古书院矿35KV变电所改造设计的几点做法.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流古书院矿35KV变电所改造设计的几点做法.精品文档.古书院矿35KV变电所改造工程的设计特点师雪鹏摘要：文章介绍了古书院矿35KV变电所改造的设计特点，该变电所设计指导思想起点高；电气设备选型先进；设计改造、安装设备方式合理、现场交叉作业及停电次数、范围少；辅助系统布置合理，安全检修方便。变电所的改造设计模式为今后矿井35KV变电所改造提供了有益的借鉴，对煤矿供电的设计、运行、管理者有一定的借鉴参考作用。关键词 35KV变电所 改造 设计特点 晋煤集团古书院矿是一座年产量为300万吨/年的大型矿井，该矿35/6KV变电所位于矿工业场地内，担负者矿井的全部负荷。变电所于1980年改扩建建成后，已连续运行23年。期间虽进行过多次维修，但从未进行过技术改造，主要设备已老化，继电保护经常误动、拒动，不能保证矿井的安全生产。经过对该变电所改造升级。已形成一座有人值班、无人值守的现代标准化变电所。本文就该变电所的设计特点作简要介绍。1、改造前的状况古书院矿35KV变电所为35/6KV终端变电所，35kV主接线采用单母线分段接线方式，共9个间隔，分别为35kV进线两回、主变出线间隔三回，一个母联分段间隔、两组避雷器及电压互感器间隔、一回所用电间隔。装设两台主变，单台容量10000kVA，预留一台主变位置。6KV也采用单母线分段接线方式，在正常情况下分裂运行。6KV配电系统由三回进线、三组避雷器及电压互感器、一回所用电、两回分段和四十一回馈出线组成。因现场负荷的变化，第三台主变设备未安装，其两端35KV及6KV开关设备均安装未投运。35KV设备为户外布置方式，断路器为DW135多油断路器、电压互感器为JDJ35油浸绝缘式。6KV采用室内布置方式，柜型为GG1A固定式开关柜，内配SN210少油断路器。变电所继电保护采用继电器式保护。变电所的设备运行时间长、设备性能已老化，经常出现越级跳闸现象。2、改造工程设计特点2.1、设计指导思想起点高本次改造设计按照一次设备无油化、二次设备智能化、电力调度自动化、通信系统网络化的原则进行。为了不影响矿井生产及考虑变电所的负荷增加，此次设计在原有主接线及设备的基础不变的情况下，按照整体设计、分步施工的方式进行了变电所的改造设计。最终形成一座有人值班、无人值守的现代标准化变电所。2.2、电气设备选型先进本变电所在需要更换的电气设备选型时，综合考虑技术、经济和现场原有设备基础等因素，选用了一批技术先进适用、性价比高的电气设备。1）、35KV户外断路器采用LW3440.5型SF6断路器，其具有以下主要特点：a、开合电容器组、电抗器组均无截流过电压。其较低的操作过电压水平，无需外加任何过电压保护装置。b、产品整体采用全不锈钢结构。紧固件、面板、外壳均为不锈钢材料制成。在原多油断路器的基础上增加钢支架即可满足安装要求。c、断路器可内装4组电流互感器，准确级可达0.2级，无需专设电流互感器，节省空间及造价。d、 密封性能可靠，采用进口密封胶垫，静密封采用“O”型密封圈结构。动密封采用“V”型密封圈带弹簧压力补偿结构;互感器的二次接线板由进口模具采用压力注射工艺生产，抗老化性能强，确保年漏气率1。2）、6KV开关柜内断路器选用VS1-12真空断路器，采用直流弹簧储能操动机构。其具有结构简单、维护量小、价格便宜、性能优越等特点，断路器灭弧室采用性能优良的Cr-Cu合金材料，具有较好的开断性能及较低的截流水平。针对其操作小电流电感负载及切合电容器组过程中较易产生操作过电压的现象，在开关柜内装设并联金属氧化物避雷器加以限制。3）、为避免变电所在运行时发生铁磁谐振，产生谐振过电压，危害电气设备绝缘及系统运行安全。设计在选择35KV电压互感器时采用呈容性的SF6气体绝缘电压互感器。杜绝35KV系统铁磁谐振现象产生。在6KV电压互感器的二次侧加装微机消谐装置，自动判断谐振频率，依据不同频率输出脉冲，控制可控硅导通，自动吸收谐振能量，圆满解决了6KV系统发生铁磁谐振的现象。4）、微机综合自动化装置先进、可靠。本变电所采用PDS-700变电所微机综合自动化系统，采用分层分布式模块化思想设计，系统分为两层：厂站管理层和间隔层。厂站管理层和间隔层之间通过双总线CAN网连接。并具有遥测、遥信、遥调、遥控的“四遥”功能及远动功能，和上级调度通过光纤通信，实现了变电所无人值守。5）、设计淘汰了原变电所的合闸电源为DC220V硅整流，分闸电源为DC48V小容量镉镍电池装置的直流系统。采用DC220V高频开关电源充电，充电模块采用N+1备用，提高了充电模块的可靠性。选用进口免维护铅酸电池组，并配有通信接口与后台微机系统通信，实现变电所综合自动化。6）、为了彻底解决矿井自然功率因数低、损耗大、电源质量差的问题，设计更换了原固定并联补偿电容装置，采用自动跟踪分组投切电容补偿装置。根据变电所负荷及电压变化情况，由控制器进行电压无功综合控制。电容器由高压真空接触器自动按循环方式投切，均衡电容器工作时间和投切的动作次数，保证电容器的使用安全及寿命。通过分组投切可根据负荷进行精细补偿，补偿效果好。7）、本矿井内井下供电线路全部采用电缆，且供电距离长、范围广，6KV系统电容电流早已超过煤矿安全规程第四百五十七条规定的“20A”限制。此次设计更换了原先的固定补偿消弧线圈，选用电容电流自动跟踪补偿消弧线圈装置，该装置可自动实现动态跟踪补偿，将系统接地电容电流补偿到5A以下，可有效防止弧光接地故障的发生。装置具有RS-485接口微机通信功能，与变电所后台微机监控系统相连，可实现综合自动化。2.3、设计改造、安装设备方式合理，现场交叉作业及停电次数少、范围小1)、为了解决在改造施工期间不影响矿井正常供电，结合矿井负荷不断增加及变电所预留了第三台主变位置的实际情况，设计中增加了第三台主变及两端设备。施工时可先安装第三台主变及两端设备，再改造其它主变及两端设备，保证变电所6KV双回路出线用电负荷的可靠性。只需在改造35KV母线及进线时造成变电所短时单电源运行，可保证矿井供电的安全可靠，减少了停电范围及次数。2）、6KV开关柜为老式GG1A型固定开关柜，布置方式为靠墙安装。如更换其它新型开关柜，则可能引起操作距离不够、进线位置对不齐等安装问题，且安装更换时会造成全矿井停电。设计采用保留柜体及辅助元件设备；换柜内主要元件如：断路器更换为VS1-12真空断路器，控制保护装置采用PDS-761A微机综合自动化装置；加带电显示装置、限制操作过电压的避雷器、辅助开关及按钮等元件。改造施工时可采用一次改造少量几台，多次改造的方式进行。不影响其它开关柜的正常运行，保证矿井正常供电。3）、在控制室内的设备改造安装设计中，针对新老控制保护屏的交替更换改造会造成控制室混乱、影响设备的安全运行的问题。设计采取在控制室旁边加盖一间房，专用于安装新的控制保护屏，等新设备全部安装运行正常后，再拆除旧的控制保护设备，旧控制室装修后安装后台机及模拟屏作为调度值班室。既扩大了控制室面积，又保证了安装、生产两不误。4）、变电所主变压器虽然运行了较长时间，但根据现场外观情况及试验数据表明该设备还能可靠运行。设计时没有简单的进行设备更换处理，而是经过合理化建议进行设备大修，这样既节约了成本、降低投资，又减少了安装工期及费用。5）、变电所原所用电系统一回的35KV母线上安装一台SJ-100KVA/35所用变压器作为主供电源，另一回电源取自本站6/0.4KV动力变压器，不符合35110KV变电所设计规范第3.3.1条规定。为了保证所用电系统运行的灵活性、可靠性。设计改变了其安装位置，将35KV母线处的所用变压器改接在II段35KV进线处安装。同时在6KVI段母线中增加一台6/0.4KV所用电开关柜。保证了所用电系统符合规范、安全可靠、运行灵活。2.4、辅助系统设计、布局合理，运行安全、检修方便1）、变电所原户外二次信号、保护、控制、操作电源等电缆直接接在一次设备上，没有通过设备的端子箱转接。在二次电缆检修、更换、试验时经常需停电作业，给现场运行人员带来极大不变。此次设计中在户外断路器及变压器旁，沿电缆沟边均设置了端子箱。通过端子箱将二次电缆转接至设备操作箱或辅助开关上，同时在端子箱内安装加热除湿、照明装置，保证了变电所安全运行。2）、设计中除更换室内照明灯具外，还增加了变电所事故照明。设计没有采用自带蓄电池事故照明灯具，而是采用普通白炽灯，电源引自所内直流屏，避免了灯具内电池的日常维护。室外照明拆除母线构架上的照明灯具，设置专用高杆照明灯，提高了照度水平，方便了现场运行。3）、针对变电所原一、二次电缆沟没有分开设置的现状，设计重新布置了二次电缆沟，原电缆沟作为电力电缆的专用沟，并在电缆沟的分支处、进出建筑物处、设备盘柜下方设置防火堵料或防火墙，防止火灾事故扩大，影响全站运行。4）、重新合理布置了变电所的接地系统，将所有设备均通过二点与主接地网相连，降低了接触电压及跨步电压。给施工和维护提供了安全保障。3、结束语古书院矿35KV变电所经现场改造安装施工，其工期和新建变电所基本相同。自改造完投运半年多以来，运行良好，维护工作量小，未出现任何电气设备故障，其改造工期短、安全可靠的特点得到了充分展示，受到施工单位、业主和电力部门的一致好评。在煤炭经济效益转好，有改造资金的大环境情况下，今后煤矿变电所改造项目将不断增加。古书院矿变电所改造的设计模式将为今后矿井35KV变电所改造提供有益的借鉴。参考文献1、 GB5005992，35110KV变电所设计规范2、 GB50052-95，供配电系统设计规范3、 顾永辉、范廷瓒，煤矿电工手册，煤炭工业出版社作者简介：师雪鹏（1970），男，山西高平人，工程师，