缅甸蒙育瓦莱比塘铜矿项目的供配电特点分析

徐可

〔摘 要〕针对缅甸莱比塘铜矿项目占地面积大、供电负荷大且分散、控制要求高等供配电特点，介绍了该项目供配电系统配置情况。该项目通过设置1座230/33 kV总降压变电站、5座33/10 kV变电站、10座10 kV配电站，及数十个10/0.4 kV低压变电所，提高主供电网络电压等级，保证了良好的电能质量，减少电压降。同时，该项目利用线路的架空布设，以及电力综合自动化系统、太阳能照明设施等的应用，保障了该项目的供配电系统安全可靠、环保节能。

〔关键词〕供配电系统；变电站；架空线路；电力综合自动化系统；太阳能路灯

中图分类号：TM72         文献标志码：B 文章编号：1004-4345（2023）01-0027-04

Analysis on the Characteristics of Power Supply and Distribution

of Myanmar Monyuwa Letpadaung Copper Project

XU Ke

（China Nerin Engineering Co.， Ltd.， Nanchang， Jiangxi 330038， China）

Abstract  According to the characteristics of power supply and distribution of Myanmar Monyuwa Letpadaung Copper Project， such as large floor area， large and distributed power supply load and high control requirement， the paper introduces the configuration of power supply and distribution system of the project. The project improves the voltage level of the main power supply network， ensures good power quality and reduces voltage drop by establishing one 230/33 kV main step-down substation， five 33/10 kV substations， ten 10 kV power distribution stations and dozens of 10/0.4 kV low-voltage substations. Meanwhile， the project ensures the safety， reliability， environmental protection and energy conservation of the power supply and distribution system by using the overhead layout of the line， as well as the application of integrated power automation system and solar lighting facilities.

Keywords  power supply and distribution system; substation; overhead lines; power integrated automation system; solar street lamp

缅甸莱比塘铜矿（以下简称“L矿”）项目位于缅甸实皆省（Sagaing）南部，与该省最大的城镇蒙育瓦（Monywa）直线距离约5 km，公路里程约26 km，矿区面积约32.73 km2。就湿法炼铜的规模而言，L矿项目为亚洲第一大铜矿山，在世界上亦名列前茅。该项目采用“露天開采—破碎—堆浸—萃取—电积”工艺，技术先进、成熟、可靠，是一个具有国际影响力的世界级矿山项目。该项目2016年部分建成投产，年产铜21 kt。2017年底项目全面建成投产，年产铜60 kt。2018年底，项目全面达产达标，年产铜100 kt，生产能力完全达到，甚至超过了设计指标。本项目的建成达产，标志着中国特大型铜矿山采选冶整体开发技术已达到了世界先进水平。该项目将创造巨大的经济效益和社会效益，极大地助推缅甸的经济繁荣和社会发展。

由于该项目工艺先进、占地面积广大，因此该项目电力设计也存在用电负荷大且分散，对控制要求高等特点。本文拟以该项目的供配电设计为例，探讨此类大型工业项目供电设计要点，以期为类似国外大型工业项目的电力设计提供参考。

1   项目的主要负荷位置及特点

1.1  项目主要负荷

缅甸L矿项目230 kV侧计算负荷约为有功功率68 590 kW，经无功补偿后无功功率为34 772 kvar，视在功率为769 00 kVA。远期230 kV侧计算负荷为有功功率82 612 kW，经无功补偿后无功功率为35 775 kvar，视在功率为90 025 kVA。

1.2  负荷位置及特点

本项目原矿区占地面积约32.73 km2，占地面积大、供电负荷分散，主要用电负荷分布在萃取电积、1#堆浸场（含3#堆浸场）、2#堆浸场、矿物加工及露天采场等5个区域。

1）萃取电积区域。萃取电积区域即铜萃取—电积车间。该车间主要用电设备为电积整流装置、阴极剥片机组、电积循环泵等。由于该铜萃取—电积车间生产规模非常大，因此用电负荷也大。

2）堆浸场。L矿堆浸场分为1#、2#、3#，堆场面积分别约为3.465 km2、3.460 km2和2.610 km2，3个堆浸场面积合计约为9.535 km2。堆浸场主要用电设备为布料机、卸料小车、爬坡机、长距运输胶带机、喷淋泵等。

3）矿物加工。矿石由汽车自采场运至破碎站，矿石最大块度为1 200 mm，经旋回破碎机破碎后排料粒度最大为250 mm，由排料胶带机送至地表固定胶带运输机，再转至中间矿堆，通过长距离固定胶带机将矿石输送至堆场进行堆浸。为保证破碎系统与堆浸场胶带输送、布料系统的连续性，本项目在粗碎和堆场筑堆胶带输送机之间创新性地设置了中间矿堆，通过中间矿堆底部的给料设备卸矿至胶带输送机。该部分主要用电设备为破碎机、长距运输胶带机、振动给料机、除尘器等。

4）露天采场。本项目所采用的钻、铲、车等设备均达到了国际先进水平，上述设备均为燃油设备。主要用电设备为露天采场排水泵等。随着露天矿坑的下降采场排水泵会逐渐增加，用电负荷也会逐渐增加，规范规定有淹没危险环境露天矿采场排水泵为一级负荷。

2   供电系统配置

该项目230 kV供电电源取自距矿山8 km的Nyaungbingyi 230 kV变电站。由于缅甸国家电网公司管理33 kV以上电压等级，为此L矿供电方案设置了1座230/33 kV的总降压变电站，以便于缅甸国家电网公司的管理。考虑到前述该项目占地面积大、供电负荷分散、用电负荷大等用电特点，整个矿山供配电系统设计为由1座230/33 kV总降压变电站、5座33/10 kV变电站、10座10 kV配电站及数十个10/0.4 kV低压变电所构成。

2.1  230/33 kV的总降压变电站

总降压变电站为双回路230 kV进线。正常情况下，单回路230 kV电源工作，另一回路备用，供电可靠性较高。230 kV主接线采用单母线接线，简单清晰，运行操作方便。设置2台主变压器，户外配置。每台主变压器的容量为63 MVA，正常情况下，2台主变压器同时工作，分列运行。当1台变压器故障或检修时，另1台变压器容量在停运部分负荷情况下，满足企业两个系列用电负荷的需要。

为了减少主变压器负载变化时的母线电压的变动幅度，灵活地适应电力系统和厂内负荷的电压波动，本项目主变压器采用了有载调压变压器，230 kV配电装置采用了GIS组合电器（SF6）、户内配置。230 kV配电装置通过套管及室外构架与230 kV架空进线和主变压器连接。

总降压变电站的230 kV进线保护采用双重化配置，主变压器230 kV侧中性点均装设接地隔离开关，每台主变压器均可根据电力系统调度要求控制接地与不接地运行，绝缘等级采用分级绝缘。设置两套阀控式蓄电池供电的直流系统，配置2套微机型高频开关电源，输出电流（Ie）50 A。

总降压变电站33 kV配电系统设置了单母线分段接線，正常情况下母线分段运行。33 kV开关柜采用户内布置，主变和电容器均采用户外布置。

2.2  33/10 kV变电站

矿区用电负荷主要分布在萃取电积、1#堆浸场（含3#堆浸场）、2#堆浸场、矿物加工及露天采场等5个区域，5个区域均有10 kV高压电机。若全矿山采用10 kV配电网，则难以保证10 kV高压电机的压降和高压设备的正常运行。为此，本项目在全矿区采用了33 kV配电网，并在上述5个区域的负荷中心各设置1座33/10 kV变电站，再由其对该区域范围内的10 kV高压电动机、配电变压器等高压用电设备进行放射式配电。对于距离较远的，采用10 kV配电站二次配电。

33 kV/10 kV变电站均采用33 kV开关设备、10 kV配电装置室。所用配电柜、控制设备等户内布置，变压器室外布置。33 kV均为双回路供电，引自总降压变电站。

根据国内规范规定有淹没危险环境露天矿采矿场排水泵为一级负荷，露天采场排水33 kV变电站配置了应急柴油发电站，应急柴油发电机为10 kV，应急柴油发电站的两路10 kV电源分别接至露天采场排水33 kV变电站的10 kV两段母线上。当外部电源停止供电时，由其向露天采场排水系统的用电设备供电。

2.3  10 kV配电站

全矿共设置10座10 kV配电站，主要分布在各皮带电机附近和各堆浸场的喷淋泵附近。

1）为皮带的驱动电机服务的10 kV配电站如下：皮带MT43头部、皮带MT76头部、中间矿堆（皮带MT41头部）、皮带MT26头部、皮带MT27头部、皮带MT25头部、皮带MT24头部。皮带的驱动电机采用变频调速，全矿10 kV皮带的驱动电机共24台。矿石采用长距离皮带运输，皮带采用双电机，通过PLC实现主、从电机共同工作。

2）为堆浸场的喷淋泵服务的10 kV配电站如下：1#堆浸场（含3#堆浸场）、2#堆浸场、萃余液池。10 kV堆浸场的喷淋泵采用变频调速的电机共14台，直接启动的电机共14台。

2.4  10/0.4 kV变电所

全矿在各个区域的用电设备附近分布着数十个10/0.4 kV的低压变电所，其负荷主要包含变电所的所用电、堆浸场次级喷淋泵等低压负荷。低压配电系统配电采用一次放射式为主对生产用电设备配电，对负荷容量较小的辅助生产工序用电设备，根据其负荷性质及分布情况，当距变电所较远时采用二次放射式配电或链式配电。低压接地系统均采用TN-S系统。采用低压电容器自动补偿柜在低压配电室集中补偿，使功率因数大于0.9。

3   矿区架空线路

全矿各区域33 kV架空线路的总长度约为20 km，10 kV架空线路的总长度约为36 km。为保证供电的可靠性，所用线路均按双回路设计。

3.1  33 kV架空线路

33 kV架空线路为全矿的主供电网，是230 kV总降压变电站供五座33 kV变电站的电源线，路径主要布置在矿区的主干道旁，避开堆浸场的位置。考虑杆塔的安装、运输，杆塔全部采用离心钢管杆，杆塔设计水平档距120 m左右，垂直档距150 m左右。线路导线均采用钢芯铝绞线，并全线架设避雷线。

3.2  10 kV架空线路

10 kV架空线路为全矿各区域内部的供电网，为10 kV配电站和区域内的10/0.4 kV低压变电所提供电源，10 kV架空线路路径布置在堆浸场外围、皮带机路径旁。考虑杆塔的安装、运输，杆塔采用离心钢管杆和混凝土杆两种形式。

4   供电系统的控制

本次设计全厂设置一套电力综合自动化系統。该系统有两个部分，一部分对230 kV的总降压变电站进行遥测、遥信和遥控及调度、设备管理、故障分析，设置点在230 kV的总降压变电站。另一部分对全厂33 kV变电站和10 kV供配电系统进行遥测、遥信和遥控及调度、设备管理、故障分析，设置点在萃取电积33 kV变电站。萃取电积33 kV变电站与上级230 kV变电站实现电力系统监控中心的通信。

4.1  230 kV的总降压变电站

由于缅甸国家电网公司管理33 kV以上电压等级，为此230 kV的总降压变电站的电力综合自动化系统相对独立。在此不做赘述。

4.2  萃取电积33/10 kV变电站

全厂的33 kV和10 kV供配电系统的电力综合自动化系统设置在萃取电积33 kV变电站控制室。2#堆浸场33 kV变电站、1#堆浸场33 kV变电站、矿物加工33 kV变电站、露天采场排水33 kV变电站分别通过光纤通信，与萃取电积33 kV变电站实现调度数据网络通信功能.萃取电积33 kV变电站是矿区各个33/10 kV变电站与上级230 kV变电站电力系统监控中心的通信接口。

5   太阳能路灯

由于该项目场地面积大，常规的路灯照明线路长、电缆用量大，而缅甸地处热带，阳光充足，为太阳能路灯提供了良好的自然条件。太阳能路灯是利用太阳电池的光生伏特效应原理，白天通过太阳电池吸收太阳能光子能量产生电能，通过控制器储存在蓄电池里，当夜幕降临或灯具周围光照度较低时，蓄电池通过控制器向光源供电一直到设定的时间后切断。

针对该项目具体特点，设计人员对太阳能路灯的技术要求、价格及安装方式等进行了研究，并与普通路灯照明系统进行了比较。对比后认为，采用太阳能路灯不需要再消耗额外的电能，也不需要铺设外部电缆管道，既清洁环保，又节省运行费用，管理方便，因此更具有优势。

该项目的太阳能路灯主要由太阳电池组件、组件支架、电光源、控制器、蓄电池、灯杆等几部分组成。如本工程G号路全长4 600 m，路宽7～9 m，路灯灯杆采用8 m双臂热镀锌后喷塑钢杆（臂厚4 mm，上口径90 mm，下口径200 mm），沿路单侧布灯，杆距30 m，单杆双臂。主干路灯头为LED 50 W（相当于普通高压钠灯150 W），辅道为30 W。照度可以达到道路照明要求。LED路灯头采用进口LED芯片，光效高，台湾明伟电源。整个道路154盏路灯，全部采用微电脑路灯控制仪自动控制，自动开启和关闭，无需人工参与。每天照明8 h，前4 h全功率运行，后4 h半功率运行。

6   项目供电特点总结

综上所述，针对该项目供电范围广、负荷大、距离远的特点，供电设计采用了提高主供电网络电压等级、采用模块化变配电所设计、利用架空线路的避雷线作为通信通道、应用太阳能照明设施等措施。

1）采用33 kV供电网络作为矿区主供电网络。该措施解决了供电距离远、负荷大的问题；同时输送同样的功率33 kV等级比10 kV能耗小；33 kV变电站深入各区域的负荷中心，也保证了良好的电能质量，减少了电压降。

2）采用模块化变配电所。由于次级喷淋泵是围绕各堆浸场布置，每个堆浸单元设有1～2台次级喷淋装置，设备功率为110 kW、380 V，因此设计人员在1#～3#堆浸场外围各设置有7～8个10/0.4 kV次级喷淋泵站变配电所，且变配电所均为标准模块化的配置，必要时可以达到设备互换的目的。

3）利用架空线路避雷线（OPGW光缆）作为通信通道。全矿主要供电系统采用架空线路，因此该项目设计时利用架空线路的避雷线（OPGW光缆）作为通信通道，全厂各变电站的通信、线路保护、全厂自动化系统的光缆均采用33 kV和10 kV架空线的避雷线（OPGW光缆），既充分利用了已有设施，又节省了投资。

4）应用无需供电线路的太阳能路灯。本项目利用缅甸地区日照充足的特点，在厂区内应用太阳能路灯，无需供电线路，清洁环保，安装灵活，在道路以外的场地也可以应用。

通过上述措施，该项目供配电系统设计实现了安全可靠、环保节能的目的。该项目投产后供电设施均能满足生产需求，电网结构合理，供电安全可靠。

参考文献

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