矿山现场变压器：如何为破碎机、磨机和电铲确定供电容量、为什么长距离采坑电缆迫使采用更高电压，以及露天矿或地下矿需要什么防护等级

先给出答案：矿山现场变压器的选型依据是矿山的负载周期，而不是kVA表——破碎机、磨机、输送机和电铲属于冲击性和谐波负载，而通往这些设备的电缆通常比变压器更早决定设计方案

矿山变压器是将电力公司输送至矿区的33 kV、110 kV、132 kV或220 kV电源转换为实际用于挖掘、运输、破碎和研磨的电力的设备：为露天矿场的电铲、钻机和泵提供11 kV或6.6 kV；为井下输送机、提升机和通风设备提供11 kV、6.6 kV或3.3 kV；为选矿厂的破碎机、SAG磨机和球磨机、浮选及浓密机驱动装置提供从11 kV或6.6 kV降至0.4 kV或0.69 kV的电力。它并非贴有矿山铭牌的配电变压器。三个特征将矿山工况与电力公司工况区分开来：负荷为冲击循环性而非稳定负荷；很大一部分负荷通过变频器（VFD）和软启动器接入，因此电流并非正弦波；且经常通过超长电缆供电，其电压降——而非变压器的额定kVA——决定了实际限制。因此正确的顺序是：编制负荷清单，应用需用系数和同时系数，换算为kVA，校验最远端电动机控制中心的电机启动电压跌落，应用谐波和环境/海拔降容，然后才选择标准额定容量和电压等级，使矿坑电缆足够短以正常工作。kVA是该过程的输出，绝非输入。

关键要点

• 矿山负荷具有冲击循环特性，因此机组选型应依据负荷循环和过载能力，而非单一稳态数值。破碎机、磨机和输送机全天对绕组施加热应力和机械应力——这与变压器可承载多少负荷的推理逻辑相同，只是应用于永不停歇的工况。
• 现代矿山负荷的很大一部分是非线性的。六脉冲驱动器、直流驱动器、整流器和LED照明都会使谐波电流通过绕组，因此普通配电变压器针对其实际将承受的损耗而言设计不足——参见谐波电流为何使变压器过热和K系数变压器选型。
• 矿坑和选矿厂馈线采用6.6/11/33 kV，是因为制约因素在于电缆而非变压器。在相同距离下产生相同百分比电压降时，所需铜截面与电压的平方成反比——这正是选择电压等级和电压调节背后的推理逻辑。
• 选型是六步算术，跳过第四步是典型错误。负荷清单 → 需用系数与参差系数 → kVA → 电机启动压降 → 谐波降容 → 环境温度、海拔和外壳降容；这与一次计算完成配电系统选型遵循相同的准则。
• 环境决定硬件选型，而非价格表。粉尘、湿度、45–50 °C环境温度、3,000–4,600 m海拔、矿井水和沿海盐雾决定您应选用油浸式还是浇注树脂式、IP54还是IP65，以及固定式变电站还是拖车式移动变电站——比较油浸式与干式和高海拔与高温降容。

变压器在矿山电力链中处于什么位置？

矿山本身就是一个自成体系的小型电力系统，其变压器配置从矿区边界一直延伸到作业面，层层分布。正确划分这些层级至关重要，因为变压的层级决定了电缆采购量、铜损大小，以及作业面能够推进多远而电压仍保持在可接受范围内。

由上表可得出两个实际结论。第一，总降压变电站变压器是相当常规的电力变压器——其差异在于公共连接点处所施加的谐波与闪变限值，而非变压器本身的构造。第二，项目中问题最多的变压器恰恰是位于表格底部的小型设备：拖车式采坑变电站和井下变电站，因为这类设备在选型时往往被当作普通配电变压器对待，而实际所带负荷却是谐波含量高、周期性冲击、且位于偏远位置的负载。

为什么普通配电变压器无法胜任？矿用工况的五个不同之处

1. 负荷为冲击-周期性，而非稳定负荷

电网配电变压器在其大部分寿命期内，负荷仅以缓慢变化的比例运行于铭牌容量以下。而矿山负荷变压器则需跟随转矩曲线运行。颚式或旋回破碎机在每次咬入并破碎物料时都会产生脉动电流；磨机负荷随装料量和矿浆而变化；拉铲或电铲以间歇方式挖掘、回转和卸料；输送机则在皮带已带载的情况下启动。其重要后果并非平均负荷，而是热循环。绕组及其绝缘的反复加热与冷却会使其产生机械位移、夹紧压力松弛，并加速绝缘纸的老化，因此矿用变压器需按负荷周期并约定过载包络进行选型，而非依据单一工况点。同样的物理原理也支撑了变压器负载率与过载能力中的讨论，但矿山负荷周期远比商业负荷周期严酷。

2. 很大一部分负荷为非正弦负荷

现代矿山在输送机、磨机（环形齿轮传动装置）、矿浆泵、风机、提升机和通风设备上广泛采用变频器（VFD）。在几百 kW 以下，标准六脉冲变频器仍是最常见的配置，其汲取的谐波电流占其自身额定电流的比例很大——按相对值计算，比性能良好的线性负荷高出一个数量级。在上游，所有这些变频器电流在变压器绕组中叠加，其中谐波涡流损耗与谐波次数的平方成正比。按 50 或 60 Hz 正弦假设设计和试验的变压器，会严重低估其在该谐波频谱下的热点温度。有两种机制可解决此问题：依据 IEEE C57.110 实践，按K 系数或谐波负载额定值对该设备进行选型；或者自行进行降容计算，在相同损耗密度下采购更大容量的变压器。具体工作方法参见谐波电流为何使变压器过热和K 系数变压器选型。

3. 电缆较长，电压降——而非 kVA——成为制约因素

公用馈线以数十米或数百米计。从坑口变电站到工作面移动变电站的矿坑馈线以千米计，而从该变电站到电铲的拖曳电缆还要再增加数百米。由于电压降随长度和电流呈线性上升，而电流随电压升高而下降，因此配电电压等级是同时影响电缆成本和电缆损耗的最有力杠杆。这将在下文单独一节中讨论。

4. 电机启动频繁且电机与变压器容量比偏高

矿山在全压下启动大型电机的频率远高于商业建筑——每次交接班、每次跳闸后的输送机重启、每次检修窗口后的磨机重启皆是如此。由于磨机或破碎机电机在馈电变压器额定容量中占很大比例，其启动电流也占变压器满载电流的很大比例，由此产生的电压暂降会沿馈线向上游传播，并影响母线排上的其他所有设备。电机启动行为与变压器自身的励磁涌流遵循与变压器励磁涌流中所述相同的一般物理规律；在矿山场景中，两者都是有明确限值的设计工况，而非罕见现象。

5. 环境是设计输入，而非脚注

世界各地的矿区环境条件超出了标准目录变压器的设计承受范围：

• 环境温度。 萨赫勒、皮尔巴拉、阿塔卡马和阿拉伯半岛的露天作业设计环境温度为 45–50 °C，除非针对该温度对额定值进行修正，否则会消除大部分铭牌裕量。
• 海拔。 安第斯、阿尔蒂普拉诺和喜马拉雅地区的作业位于 3,000–4,600 m，空气密度降低会同时降低外绝缘的介电耐受能力和设备所依赖空气的冷却能力。降容和间隙修正为强制性要求——参见高海拔与高温降容。
• 粉尘与湿度。 破碎机粉尘与潮湿热带条件叠加是严酷的组合：吸湿性粉尘会与绝缘竞争，而进入外壳内部的沉积物会形成导电路径。
• 腐蚀。 沿海港口、矿井水和酸性排水要求声明腐蚀等级，并匹配相应的涂装或外壳规格，而非标准表面处理。
• 抗震与岩土。 智利和秘鲁的作业要求设备、其套管及其撬座通过抗震鉴定；地下设备必须能够通过巷道并具备可重新定位能力。
• 可燃性气氛。 煤矿和部分硫化物作业要求阻燃结构，并在规定区域内使用认证设备。

如何为矿区变压器选型？从负载清单到铭牌参数的六个步骤

以下方法能够通过工程评审，因为其中的每一个数值都可以追溯到电机清单。

第1步 — 编制负载清单，而非凭kVA愿望估算

对于每台电机，记录额定轴功率 kW、效率等级、额定负载下的功率因数、使用系数、启动方式（DOL、星三角、软启动器、VFD）以及工作制（连续、间歇、循环）。将非电机负载——整流器、提升机、照明、加热器、排水泵——单独列出，因为它们的功率因数和谐波特征不同。按区域和电压等级对清单进行分组，因为每组都将成为一台独立的变压器。

第2步 — 按区域应用需用系数和同时系数

将工厂中每台设备的铭牌功率简单相加，总会高估实际负荷，导致选用的变压器容量过大、损耗偏高。应按用电分组分别应用同时系数——即真正同时运行的负荷占连接负荷的比例——然后通过潮流计算来校验重合峰值，而不是把各系数连乘。采矿可行性研究中常用的典型取值为：连续运行的工艺区域取0.6–0.8，但对于确实同时运行的负荷（例如破碎机组与其给料输送机）则取1.0。这些取值范围属于行业经验值，一旦工厂投入运行，必须用实测数据加以替换。

第 3 步 — 转换为 kVA，增加设计余量，选择标准额定容量

对于每一组电机，其从变压器取用的视在功率为 S = P / (η × cos φ)，其中 P 为轴功率（kW），η 为电机效率，cos φ 为功率因数。将各组求和，应用同时系数，并加上设计裕量——在可行性研究阶段通常为 15–25%（行业经验值）。然后向上取整至标准容量等级。IEC R10 系列的优先数给出了实用的容量阶梯：630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000、25000、31500、40000、50000 和 63000 kVA。

第 4 步 — 检查最远端电机控制中心的电机启动电压暂降

这是最常被跳过的一步，也是导致调试阶段最多麻烦的一步。取最大电动机，计算其堵转电流或启动电流，加上其他运行负载，计算启动期间电动机端子处的电压——既通过变压器阻抗也通过馈电电缆。采矿实践中引用的设计限值通常为：最大驱动装置在电动机端子处电压跌落约15%，在母线处约10%，且电动机在启动期间应保持至少80%的额定电压（行业经验值；务必对照工厂自身标准和电动机数据表进行确认）。如果电压跌落过大，可采取的措施包括：选用更大容量的变压器、采用更低阻抗的设计、使用软启动器或变频器、提高配电电压，或缩短电缆长度。

第5步 — 应用谐波降容并校验短路耐受能力

获取变压器端子处的预期谐波频谱，然后要么指定K系数额定值，要么按照IEEE C57.110的损耗增加系数法对正弦额定值进行降容。另外，计算变压器二次侧的可能短路电流（IEC 60909实践），并根据IEC 60076-5确认变压器的耐受能力，然后确认开关设备额定值和保护定值与电机启动涌流相协调，以免将启动误判为故障。采用低阻抗变压器和低阻抗馈线的矿山可能产生高得惊人的故障水平。

第6步 — 应用环境降额并最终确定冷却、噪声和损耗

根据设计环境温度和海拔修正额定值，并重新校核温升。选择冷却方式——较小容量机组选用 ONAN，需要短时额定容量时选用 ONAN/ONAF，室内浇注树脂变压器选用 KNAN 或 AN/AF——并核对噪声要求，矿山的噪声要求通常取决于邻近营地或法定边界，而非工厂本身。最后，应将损耗规格与矿山全生命周期的拥有成本进行比较，而不是与采购价格比较：矿山运行数十年，因此其持续支付的空载损耗通常会在几年内超过采购价格差异。参见如何计算变压器总拥有成本和S11 vs S13 vs S20 损耗等级对比。

一个计算示例（说明性）

以一座由单一33 kV/6.6 kV厂用变电站供电的铜选矿厂为例。电机清单显示：一台6000 kW环形齿轮传动SAG磨机驱动（通过VFD供电）、一台4500 kW球磨机、四台400 kW破碎机、两条250 kW输送机、1500 kW的矿浆及工艺泵，以及800 kW的辅助设备、照明和公用设施。大型驱动装置的效率为0.97、功率因数为0.95，辅助设备组的效率为0.90、功率因数为0.85：

• SAG磨机：6,000 / (0.97 × 0.95) = 6,511 kVA
• 球磨机：4,500 / (0.97 × 0.95) = 4,883 kVA
• 破碎机（4 × 400 kW = 1,600 kW）：1,736 kVA
• 输送机（500 kW）：543 kVA
• 泵（1,500 kW）：1,628 kVA
• 辅助设备（800 kW）：800 / (0.90 × 0.85) = 1,046 kVA

连接总容量约 16,347 kVA。应用 0.9 的工厂同时系数 → 约 14,712 kVA。增加 20% 设计裕量 → 约 17,655 kVA。向上取整至下一标准容量等级：20,000 kVA。在下达该容量等级的订单之前，仍须通过谐波校验（SAG 磨机变频器与破碎机传动装置合计足以证明需要谐波耐受规范或 12 脉波配置）以及短路与保护配合校验。算术刻意保持简单；真正的严谨在于不跳过这些校验就停下。

为什么长距离矿坑电缆和馈线会迫使您采用更高的电压？

这是矿山与公用事业领域在工程上最大的单一差异，而且这是算术问题，而非观点问题。对于三相馈线，近似线电压降为 ΔU = √3 × I × L × (R cos φ + X sin φ)，以额定电压的百分比表示。从该表达式可以得出两个事实：

• 在传输功率恒定的情况下，电流I与电压成反比下降——因此，6.6 kV馈线所承载的电流约为同一负载在400 V下电流的十六分之一，而33 kV馈线所承载的电流则为6.6 kV馈线的五分之一。
• 由于百分比压降中包含I/U，而I本身按1/U下降，因此在相同距离上维持相同百分比压降所需的导体截面积与1/U²成正比。将同一负载从400 V提升至6.6 kV，所需铜截面积约减少至原来的1/270；从6.6 kV提升至33 kV，则约减少至原来的1/25。

在矿山，决定架构的正是这一点：以33 kV在矿区范围内配电，在矿坑边缘变压至6.6或11 kV，仅最后几百米以使用电压送至电铲、钻机或排水泵。对于6.6 kV、1,500 m馈线上的2,000 kVA负荷，电流约为175 A，在接近单位功率因数下，95 mm²铜馈线的压降约为1.4%——这是一个从容的设计，无需任何激进手段。而在400 V下，同样的2,000 kVA将需要约2,900 A，以及无人会购买或操作的超大电缆束。这就是采用升压配电的全部理由，也是“矿坑变电站”在矿山电气资本中占据如此大份额的原因。

两点实用说明。第一，移动式或拖车式变电站的存在正是为了让这种架构在经济上可行：随着工作面推进，橇装设备可以随之移动，从而保持拖曳电缆较短，而不是迫使设计去适应不断增长的距离。第二，拖曳电缆自成一类——柔性、屏蔽的矿用馈电电缆，按便携式电缆标准（如 ICEA S-75-381，也以 NEMA WC 58 发布）制造，带有接地检查辅助导体，以便接地故障保护能够在电路通电前验证保护接地是否完好。对于这些电缆，设计工况是电压降、机械损伤、水浸以及反复收放，而非热额定值。

如何处理变频器和整流器注入绕组中的谐波？

在由变频器供电的矿山中，谐波电流并非无关紧要的干扰；它会改变每一台上游变压器的规格，在某些现场，它还会改变与电力公司的合同条款。

谐波对变压器的影响

绕组中的涡流损耗随频率的平方增长，因此五次、七次和十一次谐波产生的涡流损耗分别是其在基频下单位值的25倍、49倍和121倍。其结果是出现热点，而油箱上或绕组表面的温度计可能无法显示该热点，并且绕组绝缘的老化速度远超正弦负载所预示的程度。机械方面的情况更糟：电机和变压器自身机械结构中的谐波转矩会产生振动和可听噪声。量化额外损耗的标准方法，也是所有“K级”或“谐波工况”变压器需求背后的依据，是IEEE C57.110。

您可以指定什么，而不是盲目地过度选型

• 与预期频谱相匹配的 K 系数额定值（K-4、K-9、K-13、K-20 及以上），这要求制造商承诺其设计的涡流损耗和中性线容量能够在铭牌条件下承载该频谱——参见K 系数变压器选型。
• 从源头消除问题的驱动侧解决方案：12 脉波（两个六脉波桥由移相双二次侧变压器供电）、在电能质量要求最高的场合采用 18 脉波或 24 脉波方案，或在较大功率变频器上采用有源前端。这些方案减少变压器所承受的谐波电流，而不是增强变压器对谐波的耐受能力。
• 无源滤波器（失谐电抗器和电容器组，通常调谐至五次或七次）适用于本身就需要无功补偿的场合，有源滤波器则适用于频谱随负载变化的场合——但需注意，在谐波丰富的矿山母线上使用普通功率因数校正电容器组会产生谐振风险，这就是矿山上的补偿装置几乎总是采用失谐方式的原因。
• 对整个矿山电网进行谐波研究，而不是孤立地研究某一个变电站，因为谐波电流会流经整个场区的 33 kV 和 11 kV 系统，并可能在远处母线上被谐振放大，而该谐振在变频器附近根本不存在。

适用何种限制

当矿山接入公共电网时，适用的限值通常为公共耦合点处的 IEEE 519，该标准根据短路电流与负荷电流之比，按滑动比例设定电流畸变限值：当比值低于 20 时，总需求畸变限值为 5%，在 20 至 50 之间放宽至 8%，且各次谐波限值随谐波次数升高而收紧。在 IEC 实践中，对应的规划级框架为 IEC 61000-2-4 和 IEC 61000-3-6。当接入自备电厂或孤立矿山电网时，矿山自身的设计标准将取代电力公司规范——但变压器层面的后果，即附加涡流损耗和热点，并不会消失。

油浸式、浇注树脂干式，还是拖车式移动变电站？

在实践中，有两项改进至关重要。对于油浸式机组，在传统储油柜与全密封油箱之间的选择会改变维护方式和防潮性能，值得慎重决定——参见全密封型与储油柜型对比。对于对火灾敏感的室内场所，高燃点酯液体既能保留液浸式的优势，又能使防火策略比矿物油容易得多——参见变压器油类型对比。

矿山变电站需要什么样的外壳、IP防护等级和防护措施？

外壳与防护等级

防护等级由 IEC 60529 定义，在矿山环境中，其选择取决于设备实际会遇到的粉尘和水分条件。清洁厂房内的室内 MCC 室采用 IP21–IP31 即可满足要求；而位于多尘场地上的箱式变电站至少需要 IP54，在需要软管冲洗或处于季风条件的场所，则需要 IP55 或 IP65，并配备额定参数正确的密封垫和电缆入口。有两个陷阱：IP 等级描述的是外壳，而非变压器本身，因此 IP54 的箱式变电站内仍可能装有一台通过未经过滤的路径从外部吸入冷却空气的变压器；而没有压力平衡通风的高 IP 等级会使箱式变电站变成凝露腔室，这就是为什么过滤式强制通风和防凝露加热器是规范中的标准组成部分，而非可选附加项。

腐蚀等级

明确指定腐蚀环境等级——内陆温和环境采用 ISO 12944 C3，工业及中等沿海环境采用 C4，严酷沿海及高盐雾环境采用 C5-M——并要求相应的涂装体系；对于落地式设备，还要求进行与沿海使用相关的箱体完整性测试（IEEE C57.12.28 及沿海环境配套标准 C57.12.29 是通常写入矿山规格书的参考标准）。

保护功能

矿山变电站变压器通常要求配备全套保护装置，因为一旦失去它，损失是以每小时吨数来衡量的，而不是一次维修呼叫所能比拟的：

• 变压器差动保护（87T），对于星点接地的机组，还包括限制性接地故障保护（64REF）。
• 过流与接地故障保护（50/51、50N/51N），与电机启动相协调，避免将涌流误判为故障。
• 油浸式机组的气体与压力保护：Buchholz继电器、压力释放装置，对于关键主变压器，还配备在线溶解气体监测装置——参见变压器保护装置和溶解气体分析。
• 热保护：绕组温度指示（带报警和跳闸）、油温指示，以及冷却控制——在报警点之前而非之后启动风扇或油泵。
• 变压器端子处的浪涌保护，按绝缘水平选型，并与站内雷电环境相协调——参见变压器防雷保护。
• 当一次侧电压波动较大时，配置分接开关控制，OLTC/无励磁分接的选择依据负载曲线确定——参见有载与无励磁分接开关。

接地，以及地下特殊情形

矿山接地必须控制人员行走作业面上的跨步电压和接触电压，提供低阻抗故障通路以确保保护装置动作，并且对于拖曳电缆供电的移动设备，需通过接地检查先导回路持续验证保护接地导体的完整性。在中性点采用电阻接地在矿山配电电压等级中较为常见，用以限制接地故障电流；接地网必须经过专门设计，而不能随意利用现场埋设的既有钢材。设计依据通常为 IEC 61936-1 以及矿山所在国的国家电气规程。

技术规范和铭牌上应包含哪些内容？

一份不会引发变更订单的矿用变压器技术规格书，至少应明确以下内容。任何未作规定的事项都会成为制造商的假设，而对于安装在偏远地点的设备而言，纠正这种假设的代价十分高昂。

• 额定容量与电压比，以及分接范围（例如±2 × 2.5%无励磁调压，或具有规定档位数的有载分接开关）和额定容量所对应的分接位置。
• 联结组别，以及是否需要三角形接法的中性点用于接地故障保护——参见联结组别Dyn11与Yyn0对比。
• 阻抗（Uk%）及其容差，需明确说明：较低的阻抗可改善电机启动时的电压跌落，但会提高故障水平，因此阻抗是写入技术规格中的折中方案，而非工厂默认值。
• 损耗——在规定参考温度下的空载损耗和负载损耗，附带保证容差以及使其具有合同约束力的罚款或试验制度。若电网侧设备适用能效法规，应明确说明能效等级。
• 冷却方式与温升（ONAN、ONAF、KNAN）、设计环境温度和海拔，以及由此产生的降容能力——参见冷却方式与温升。
• 绝缘水平（交流耐压和冲击耐压，或BIL）、K系数或谐波负载要求，以及已研究过的预期谐波频谱（如有）。
• 外壳、IP防护等级、防腐等级、抗震要求，以及设备是独立安装、置于箱式变电站内，还是作为具有明确接口的撬装式变电站的一部分。
• 噪声水平，需注明测量距离和冷却状态——参见变压器噪声水平。
• 套管和电缆盒——类型、爬电距离、额定电流以及现场实际安装的终端连接方式——参见变压器套管指南。
• 运输重量和尺寸、吊装点，以及进场道路和地下巷道可接受的最大单件重量——参见运输与安装。
• 标准、试验清单和检验制度，以及必须与订货数据表逐字段一致的铭牌数据——参见如何阅读变压器铭牌。

哪些试验能证明设备合格？

矿用变压器通常依据工厂试验制度而非品牌声誉进行采购，该制度的价值在于它在订单之前就已明确规定，而不是在订单之后才争论。

• 例行试验（每台设备）：电压比和极性或联结组别、绕组电阻、空载损耗和空载电流、负载损耗和阻抗、绝缘电阻、外施电压、带局部放电测量的感应过电压、绝缘试验前后的油介电和水分测试、分接开关全档位操作，以及保护与监测装置的功能测试。现场后续的调试阶段参见变压器调试试验。
• 型式试验（针对设计）：雷电冲击、规定冷却方式下的温升、按IEC 60076-5的短路承受能力、声级，以及规定水平下的局部放电。
• 特殊试验（当矿山工况需要时）：变流器或谐波负载设备的谐波损耗测量、零序阻抗、试验程序完成后的溶解气体分析、油漆和防腐系统测试，以及地震活跃场地的抗震鉴定证据。
• 发货前检验——由独立第三方见证检查，确认交付设备在装车前的铭牌和受试设备一致，对于偏远场地而言，其价值远超检验费用——参见发货前检验清单和如何审查变压器制造商。

矿山变压器成本是多少，价格由什么驱动？

采购方常常按每 kVA 询价，然后当两份“相同”变压器的报价相差一半时又感到惊讶。在矿业项目中，差异几乎从来不在铜材上，而在于变压器周边的规格要求。价格驱动因素按影响程度大致从高到低依次为：额定容量与电压等级（包括绝缘水平，因为高压绕组和套管在成本中占比过高）；损耗规格，这实际上意味着购买更大的铁芯和更多的导体；冷却与温升等级，这会增加散热器、风扇、油泵和控制系统；分接开关类型，有载分接开关（OLTC）通常比无励磁分接带来显著溢价（行业经验值，详见分接开关相关文章）；谐波负载或 K 系数要求，这会改变绕组结构并使器身降容；外壳、IP 防护等级和防腐等级；环境温度、海拔和抗震修正，这些因素可能迫使在相同铭牌参数下采用更大的铁芯或不同的冷却等级；最后是至现场的运输与物流，在偏远矿区这本身可能就是一笔不小的费用。当设备以拖车式或撬装式变电站形式供货时，变压器只是整套设备的一部分——开关柜、保护装置、电池系统、电缆箱、钢结构、暖通空调和工厂调试都包含在报价中，将这种每 kVA 价格与裸变压器每 kVA 价格进行比较是毫无意义的。关于结构组成，请参阅100–2,000 kVA 变压器的真实成本、FOB 报价明细、一步完成选型与预算以及全生命周期成本。

让矿业项目付出代价的五个规格错误

• 仅按 kVA 订购，既无负载曲线也无谐波频谱。变压器通过了出厂试验，却在两年内而非二十年内绝缘老化，因为它在运行中所承受的损耗从来不是它被测试时的损耗。解决方法：提供书面负载曲线，以及基于研究得出的 K 系数或谐波负载要求。
• 变压器选型正确却忽略了电缆。一台完好的 11 kV 变电站变压器为三公里外的工作面供电，仍会使电铲电机电压低于可接受水平，因为压降出在电缆上。解决方法：在订购变压器之前而非之后，确定配电电压和移动变电站位置。
• 忽视环境温度和海拔降容。在 45 °C 和 4,000 m 条件下，10 MVA 铭牌并不等于 10 MVA 能力。解决方法：在规格书中注明设计环境温度和海拔，并要求制造商声明降容后的额定值和修正后的绝缘间隙。
• 意外混用标准和频率。按 IEC 设计的设备却以 IEEE 验收标准报价，或 50 Hz 变压器用于 60 Hz 电网，会在见证试验时引发争议，有时还需重新设计。解决方法：在一行中注明设计标准、试验标准和系统频率——请参阅50 Hz 与 60 Hz 变压器设计和国际标准对比。
• 仅按资本成本采购，然后再次采购。最便宜的设备通常到货时没有备用高压套管，关键主变压器上没有监测装置，且交期在选矿厂停机时无法压缩。解决方法：按矿山寿命期计算损耗成本，要求至少配备关键备件和有文件记录的服务路径，并将交期作为合同条款——请参阅变压器保修条款和交货周期。

资料来源

• 来源：IEC 60076 系列 — 电力变压器，包括第 1 部分（总则）、第 2 部分（温升）、第 3 部分（绝缘水平、介电试验和空气中外部间隙）、第 5 部分（承受短路的能力）、第 7 部分（油浸式电力变压器负载导则）、第 10 部分（损耗和电压比的测量）、第 11 部分（干式变压器）和第 20 部分（能效）
• 来源：IEC 61378-1 — 变流变压器 – 第 1 部分：工业用变压器
• 来源：IEEE C57.110 — 在供应非正弦负载电流时确定液浸式和干式电力及配电变压器能力的推荐规程
• 来源：IEEE C57.91 — 矿物油浸式变压器和步进电压调节器负载导则
• 来源：IEEE C57.12.00 和 IEEE C57.12.01 — 液浸式和干式配电及电力变压器通用要求
• 来源：IEEE C57.12.28 和 IEEE C57.12.29 — 地面安装设备外壳完整性，包括沿海环境完整性要求
• 来源：IEEE 519 — 电力系统谐波控制的推荐规程和要求（公共连接点电流畸变限值）
• 来源：IEC 61000-3-6 和 IEC 61000-2-4 — 畸变装置发射限值的评估以及低压和中压系统的谐波兼容水平
• 来源：IEC 60909 系列 — 三相交流系统中的短路电流
• 来源：IEC 60529 — 外壳提供的防护等级（IP 代码）
• 来源：IEC 61936-1 — 1 kV 以上交流电力装置 – 第 1 部分：通用规则（接地、安全距离和安装实践）
• 来源：IEC 62271-200 — 高压开关设备和控制设备 – 第 200 部分：额定电压 1 kV 以上至 52 kV 及以下的交流金属封闭开关设备和控制设备（内部电弧分级）
• 来源：IEC 60364-5-52 — 低压电气装置 – 电气设备的选择和安装 – 布线系统（电压降和电缆选型方法）
• 来源：ICEA S-75-381 / NEMA WC 58 — 用于矿山及类似应用的可移动式和馈电电缆（拖曳电缆和馈电电缆结构）
• 来源：ISO 12944 系列 — 色漆和清漆 – 防护涂料体系对钢结构的腐蚀防护（C3、C4 和 C5-M 腐蚀性类别）
• 来源：IEEE 344 — 核电站 1E 类设备抗震鉴定推荐规程，在矿山规范中用作变压器和开关设备抗震鉴定的参考方法
• 来源：GB/T 6451-2015 三相油浸式电力变压器技术参数和要求 — 三相油浸式电力变压器的技术参数和要求
• 来源：GB 1094 系列 电力变压器 — 中国电力变压器标准系列，与 IEC 60076 保持一致
• 来源：GB 50052-2009 供配电系统设计规范 和 GB 50060-2008 3~110kV高压配电装置设计规范 — 中国供配电系统及高压开关设备装置设计规范
• 来源：AS/NZS 4871 系列 — 矿山和采石场电气设备，包括配电、控制和辅助设备以及变电站的要求
• 来源：美国 MSHA 30 CFR Part 75（Subpart F – 电气）适用于地下煤矿，30 CFR Part 57（Subpart K – 电气安全标准）适用于金属和非金属地下矿山
• 来源：1996 年第 29 号《矿山健康与安全法》及其电气法规，南非
• 来源：Decreto Supremo N° 132 – Reglamento de Seguridad Minera，智利，以及 Decreto Supremo N° 024-2016-EM – Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería，秘鲁
• 来源：SME Mineral Processing Handbook — 采矿、冶金和勘探学会，破碎、磨矿和物料搬运功率及工况特性的参考
• 来源：QDTB Engineering Team — 行业经验值，用于矿山变电站分层和典型额定值范围、需用系数、参差系数和设计备用系数、电动机启动电压暂降限值、拖曳电缆实践、谐波工况规范实践、成本驱动因素排序以及有载分接开关的相对价格溢价