关键词：E-House；矿山开采；苏丹MANUB；结构特点

Abstract: E-House is becoming more and more popular in the fields of power generation, petroleum, rail, and mining. Based on the energy-saving renovation project of gold mine in Sudan MANUB company, the structural characteristics of the E-House system applicable to the field of mineral mining are described.

Key words: E-House；mining；Sudan MANUB；structural characteristics

引言

E-HOUSE即预装式电气间，是一个集成化、工程化的电气解决方案，是一个安装在预制的、紧凑的、可运输的、客户化定制的、具有微正压的钢结构箱体内的系统。在不同的环境条件下为客户提供持续的供电、监视和控制。由于其预制化、快速安装、可靠的特点，使它成为矿山机械、石油石化、发电/配电、轨道交通等用电密集型应用的理想解决方案。其快速安装调试及可移动性成为了传统土建房的高效替代

项目概况

此项目为苏丹MANUB矿业公司所开发的设计规模为3600t/d的金矿节能改造工程，为现场一台5.03x8.3m半自磨机配备一套高压变频控制。用户要求为变频器配备一套E-House电力系统。

此项目的现场环境及技术参数如下：

1.地处撒哈拉沙漠地区，常年风沙天气，粉尘极大；

2.最高温度55°，最低温度5°，昼夜温差大，降雨量极少；

3.海拔350m；

4.电机参数为：额定功率3500kW，额定电压6600V，额定频率50Hz；

设计要点

1.散热设计

1.1冷却方式选择

    变频器在运行中会有2%~4%左右的功耗转化为热量，这些热量如果不及时排除，就会造成变频器核心元件发生超温故障报警，影响设备运行和寿命。而且变频器布置在矿区的厂房内，周围粉尘较多，极易堵塞通风口滤网，造成通风不畅，进而影响核心元件的散热。变频器的运行温度一般为0~40°，因此，为变频器室提供安全、经济、节能的通风散热系统是设计人员进行方案设计时考虑的重中之重。

   目前变频器室常用的三种冷却方式为：风道通风冷却，密闭式空调冷却，空水冷却。三种冷却方式的对比如下表1：

表1 三种冷却方式对比表格                                                                                                        

    通过以上对比表格进行比较，再结合苏丹MANUB现场的沙漠环境，决定选择密闭式空调冷却。

1.2空调参数选择

   变频器的发热功率一般为额定功率的5%，还有重要的一点是变频器的总风量需求，如果变频器的风量与空调的风量不匹配就容易造成变频器室内负压，开门困难。

    结合此项目的功率及风量，空调厂家给出的方案参数如下表：

表2 空调技术参数表                                                                                                       

2. E-house轮廓尺寸确定

    E-house 是根据内部所需安装的设备情况来量身定制的，因此它的结构设计具有很大的灵活多样性。E-house结构设计尺寸的原则是在设备合理布局后且满足安全通道、通风散热及维修空间的前提下越小越好，因为E-house 在制造完成后往往需要长距离运输，包括陆运和海运，再加上现场需要随着开采进度不断移动E-house。

    E-house内部设备布局执行标准为AS/NZS 3000，此为澳大利亚标准协会颁布的电气设备布线规则标准，其中明确规定了电气设备布置时各通道必须满足的最小尺寸，即设备的最大外廓（门打开或者抽出式完全抽出时）与对面的墙或者设备保证有不小于0.6m宽的通道，见图1，这个是E-house设计时非常重要的指标，因此是影响E-house外形尺寸的重要因素。

   最重要的一点就是，消防安全是E-house设计时必须考虑的因素，对于E-house来说仅有一个进出大门是完全不能满足逃生需求的，至少要有两个门，且出口尺寸宽度要大于0.75m，高度要大于1.98m。

图1 此为澳标关于最小通道的说明图

   结合设备尺寸，消防通道尺寸及空调尺寸就可以最终来确定E-house轮廓尺寸了。此项目E-house轮廓尺寸为宽度4.2米，长度13.7米，高度3.6米。布置图如下：

图2 E-house布置简图

3.细节注意事项

3.1防沙设计

   现场位于撒哈拉沙漠地区，风沙大，空调厂家要专门设置防沙装置，以保护空调内部电机安全运行，还要设置沙尘导流板，方便现场人员定期清理沙土。

    E-house需要设置双层门，即每个安全出口安装两扇门，垂直布局，形成一个方形的防沙空间。

3.2变频器的吊装

    变频器设备中最重的为变压器柜，此项目变压器柜重量为11.6吨，设备吊装进入到E-house内部也是一个安装难点，因此在变压器柜正对E-house顶部开了吊装孔，吊装顺序为：先把其他设备通过吊装孔吊进E-house内部，然后通过滚杠进行移动直至到对应位置，最后变压器柜通过吊装孔一步到位，变频器安装完毕后一定要对E-house吊装孔进行密封处理。

结论

    E-House在发货前经过了包含全部组件在内的测试，将现场风险、安装、调试和启动时间降到了最低，其可移动性使得安装和改迁变得更加简单。再加上E-House可以安装在主要负载附近，大大减少了动力和控制电缆的长度，降低了成本。结合以上优势，E-House在开采领域的应用必将成为一种趋势。

此项目已经顺利通电运行一年七个月，图3为现场运行图， E-House系统经受住了沙漠地区恶劣天气的考验，说明设计方案是行之有效，以上经验可供设计者参考。

参考文献

[1]李子彦，火电厂变频器室循环冷却水供冷的通风方案[J].电力勘测设计，2018.1

[2]史亚萍，10kV高压变频器室降温设计方案探讨[J].煤气与热力，2015.3

[3]于艳萍.澳洲标准下E-house电气设计经验点滴[J].电气技术,2015.2

作者简介

梁静静（1987-）女 本科 机械设计工程师 任职于洛阳中重自动化工程有限责任公司 从事高压变频器的研发与设计优化