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【摘 要】选煤厂电气设计是选煤厂工程设计中的一项重要内容,其规范性和技术性都很强,文章首先对选煤厂电气设计的常用设计规范进行了介绍,然后对660V配电系统设计、变配电室设计、电气线路设计、变压器设计中需要注意的问题进行了论述.对于做好选煤厂电气设计具有一定的参考价值.
【关 键 词】选煤厂；电气设计；设计规范；变配电室；电气线路；变压器
前言
选煤厂电气设计是选煤厂工程设计中的一项重要内容,其规范性和技术性都很强,许多方面涉及到国家强制性条文的贯彻落实.要做好选煤厂电气设计必须熟悉并严格执行国家现行的有关规范和规程,还要结合选煤厂的具体情况,否则会出现种种问题,影响设计质量和工程进度.
1选煤厂电气设计的常用设计规范
选煤厂电气设计的常用设计规范主要有：《建筑物防雷设计规范》GB《00057-94（2000年版）；《建筑照明设计标准》GB50034-2004；《建筑设计防火规范》GB50016-2006；《低压配电设计规范》GB50054-95；《3-110kV高压配电装置设计规范》GB50060-2008；《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-94；《供配电系统设计规范》GB50052-2009；《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93；《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007；《煤炭洗选工程设计规范》GB50359-2005；《爆炸和火灾危险环境电力装置的设计规范》GB50058-1992.
2660V配电系统的设计
选煤厂低压配电系统的电压等级有380V和660V.2007年国家发改委颁布《煤炭工业节能减排工作意见》,要求新建大中型选煤厂采用660V配电.《煤炭洗选工程设计规范》GB50359-2005的14.2.1条规定了660V系统在设计时必须遵守的原则：当选用660V电压等级时,变压器660V侧中性点应经电阻接地,并辅以漏电保护装置作为系统单相接地的保护.电阻的选择应使系统产生的单相接地电流与所选用的漏电保护装置相配合,要兼顾其可靠性和灵敏性的要求.
660V配电系统设计中需要注意：（1）塑壳断路器的分段能力是否满足系统要求,很多塑壳断路器能用在额定电压690V及以下,额定电压690V时,短路分段能力值各个型号断路器不一样,有些厂家的产品样本上甚至没有该数值,设计时需要仔细核对；（2）注意漏电保护的选择性,设计时分为：第一级为各个回路中加装的漏电保护,该处是供电系统的末端,漏电保护要求快速动作≤0.1s）,第二级为配电柜出口处,漏电保护的动作时间降至0.2s,第为变压器中性点处,漏电保护的动作时间为0.8s.漏电保护的动作电流有差别但不是很大,漏电保护的选择性动作,就依靠的时间差实现.
3变配电室的设计
对选煤厂变配电室的设置、备用位置等的电气设计,《煤炭洗选工程设计规范》GB50359-2005都做了较明确的规定.需要注意的是,选煤厂变配电室的设计还要考虑选煤厂的具体环境,如选煤厂原煤准备车间、原煤仓等有煤尘聚集、易发生爆炸的场所,变配电所的设置要按《爆炸和火灾危险环境电力装置的设计规范》GB50058-1992的31411条执行：“安装电气设备的房间的出口,应通向非爆炸和无火灾危险的环境；当安装电气设备的房间必须与爆炸性粉尘环境相通时,应对爆炸性粉尘环境保持相对的正压.”
选煤厂的原煤准备车间尽量将变配电室设在一层,将门开向车间外,并且配电室与车间用实体墙隔开；若一层无位置,必须布置在车间上层时,尽量考虑设置在厂房边上,使变配电室仍能与车间分开,通过设置室外楼梯进出变配电室.若受位置限制,需设置在车间中间部位,变配电室的出口通向爆炸性粉尘环境时,就要特别注意规范的要求.实际设计中若变配电室的出口通向爆炸性粉尘环境时,采用在配电室加装风机强制通风,使配电室对爆炸性粉尘环境保持相对的正压.
4电气线路设计
选煤厂的大型建筑如主厂房有些是框架结构,有些是钢结构.单层建筑一般是砌体结构,厂房内电气线路以明敷设为主.缆线较少处采用挂钩或支架敷设,缆线较多处一般采用电缆桥架敷设.要注意的是,采用支架或电缆桥架敷设线路桥架和支架都必须接地,且桥架接地点不能少于两处,每隔一定距离还要考虑重复接地.电缆桥架中敷设电线电缆的数量在相应规范中有明确条文.比如桥架内电力电缆总截面不超过桥架内截面的40%,控制电缆为50%等等.在检验电缆载流量时应加以注意的是,电气线路敷设方式的不同,也会对缆线载流量影响不同.根据《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007电缆在桥架上无间距配置2层并列时,持续载流量的校正系数梯架水平排列为0.65,托盘水平排列为0.55.在电缆的选择过程中要充分考虑电缆敷设方式对其的影响.尽管托盘式电缆桥架安装后比较整齐美观,但影响电缆的散热,对电缆载流量影响较大.所以选煤厂电气设计选择电缆桥架时,应尽量选择梯级式电缆桥架.
5变压器的设计
目前选煤厂多采用D,yn11结线组别的变压器,在《供配电系统设计规范》GB50052-2009中第6.0.7条规定：“在TN及TT系统接地型式的低压电网中,宜选用D,yn11结线组别的三相变压器作为配电变压器”.“宜选用”的理由,主要基于D,yn11结线比Y,ynO结线的变压器具有以下优点：
（1）有利于抑制高次谐波电流.三次及以上高次谐波激磁电流在原边接成v形条件下,可在原边形成环流,有利于抑制高次谐波电流,保证供电波形的质量.
（2）有利于单相接地短路故障的切除.因D,yn11结线比Y,ynO结线的零序阻抗小得多,使变压器配电系统的单相短路电流扩大3倍以上,故有利于单相接地短路故障的切除.
近几年,干式变压器在选煤厂应用广泛,将干式变压器装在室内成套柜中,与低压配电柜并排布置,节省空间,减少了土建投资.
但其弊端是变压器的散热受到影响.干式变压器安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠.散热条件差,绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的主要原因之一,因此对干式变压器必须考虑柜体的散热、变配电室的通风及变压器的容量（一般不超过1600kVA）,并对变压器的运行温度进行监测及报警.
6结语
选煤厂电气设计技术性强,对平时常遇到的设计问题,不但要考虑国家的电气通用规范,还要结合选煤厂设计的相关规范,并结合现场实际需要,按照现行规范和标准图集,最终形成完善的选煤厂电气设计.