露天矿半移动式破碎站移动箱式变电站标准配置探讨

露天矿半移动式破碎站移动箱式变电站标准配置探讨

李磊

新疆天池能源有限责任公司  新疆昌吉  831100

摘要：大型深凹槽露天煤矿多数采用半连续采煤工艺（单斗-卡车-破碎站-胶带机运输），该工艺随着采场的推进，配套破碎站需要整体移设，每年需移设1-2套破碎站系统。通过对破碎站移设项目移动箱式变电站标准化配置，可实现节约资金投入、降低项目实施安全风险、缩短工程周期目的。

关键词：破碎站;移动箱式变电站;结构；4+1

引言

新疆是我国重要的煤炭资源富集区，被国家确定为大型煤炭基地和大型国家综合能源基地之一，是我国重要的能源接续区和战略性能源储备区。随着能源需求的增加，露天煤矿大型化是必然的发展趋势，同时配套附属设备、设施大型化也在同步发展。于此同时，露天煤矿的采场开拓速度必然会提高不少，随着近几年半连续采煤工艺的推广，大型露天煤矿破碎站移设是必不可少的一个环节，其中配套移动箱式变电站作为动力提供设施是其中的重要环节，结合半连续采煤工艺以及运输设备的驱动方式，移动箱式变电站采用标准化配置,实现可替代性，以下主要从目前破碎站实际情况和移动箱式变电站情况进行详细说明。

一、破碎站实际情况；

目前国内露天矿多数采用半连续采煤工艺，以半连续采煤工艺为例，其中破碎站按照双齿辊破碎机+重型板式给料机，驱动方式均为三相异步电动机+普通限矩型液力偶合器+变速箱+驱动滚筒。多电机驱动胶带输送机驱动方式主要有两种，一种是10KV高压三相异步电动机+AACM调速型液力耦合器+变速箱+驱动滚筒，即采用普通传动控制方式，通过HXGN15-12智能固定接触器柜对设备启停控制，其中单台AACM调速型液力耦合器、减速机有故障点较多，在实际使用过程中因故障点较多，导致设备故障率较高，而且维护量较大，同时异步电机功率因数较低；另外一种是10KV永磁电动机+驱动滚筒，该驱动方式通过HXGN15-12智能固定断路器柜+高压变频器实现对设备的启停控制，永磁电动机配套绕组温度传感器和轴承温度传感器，永磁同步电机功率因数较高。该种驱动方式故障点和维护量明显减少，同时总体投资费用较低，并且符合国家节能降耗的总体规划要求。因此建议多电机驱动胶带输送机驱动方式可按照后者进行配置。

二、移动箱式变电站目前情况

移动箱式变电站（以下简称“箱变”）是一种把高压开关设备、配电变压器、低压开关设备、电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置。露天煤矿采场设备供配电主要采用移动箱式变电站实现供配电，其中高压开关设备主要有HXGN15-12型智能固定断路器柜和HXGN15-12智能固定接触器柜 ，控制接入智能停送电管理系统。配电变压器主要有315KVA和400KVA两种，全部采用SCB18型一级能效干式变压器。低压开关设备主要有GGJ型无功补偿柜和GGD型低压配电柜组成。同时配套计量装置、直流屏系统、控制装置、消防报警装置、以及视频监控和门禁系统。初步形成了集中控制、消防监控、视频监控、智能门禁系统为一体的综合监控系统，为无人值守夯实了基础。

2.1.露天矿现有箱变结构形式主要有以下两类；

2.1.1.高压箱体和低压箱体独立布置，见下图；

该种结构布置方式在移设过程中存在三个问题，一是需要对高压室至低压室的10KV高压电缆进行重新拆、接线工作，主要是需要重复投入人工去完成该项重复性工作；二是需要对高压室至低压室的二次控制线路进行重新接线，不仅浪费电气材料，而且需要重复投入人工去完成重复性工作；三是箱体吊装运输需要分两次完成，增加了吊装运输的费用和安全风险。

2.1.2.高压箱体和低压箱体整体式布置，见下图；

该种结构布置方式在后期移设过程中较上一种更加合理，即可整体一次吊装完成，又不需要对高压室至低压室的一次动力和二次控制线路进行重新拆、接线，同时也可节约电气材料投入和降低箱体吊装运输过程中的费用和安全风险。

2.2.露天煤矿现有箱变内高压柜主要有以下两类；

2.2.1. HXGN15-12智能固定接触器柜，见下图；

露天矿采场箱变内HXGN15-12智能固定接触器柜主要是配套10KV高压三相异步电动机+AACM调速型耦合器+变速箱+滚筒驱动方式使用，驱动方式主要有两驱、三驱、四驱三种方式，即二至四台高压接触器柜+一台干式变压器电源柜+一台破碎站电源柜（详见下图），在实际破碎站移设项目过程中替代性较差。

2.2.2. HXGN15-12智能固定断路器柜，见下图；

露天矿采场箱变内HXGN15-12智能固定断路器柜主要是配套10KV永磁电动机+滚筒驱动方式使用，驱动方式主要有两驱、三驱两种方式（详见下图），即二至三台高压短路器柜+一台干式变压器电源柜+一台破碎站电源柜，在后期移设过程中替代性同样较差。

2.3.多数露天矿箱变内干式变压器主要选用SCB18-250/10/0.4、SCB18-315/10/0.4和SCB18-400/10/0.4等，为保证后期增加低压负荷需要，建议统一按照SCB18-400/10/0.4进行配置，确保变压器负荷满足后期增容需求以及替代性需求。

2.4.多数露天煤矿箱变配套高压断路器按照实际需求进行配置，主要有“4+1”、“3+1”、“2+1”、“1+1”几种，即一台配套低压变压器出线柜和多台高压设备出线柜。根据目前该种配置，后期在实际使用过程中“1+1”无法替代“2+1”及以上箱变，涉及后期变更用途时无法继续使用。结合目前多数露天矿最大采用四驱方式进行配置的现状，建议露天矿箱变在整体采购时可按照“4+1”进行配置，不仅可满足后期增加负荷的需求，同时可满足后期替代性需求。

三、结语

综合上述说明，根据露天矿实际情况以及整体规划，为确保后期整体破碎站移设过程中即可节约时间、又可节约投入成本、同时可以降低箱体吊装运输过程中的安全风险，箱变布局采取整体布局更为合理；从后期箱变的可替代性角度出发，建议箱变整体按照“4+1”进行配置，即4台HXGN15-12智能固定断路器柜为变频器供电，和1台HXGN15-12智能固定断路器柜为破碎站供电，后期移设过程中替代性较好。

参考文献：

[1]白玉岷. 电力架空线路及变台箱变的安装 机械工业出版社，2010.

[2]刘文武 张军 刘海岚. 高压/低压预装式变电站实用工程图集 中国水利水电出版社，2011.

[3]许忠美. 机电设备管理与维护技术基础[M] 北京理工大学出版社，2012.

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作者简介：李磊（1986.3），男，陕西榆林人，现任天池能源煤矿副主任工程师，本科学历。研究方向：矿山机电，电气管理。联系电话：18999278507 邮箱：304198789@qq.com