長平公司礦井供電實行分列運行的技術探討

李寧

(1.太原理工大學,山西太原 040023;2.山西晉煤集團長平公司機電部,山西高平 048400)

長平公司礦井供電實行分列運行的技術探討

李寧1,2

(1.太原理工大學,山西太原 040023;2.山西晉煤集團長平公司機電部,山西高平 048400)

長平公司2012年7月開始對在釜山、長平兩地實現供電系統分列運行的可行性進行技術研究,本文就此進行了詳細分析,通過對長平公司供電系統及高瓦斯礦井生產的綜合技術分析,在長平實現分列運行勢在必行。

高瓦斯礦井 供電系統 分列運行

1 問題的提出

目前長平礦長平工業廣場，釜山工業區兩處主變運行方式不是采用分列運行的供電方式，而是采用兩臺主要變壓器1臺使用、1臺熱備用的井上下方式。

這種方式從嚴格意義上講不滿足《煤礦安全規程》第四百四十條規定的"正常情況下，礦井電源應采用分列運行方式"的要求。需優化調整礦井供電系統"1用1備"至"分列"運行方式，在技術上提升供電連續可靠性。

2 在長平公司供電系統分列運行的實現

長平、釜山35Kv站2臺主變同時分列運行，站內6(10)Kv所有開關(有負荷)同時送電并分列運行。長平35kv變電站供電方式：35KvⅠ、Ⅱ段母線分列運行，分別由趙平線(354-311)、趙楊平線(357-425/312)供電，長平站35kv分段開關300冷備、6kv分段600開關冷備。釜山35kv變電站供電方式：35KvⅠ、Ⅱ段母線分列運行，分別由趙釜Ⅰ回(355-411)、趙釜Ⅱ回(356-412)供電，釜山站35kv分段開關400冷備、10kv分段500開關冷備。

同時地面有母線聯絡開關的變電所(配電點)、井下各級變電所必須采用兩段分列供電方式，高低壓母聯開關均應處于冷備狀態。地面無母線聯絡開關的變電所(配電點)，進線開關實行一臺運行、一臺冷備的運行方式。

3 供電系統分列運行的技術探討

3.1 “一用一備”與分列運行兩種運行方式的更替

長久以來，包括煤安規程在內對煤礦供電系統運行方式都是“一用一備”，這種看法認為，對域外電力系統來說，礦井是用電戶，從電源線路進線開關往后，都是負載，只要兩回電源線路一回工作

(一臺主變投入)，另一回帶電備用(另一臺主變不投入)，就可以滿足礦井供電的要求，還節約了供電貼費。但是，礦井配電網絡并不僅僅限于一個變電所，而是由地面、井下多個變電所組成。在“一用一備”運行方式中，礦井變電所的二次母線只能處在單母線運行方式。礦井范圍內的全部用電設備都處在一個運行母線上，形成一個電源兩回線路的工作模式。其后果是把礦井一級負荷的供電方式都按二級負荷供電方式對待，以犧牲供電安全性為代價換取減少供電貼費。而且，這種方式要產生較多無功損耗，增大感性無功補償設備投資與管理的運營成本，降低功率因數，不能獲得最佳經濟效益

煤礦供電首先要確保安全性，很重要的一點，就是要滿足礦井一級負荷對供電電源的要求—— 應有雙電源雙回線路供電。煤礦的一級負荷，主要包括：主要通風機；井下主排水設備(包括作主排水的煤水泵)、下山開采的采區排水沒備；升降人員的立井提升機；抽放瓦斯設備(包括井下移動抽放泵站設備) 。要滿足這個條件，作為礦井配電網絡的礦井變電所應該采用分列運行這種方式。這種方式能實現二次母線為分列運行母線，接于兩段母線的礦井一級負荷有兩個供電電源，能做到一級負荷的兩回電源線路一回路運行另一回路帶電備用。因此，礦井變電所應采用分列運行方式。

3.2 分析優化地面供電系統

只要不是1、2號主要變壓器同時投入使用(均承擔礦井有效負荷、兩路電源線路均要產生礦井用電設備有功功率)，我們通常均認為主變處于"1用1備"狀態。在供電連續性與可靠性等安全性能上分析，最大的問題是一旦一路礦井供電電源停電，或因入井10kv側發生短路等故障而造成出線保護失靈發生越級跳閘時，往往立即造成全礦井停電，而此時投入另一路電源需較多的人工分閘、合閘工作量，停電影響的范圍大、時間長。

而在礦井正常運行時，將主變高、低壓側的分段開關均打開，將處于"1用1備"狀態的兩臺主變調整為單母線分段、同時使用，即礦井兩路電源及兩臺主變同時使用、共同分擔礦井全部負荷并相互備用，這就是常說的分列運行方式。這樣，即使有一路電源停電，或10kv低壓側出線保護失靈而發生越級跳閘現象時，全礦井也只能是部分停電，而恢復部分停電區域的人工分閘、合閘工作量相對也小，同時因短路容量小，出現越級跳閘的可能性也相對要小，對煤礦安全生產危害相對最小。

3.3 分析優化井下供電系統

結合前述長平公司釜山地面35KV變電所供電系統結線示意圖及其分列運行方式的調整優化，聯絡開關處于分開狀態，兩路入井電源同時分擔礦井有效負荷，即使出線側的保護失靈而出現跳閘或一路10kv電源停電時，井下只能是部分停電，同時相對井下"1用1備"或"分段母線并段運行"方式，因短路容量減小，出現越級跳閘的可能性也更小，有利于井下中央變電所和地面主變的連續運行，供電連續可靠性大，對煤礦安全生產危害小。

4 在長平公司供電系統實現分列運行的優點

對于礦山而言，上級供電公司實行的收費標準是按照接入的主變壓器容量來確定的。因此，實行分列運行或者一用一備收取電費是一樣的，因為長平礦區和釜山礦區各2臺主變壓器的容量是不變的。這樣看來，似乎分列運行并不比一用一備便宜。但采用分列運行，實際上是兩臺主變壓器都投入了實際使用，在礦山負荷一定的情況下，這實際上大大提高了每臺變壓器的裕率。此外，一旦單臺變壓器發生故障退出運行，可以馬上合上母聯，用另外一臺變壓器擔負全礦井的負荷。從這種意義上來講，花費一樣，但分列運行更安全更高效，更具有“性價比”。

李寧(1980—),男,漢族,山西省晉城市,大學本科,電氣助理工程師,就職于太原理工大學電氣工程系。