联合磨房6kV供配电系统的改造情况

1 引言
1987年我厂技改,扩建一条8.8万t/a机立窑水泥生产线。设计人员结合本厂实际,挖掘潜力,节约投资,对生产线进行了改造。其中之一是对联合磨房两台Φ2.2×6.5m球磨机传统供配电系统进行改造,情况介绍如下。
2 方案的提出
两台球磨机拖动电机同为JR(Q)158—8型,功率380kW,定子电压6kV,定子额定电流47A,功率因数0.83,效率0.932。传统设计是10kV高压开关柜→630kVA变压器→6kV开关柜→启动柜→电机,并列两路对电机进行供电。其优点为专用变压器供电,避免或减轻电机启动时引起的电压波动对其它用电设备的影响。
两路供电,一次性投资大。技改时考虑把两台JR(Q)158—8电动机视作一个用电单元,两台变压器合并成一台1000kVA变压器,仍作为专用变压器对待,而又使电压波动控制在允许范围内,使球磨机能正常启动、运转。
3 改造方案可行性分析
供电系统计算电路及等值电路如图1,化简图如图2。等值阻抗用标么值。为简便起见,略去阻抗标么值符号中的角注“*”。
系统中基准容量:Sj=100MVA(供电局提供)
短路容量:Sdx=75MVA(供电局提供)
计算各元件的电抗标么值:
系统电抗标么值:
Xx= 100 =1.33
75

线路电抗标么值:Xl1=0.328×0.5=0.164
变压器电抗标么值:Xb=5.5
电力电缆标么值:
Xl2= 0.236×0.12 =0.014
2

预接负载标么值：
Xfhl= 100 =64.93
1.54

图1 供电系统计算及等值电路图

图2 等值电路化简图
　
运转电机标么值:
Xfh2=
100 =203.56
0.38/(0.83×0.932)

启动时电机电抗标么值：
Xd=
1 · 100 =67.86
3 0.38/(0.83×0.932)

Xd与Xfh2并联后电抗标么值:X*1=50.9
电路左支路电抗标么值:X1=X*1 Xl2 Xb=56.42
X1与Xfh2并联后电抗标么值:X*2=30.19
电路总电抗标么值: ΣX=XX Xl1 X*2=31.68
总电流:
Ia= U1 =0.033(U1近似取1.05)
—
ΣX

变压器端电压:Um=0.033×30.19≈1
流入X1中的电流:
I1= Um =0.0177
—
X1

流入启动电机支路电流：
Id= Xfh2 ·I1=0.01327
————
Xfh2 Xd

电动机端电压:Ud=Id·Xd=0.01327×67.86=90%
不频繁启动时,引起的电压降＜15％，符合电力规范规定。
流过变压器中的电流倍数：
K=0.0177· 100 =1.77

1

若变压器6kV侧额定电流为91.6A,则一台电机在运转,一台在启动时,流过变压器最大电流为162.13A,也符合有关规范要求。
当电机配KGXA—2200高压绕线电动机重载综合启动器时,最大启动电流为110A,启动时间为15s,正常运行电流在43A左右。配用FZ—4型进相机后,电流可降至35A左右。因此启动时,电动机端电压远高于90%,流过变压器6kV侧的电流在145～153A之间,小于计算值162.13A。
改造后采用的供电系统:一台10kV高压开关柜→1000kVA变压器→6kV高压总柜→2套启动柜→380kW电动机。
4 效益分析
按当时变压器订货价格,一台1000kVA变压器价8.32万元,两台630kVA变压器价11.68万元,可节省3.36万元;少用260kVA变压器容量,减少变压器贴费3.38万元;减少一只10kV高压开关柜和一只6kV开关柜,节约1.6万元;由于1000kVA变压器集中在厂变电所,取消了联合磨房变电所,减少建筑面积24m2,节约土建造价1.2万元。以上四项,累计节约投资9.54万元。由于减少了260kVA变压器容量,每月可节约基本电费1040元。变压器远离粉尘污染源,由变电所集中管理,提高了用电安全。
该系统投产几年来,变压器及整个供配电系统工作正常。电机启动性能也很好。采用电容器和进相机无功补偿后,节能效果更加明显。

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