年的合作，有望在2 0 0 4 年“月投入试运 行。 1 ．3 设计的内容及方法 1 通过对6 0 K V 环坑线路及设备情况分析，设计出新的环坑线路。 2 通过对霍煤集团6 K V 供电系统现状分析，设计出6 K V 供电系统，并 制定出电缆敷设维护方案。 3 通过对电铲负荷的分析，合理设计主变容量及技术规范。 4 针对露天矿6 0 K V 移动变电站存在的问题，通过设计进行解决。 5 霍煤集团6 K V 电力系统无功自动调节的分析及设计。 6 设计出6 0 K V ／6 K V 一一20 0 0 K V A 新型移动变电站。 7 设计出环线～一移动变电站一一电铲供电系统，并制订出维护方 案。 { 王宁工程技术大学硕士学位论文 煤集团6 0 K V 供电系统现状分 霍煤嶷团6 0 K V 供趣系统褒状 1 6 0 K V 供电系统现状圈， 劝站一次网。 析及设计 如图形2 1 1 为供电总图，西2 一卜2 为移 2 6 0 K V 供瞧系统现状分誊居 ①翻前系统供电总容量为3 2 6 0 0 K V A ，其中露天生产作业区供电容量为 l2 6 0 0 K V A ，由4 台3 15 0 K V A 变压器供电。 ②默强2 一l 一2 中霹敷发瑷，1 。移动炎瞧法雁赴予虚线爨示溪区中心燕 鼹，已经无法向采区北侧供电。2 4 、3 。、44 移动变电站离采区北侧更远，特别 是34 、4 。移动站所在南区架空线路已经影响到采区向强南方向延伸。 ③漆予移动交瞧羹粟矮3 1 5 0 K V A 交糕器镤电，囊歪器容量较大至经惫 铲无法与变压器容量合理配合，经常出现一台变压器带3 台或4 台1 4 M3 电铲 过载运行，或只带l 螽或2 台电铲轻载运行，出现大马拉小车现象。 ④瓣翦菠髑豹 故，已经到了无法保 ⑤从4 台移动 数量多、分_ 蠢广，造 爱求。造成电缆有时 喻生产。 3 l5 0 K V A 交殛器 证正常供电的程 站分布来看，由 蠢狰者麓力差，经 度。 于移动站容量大、 浅移动菇虽然总容薰够嚣， 长达2 0 0 0 多米，移设豳难， ⑥扶图2 1 2 可以看出移动站交 雷器，和用于变压器短路和过载的高压 蕊变压器成建设琵额僚护及温度保护， 鬻发生变蕊器摈嚣攀 数量少，而坑下电铲 毽却不能满是电铲生产作、盈 接头多，故障率商，严重影 筮嚣一次系统只采矮了Y 薅l 予防雷豹避 跌落式熔断器保护。容量为3 1 5 0 K V A 这墩是原设计懿一静缺陷。 3 6 0 K V 供电蕉统设计 ①从图2 一卜2 可以看出6 0 K V 隔离开关采用G W 5 6 0 型，该开关导电回 鼹接触不可嚣，t } 蠡} 申毒，转动部佼锈蚀严璧，分合阕操作不灵懑，不其育爨 漠操作功能，应改为G w 5 A 一6 0I iD w 型隔离开关。该商腿隔离开关舆有接触可 靠，不怕冲击，克服了转动部位锈蚀现象。分合闸操作灵活、轻松，操动机 构具有爨误蹙慈，霹不簿体对转动部位疆承注涵，支羧缝缘子蘩瘸合成缝缘 子，重量轻、强度商、耐冲击、不易断裂，减少了维修工作量。 霍， 2 2 辽宁，l 程技术大学硕士学位论文5 豳2 一l 】6 0 k v 供电系统图 辽宁[ 程技术大学硕士学位论文 现移动变电站一次系统图 铲一 R W s - 6 0 移动站 图2 一卜2 移动变一次系统图 【5 l 另外G W 5 A 系列可配C S l7 - G 型手动操动机构，或C J 3 一X X 型电动操动机 构，当配用手动机构附装电磁锁时，可有效地实现隔离开关与断路器之间的 电气联锁，并可进行就地操作，为将来整个供电系统实现远动和自动化提供 可靠保证，也为将来的发展打下基础。1 ②线路位_ 翦 的设计 从图2 1 1 可明显发现露天北线已处在生产作业区中部，无法满足作业 区北部生产供电。而露天南线已经处于待开采位置，影响到采区向西延伸。 因此应根据生产实际情况，重新设计南北供电线路的位置，将供电线路向北 向西移设。 ③电力负荷计算 供电电源电压为6 0 K V ，由两条供电线路构成环形供电系统。变电所人工 补偿后功率因数保持在C O S 中 0 ．9 0 ．9 5 。电铲主电机为j s c 一6 5 0 6 T H 6 5 0 K W 6 K V3 ①5 0 H Z 6 P ，每台电铲有一台1 8 0 K V A 干式变压器，电铲的最高有功 功率负荷为6 5 0 K W ，功率因数为O ．9 1 。 因为C O So P ／S ，P 6 5 0 K W ，所以每台电机负荷为 S t P ／C O S 中 6 5 0 ／0 ．9 1 7 1 4 K V A 。每台电铲的总负荷为S S ． S 。，SB 18 0 K V A 每台变压器容量 即S 7 l4 K V A 1 8 0 K V A 8 9 4 K V A 当两台电铲共用一台移动变压器时，总的负荷为S 。 2 S 2 8 9 4 K V A l7 8 8 K V A sm 对于移动站变压器选择十分重要，是以后一切设计的理论基础。 移动变电站变压器容量选择 辽。r 工程技术大学硕士学位论文 ’ 根据上述计算，两台电铲共用一台变压器时的总负荷为Sn 17 8 8 K V A ， 因为变压器的容量s 应满足 S ≥S4 所以变压器应选择S 。一2 0 0 0 ／6 0 ，变压器其低压侧为6 K V 。 对该变压器应有具体要求首先要求变压器抗冲击能力要强，以满足 6 5 0 K V A 高压电机起动时对电流的要求，即采用日本进口硅钢片，A B B 技术， 要求具有瓦斯继电器和温度继电器及减压装置。因此，可采用沈阳市变压器 厂产品，也可选用重庆A B B 变压器厂产品 2 ．2 结合霍煤集团5 年生产发展实际分析及设计出6 0 K V 供电系统 1 南矿供电情况分析①南工业变电所6 1 2 1 线路只能供坑下两台电 镐用电。②东帮配电所4 9 1 5 、4 9 1 6 线路带三台移动站，而每台移动站只 能带三台电镐。现在坑下最多可带l l 台电镐运行，而坑下现在就有10 台电 镐作业，只是具备增加一台电镐的供电能力。这样就使得坑下南、北供电能 力不能正常发挥，也是由于目前移动站移设较难，数量少，导致坑下电缆过 长，接头太多，所以事故率高。3 2 北矿供电情况分析从珠南变电所6 2 6 线路供一台4 M3 电镐 在一 采 和一台采煤机，还可增加一台4 M3 电镐，6 2 l 线路供三采，目前可维持 运行。 3 鲁霍公司供电情况由南工业变电所6 123 线路供电，最多可带3 台4 M3 电镐。 4 南露天矿6 0 k v 供电设计 从对股份公司生产供电情况的分析中可以看出针对目前股份公司生产规 模的不断扩大，移动站数量急需增加，6 0 K V 隔离开关急需多设。现在东帮 配电所出口具有带2 0 台移动站 4 0 台电镐 的供电能力，东帮尚有一个备 用出口和一个备用单元可以利用，送出两条6 0 K V 高压线路。南露天矿到2 0 0 9 年电镐增加2 2 台，加上现有的1 0 台，一共是3 2 台电镐，这样可以用露天北 线4 9 15 、露天南线4 9 1 6 各带8 台移动站，每台移动站带2 台电镐 14 M 3 ， 下面对技术可行性进行分析 ①、东帮配电所进线隔离开关型号为G W 5 6 0 ，额定电流I e 6 3 0 A ， 辽宁【程技术火学硕士学位论文8 4 9 15 、4 9 16 线路线型为L G J 一7 0 m m 2 ，按规定7 0 m m 2 导线允许持续载流 量为2 2 8 A ，一台移动变电站设计容量为2 0 0 0 K V A ，额定电流为I e 2 0 0 0 ／43 6 3 2 0 A 。8 台移动站额定电流2 0 8 16 0 A 2 2 8 A ，线路线径能满足要 求。 ②、电压损失校验 按2 0 k i n ， c os 巾 0 ．8 5 计算，一台移动站有功P 2 0 0 0X0 ．8 5 17 0 0 K W 无功Q 2 S2 一P2 10 5 4 k v a F 电压损失△u P R 。十Q X 。 ／V e L 17 0 0 0 ．4 6 10 5 4 0 ．3 5 ／6 3 2 0 3 6 5 V 8 台移动站损失电压AU 3 6 5 V x8 2 9 2 0 V 电压损失的百分数Au ％ 2 9 2 0 ／6 3 0 0 0 0 ．0 4 6 4 ．6 ％ 电压损失符合要求． 按15 k mc o s 中 O ．8 5 计算，则电压损失△u 2 7 4 V 8 2 1 9 2 V 电压损失 的百分数AU ％ 2 1 9 2 ／6 3 0 0 3 ．5 ％ 电压损失符合要求。 南工业变电所由两台10 0 0 0 K V A 变压器供电，一台运行，一台备用，目前 冬季负荷已达8 0 0 0 K V A ，还存有2 0 0 0 K V A 富裕容量。 5 北露天矿6 0 k v 供电设计 珠南变电所设计容量为2 台10 0 0 0 K V A 变压器，一台备用，一台运行， 从负荷统计表中已知冬季高峰负荷值为5 8 0 0 K W ，其中，不含电厂施工部分容 量 现施工容量已达4 0 0 0 K V A ，按负荷系数7 0 ％考虑，实际负荷量为2 8 0 0 K V A ， 第二输煤系统总容量为3 4 8 0 K V A ，设计时考虑到每个配电室留有10 K V A 余量 共计4 0 K V A ，这样实际第二输煤系统总容量为3 4 4 0 K V A ，且电机和设备有同时， 运转情况。⋯。如果北区沸腾炉 总容量为3 5 4 0 k w 运行后，电厂施工结束 容 量2 8 0 0 K V A 那么珠南变1 0 0 0 0 K V A 变压器还能满足容量3 4 4 0 5 8 0 0 9 2 4 0 K V A 的要求，但实际还应考虑到有10 0 0 K V A 的交叉增量 即沸腾炉运行后电厂部 分施工未结束 ，所以还应把南工业变电所联络线6 1 13 线路作为备用。 根据北露天矿2 0 0 4 2 0 0 9 年设备年购置表，到2 0 0 9 年北露天矿将增加 17 台电镐而目前6 2 6 9 线路除带有一台电镐和一台采煤机只能再带一台f 乜镐， 辽宁工程技术大学硕士学位论文 9 所以北露天矿如果增加设备容量只能从以下三个方面考虑 一是电厂施工用电减少的情况 即施工期结束 。 二是珠区沸腾炉停炉。 三是城市居民用电移交地方电业局。 在这三种情况下都可以向一、二、三采提供电能，但新增容量受到减少 负荷容量的限制，否则无法增加向一、二、三采的供电量，如果采区规模扩 大，也只能采用6 0 K V 铁塔供电，方案 一 是从一次变架设一条6 0 K V 线路 直接到新增移动变电站电压6 0 ／6 ．3 。方案 二 是从东帮配电所4 9 3 1 配出 6 0 K V 线路到采区，用移动站降压使用，导线型号为L G J 一7 0 m m2 ，这样经过计 算在2 0 k m 以内，符合技术要求，可带8 台移动站 16 台电镐1 4 M3 能保证 生产供电。 6 鲁霍公司供电设计 鲁霍线6 12 3 线型L J 一1 8 5 全长1 6 ．6 5 k m 按一台电镐 4 M3 计算技术 可行性电压损失△u 3 5 0 0 ．17 2 6 2 ．5 0 ．3 5 ／6 ．3X 16 ．6 5 4 0 0 V 电压损失百分数Au ％ 4 0 0 ／6 3 0 0 6 ．3 ％，所以只能给一台电镐供电，根据 鲁霍公司2 0 0 4 2 0 0 9 年设备年购置表，到2 0 0 9 年鲁霍公司电镐 14 M3 将增 到2 8 台，这样现有供电能力显然不足，所以只有采取从一次变架设6 0 K V 线 路到扎哈淖尔采区移动站直接给电镐供电，或从南工变架高压来解决，但需 在南工变装设一组6 0 K ，G I s 保护系统，目前该系统已经由霍煤集团有关工程 技术人员与上海德力西开关总厂共同设计出系统方案，定于2 0 0 5 年2 月末投 入使用。 以上供电规划所依据的变电所的数据详见附表2 2 1 ，附表2 2 2 ， 附表2 2 3 。 7 霍煤集团6 0 k v 供电系统远景设计总图详见图2 2 一l 。 附表2 2 1 移动变电站和采区配电点计划每年投入运行设备数量及金额 登皇差篓塞查盔兰篓苎耋堡整奎 蠹密强竞热分 移鼬变也站 数 2 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 72 爵0 82 0 9 2 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 e 72 0 0 82 0 0 9 釜 一 盘 v 2284881 14244 惫 ， 额 2 02 08 04 08 08 07 07 02 8 014 00 8 02 8 0 露 弼 、。 台诗3 2 0 万嚣n 2 0 万元 电铺计划购置枯数 2 0 0 42 0 0 52 0 0 82 0 0 72 0 0 82 0 0 9 袁矿 42S64 北矿 43334 落霹2 31 09 台 计 1 0Sl39l7l3 静 v 设计线路部分 设诗一放变至鞭离区线路金籁 △U ．。％ 0 ．4 5 ％ 所选电缆满足要求。 ③按经济电流密度校验电缆 查表得年最大负荷利用小时3 0 0 0 ’5 0 0 0 小时时铜芯电缆为 J ，， 2 ．25 A ／衄2 经济截面计算式‘．‘s ，． I 。；／J ，。 ．‘．S 。。 I 。。／J ，， 9 l ／2 ．2 5 4 0 ．4 唧2 式中I ，。一电缆线路计算电流 A Jr 。一经济电流密度 由于计算电流为9 1 A ，当年最大利用小时数取3 0 0 0 ’5 0 0 0 时S 。．4 0 ．4 时 应选3 5 0n l m2 l 1 6l l l n l 2 的橡套电缆。也就是说3 5 m i l l 2 的铜芯橡套电缆不能 满足霍煤集团坑下电铲供电的需要。【1 o 】 暹。≯王箨技零大学颈j 学键论文 1 6 4 ．移动变电站主变容濑的选择及技术规范 4 。1 移动交电站受萄诗箨 供电电源电篮为6 0 K V ，由两条供电线路构成环形供电系统。变电所人工 补偿后功率因数保持在C O S ① 0 ．9 0 ．9 5 。电铲主电机为J S C 一6 5 0 ～ 6 T [ 1 6 5 0 K W6 K V3 ◇5 0 1 t Z6 P ，每台龟铲套一台18 0 K V A 予式变歪器，电 铲的最高有功功率负荷为6 5 0 K W ，功率因数为0 ．9 1 。 因为C O S 中 P ／S ，P 6 5 0 K W ，所以缚台电机负荷为S 。一P ／C O S 中 6 5 0 ／0 ．9 l 一 l K V A 。镲蠹毫铲懿毖囊蔫为S S ； S e ，S 。 1 8 0 K V A 每台变逶 器容量 即S 7 1 4 K V A 1 8 0 K V A 一8 9 4 K V A 当两台F 乜铲共用一台移动变压器时，总的负荷为S ‰ 2 S 2 8 9 4 K V A 一 | 7 8 8 K 矗 Sn 对于移动站变胍器选择十分重要，悬以后一切设计的理论基础。 4 。2 移动变电站变压器容量选择 寝据上述诗雾，辩台奄铲共蘧一台交溪嚣对弱惑爨薄为Sn 1 7 8 8 K V A ， 因为变压器的容量S 应满足 S ≥S ∞ 瑟以变蘧器应逡释S 。一一2 0 0 0 ／6 6 ，交聪器萁低蕊铡6 ．3 K V 。 注出于 霍煤集团处于通辽市供电网，2 0 0 4 年12 月电网开始升级为6 6K V ，所以设备 选型时，对电压进行爨新标定 对该交器器应有燕俸要求酋先要求变压器抗冲击能力要强，以满足 6 5 0 K V A 高压电机起动时对电流的露求，即采用日本进网硅钢片，A B B 技术， 鼹求具有露矮继电器和温度继电器及减压装嚣。因此，霹采用沈耀市变压嚣 厂产品，馥可选掰重庚A B B 变压器厂产品。‘⋯ 4 ．3 作为变电站保护的6 0 K V 避褥器的选择 由于阍型避雷器存在内部气羧，湛度变诧时的母吸俸爰鬟暇瀵，孵绝缘 驸污水平麓，老化快等缺点，搠之霍林河地区气候条件蒺，本设计采用复合 外套金属氧化物避雷器，该避雷器内腔采用真空灌胶，消除了内部气隙，避 免了吸潮，其外绝缘袋惩硅橡胶伞疆，提燕了钤缝缘瓣污承乎，哥霉豹压力 释放装置保证了附近运行设备的安全，且具有老化馒，运行维护工作量小等 辽宁L 程技术大学硕士学位论文 优点。 4 ．4 移动变电站主变压器技术规范 1 使用环境条件 S 。一一2 0 0 0 K V A 主变压器技术规范 表4 4 1 使用环境 环境项目 保证值 安装地点 户外 海拔高度 m ≤10 00 户外环境温度 。c 一30 ’。45 U 照W ／c I l l2 风速0 ．5 m ／S 0 ．1 覆冰厚度 m m l0 屉大风速 m ／S 35 最人月平均相对湿度 2 5 。C 时 9 0 ％ 水平加速度 m ／S2 2 地震垂直加速度 m ／S2 1 水平加速度和垂直加速度同时作用安拿系数1 ．67 I I I 对应爬电比距为3 ．1C m ／kv ， 污秽等级 按最高工作线电压计算 最大日温差 k 25 2 系统额定值 表4 4 2 系统额定值 额定电压 6 6 K V 最高运行电压 72 ．5k ” 额定频率 50 HZ 中性点接地方式有效接地 辽宁￡程技求天学矮士学健论文 3 变压器的主要参数 表4 - 4 - 3 变压器的主要参数 型式兰相油浸自冷、敝绕组、无抽磁调压低损耗l 包力变压器 商压侧额定I b 雁 6 6 k v 壤定容量2 0 0 0 X 高压分接范制5 ％ 低脒侧额定I n 麟 63 K V 接线舀，Y H t l J 高压绕组按△连接，低压绕组按Y 连接，中性点通过一个安装在变压器 顶盖上的爨管引出接地。 表4 4 4 额定绝缘承平 额定雷电冲击载波冲击额定工频 电雕恻名称耐凳l b 压 1 ．2 ／5 0 8 ，耐燃j l l | 受电压 峰俊，全渡 峰值 1 m i n ，有效德 高J 氍侧32 5KV3 6 0 K V14 0 K V 低撬侧7 5K V8 5K V3 5 嚣V 中桎点7 5K V85K V3 5K V 套管 a 耐压 表4 4 5 耐愿 额定雷电冲击颓定王频耐受电聪 } 毡援捌名嚣耐受电燕 1 m i n ，蠢彀莛 1 ．2 ／50 us 。峰值，全波 高压侧 35 0K V 15 0 K V 诋惩铡7 5 K V35K V 中- 眭点75K V3 5K V b 瓷套管颜色 e 最小黯褥 棕色 辽‘j t 工程技术人学硕士学位论文 高压侧 低压及中性点 2 2 4 8 m m 4 0 0 m m d 套管额定电流值与变压器过负荷能力相一致 e 端子允许荷载不小于下列数值 三力同时作用 ，安全系数不小于2 ．5 。 一次侧出线端子形状为板状。 表4 ～4 6 端子允许荷载 f b 压侧名称水平纵向垂直纵向水平横向弯矩 高压侧 8 0 0N8 0 0 N6 0 0 N6 0 0 Nm 低压侧 80O N800 N50 0 N6 0O N ．m 中压侧 800 N800 N500 N600 Nm 损耗 空载损耗 负载损耗 额定电压和频率下，空载电流不小于额定电流的2 ％ 额定短路阻抗 变压器设有保护装置 重瓦斯两付接点跳闸 轻瓦斯报警 4 期望寿命 4 ．6 K W 19 K W 8 ％ 直流2 2 0 V 直流2 2 0 V 当变压器运行在规定的条件下，变压器具有3 0 年的期望寿命。 5 一般要求 变压器为户外、三相、油浸型 S 9 系列 。 局部放电水平 在规定的试验电压和试验次序的条件下，高、低压侧绕组局部放电量分别不 得大于2 0 0 p C 。套管局部放电量不得大于l O p t 。 无线电干扰电压和电晕在1 ．1 7 ．2 5 ／43 K V 下，无线电干扰电压不大 于5 0 0 u V ，在晴天夜晚应无可见电晕． 温升 表4 4 7 温升 辽宁1 _ 程技术大学硕士学位论文 2 0 变压器部位 温升限值 K 绕组 6 0 油项层 55 铁芯及其它余属结构零件表面 80 绝缘油符合G B 的最新板本，考虑霍林河最低气温用一4 5 变压器油。 6 性能试验及保证该变压器应进行符合G B 标准的各项出厂试验和现场安 装后的试验。 7 变压器要求承受的过负荷能力 表4 4 8 油浸自然循环冷却的变压器事故过负荷允许运行时间 时分 过负荷环境温度 。C 倍数0l O2 0304 0 1 ．12 4 0 024 0 02 4 001 9 0 07 0 0 1 ．22 4 0 024 0 0l3 005 5 02 45 1 ．323 0 0l0 0 05 303 0 01 30 1 ．48 3 05 103 l01 4 5O 55 1 ．54 453 102 001 10O 35 1 ．63 0 02 0 51 2O 0 450 l8 i ．72 05l 250 550 25 0 0 9 1 ．81 3 0l 0 00 300 l30 0 6 l91 0 0 0 350 1 80 0 90 05 2 ．00 4 00 220 1 10 0 6 辽宁工程技术大学硕士学位论文 2 5 露天矿6 0 K V 移动变电站存在的问题及解决方法 5 ．1 移动变电站整体运输可靠性的解决办法 露天矿的移动变电站大多数安装在6 0 K V 架空线下面，道路狭窄崎岖不 平，坡度大。用吊车、平板车、挂车运输十分不便。因此，在架空线路下面 将移动变电站拖出或推入就都离不开推土机的协助。所以移动变电站的矿坑 运输优先选用推土机，而不用吊车和平板挂车等运输方式。 目前最好的办法是选用雪撬式底盘，将6 0 K V 进线单元降压变压器和6 K V 输出控制柜安装在雪撬式底盘上，底盘条4 0 b 工字钢三根作纵向支撑，其间 用14 槽钢与底盘板焊成多个长方形，每个长方格再用14 槽钢分解成三角 形，框架底部用1 0m i l l 厚的钢板全封死满焊。再安装6 0 K V 进线架、变压器。 6 K V 出线柜的位置用槽钢加强，在底盘4 0 b 工字钢两端部各焊两个吊装耳环， 用于推土机牵引，在底盘的4 0 b 工字钢两侧各用螺栓装配两个吊钩，以便用 钢丝绳起吊装车运输。 6 K V 输出控制柜用槽钢和6 3 4 0 衄不等边角钢组成框架，外敷5f i l e 冷轧 板，用螺栓将柜子固定在底盘上。柜内负荷开关、隔离开关、真空断路器和 操作机构等均安装在柜内的角钢框架上。【l 2 】 变压器的固定与防震。该移动变电站配置一台由沈阳变压器厂生产的 S 9 2 0 0 K V h 6 6 K v ／6 K V 低损耗电力变压器，短路阻抗为8 ％，频率为5 0 H z ， 绕组接线D ．Y 。11 。变压器位于雪撬式底盘的中部，且变压器长轴线与雪撬式 底盘长轴线重合，即高低压引出线位于底盘两侧，其优点 1 、虽增加了运输的长度，但减少了运输的宽度，符合铁路和一般公路 运输要求，降低了运输费用。 2 、变压器散热器外沿位于高低压设备及柜体宽度以内，运输过程中不 易碰伤。 3 、推土机牵引时，加速度变化，道路不平，变压器内部铁芯震动主要 起源于上下方向和牵引方向，变压器长轴线与底盘长轴线重合，变压器稳定 性较好，可避免变压器线圈引出线在震颤力作用下疲劳断裂。变压器内部铁 芯还采用了上下定位，多点固定和硅橡胶减震，外部采用槽钢固定和硬质橡 胶板减震。 婆 三塞茎垄奎兰蔓圭堂堡垒奎 i 选用抗震性较好的A B B 微机电动综合保护装置 详见材料明细农 。 通过娃上接施，馕移动变电嬷的移动憾熊完全可以达到预期强标，曩裁 该移动交魄站已经完成了研制生产过程，正在霍煤集溺试运行。 5 ．2 优选电气性能好的元器件 在这次设鎏选墼没诗中，鬟媒技术久员淤点菜单方式摆定各元l 串靛援格 烈号及参数，要求变压器带温度电结点，有轻瓦斯报警，重瓦斯跳阐触点。 先用了瑞士A B B 公司嫩产的S P A J l4 0 C 组合式过电流继电器，该过魄继电器具 有定时限稿反时限酶。陵，溺户遴遭按键缡纛，霹分裂憋定孛毪线毫滤、携惫 流的过负荷和过电流的延时、速断及后备保护。内部配有1 ．2 V 可充电电池， 在停电状态下可记忆原设定值和跳闸故障信号。电流甄感器、电羼互感器的 傣号壹接簸入该装萋，输密魏阕绩号。逶邋舞藏中阙继邀器，凌紫藤器跷演。 对6 0 K V 避雷器、6 K V 输出隔离开关、真空断路器、电压瓦感器、电流互感器、 控制电源变压器、仪袭和继电器鼯均确认了规格、型母和参数，并指定国内 矮量菇、餐誉毫静生产厂家。l 驺】 5 ．3 解决蜜全供电的难题 1 、中{ 生线限流电阻 众群髑知，露天矿由掰臻熬移动设营不便于激接稳极。巍侮巍然接逾寇 阻高，一但设备漏电。在设备周围产生的分布电压极易造成对工作人员的伤 害。该设计采用了国外矿山的供呶方式，用三相五线制供电。即三根楣线， 一辗接魑线和一报蓝涌魄线联羧状态的篮撩线。并量采孀变压器中往线率黻 流电阻接地方式，限流电阻参数赢流电阻14 1 欧，功率9 l K w ，电流2 5 A ，工 作电压7 ．5 K v ，在限滤电阻回路中串入接媳电流互感器，限流电隰端接入接 魄电压互感器。【1 接跑电流电嚣启动值和延时均由奔j 户自幸亍设定，当达到设 定值时，s P A J l4 2 c 组合式过流继电器装输出信号，使6 K V 真空断路器跳闸。 采用限滚滚隧接地，溉限铡接媳救障电流，又提高接圭| 煞故障静麟阕灵敏度， 及时切除故障电缆，防止进一步扩大事敲。为实现该功能霍煤集闭露天煤矿 现场已经将20 0 4 年新购电缆，由原