淺析煤礦供電安全可靠性的運行方式

徐樹東 張國棟

（河南神火集團(tuán)，河南 永城 476600）

淺析煤礦供電安全可靠性的運行方式

徐樹東 張國棟

（河南神火集團(tuán)，河南 永城 476600）

供電安全的可靠性具有非常重要的作用，關(guān)系著煤礦生產(chǎn)的安全順利進(jìn)行。本文主要闡述某礦35/ 6kV變電站供電運行方式，研究供電運行方式對供電系統(tǒng)的作用，在此基礎(chǔ)上說明今后煤礦生產(chǎn)過程中需要選擇的供電運行方式。

供電；煤礦；運行方式；安全可靠性

供電安全可靠性在很大程度上決定著煤礦生產(chǎn)的順利進(jìn)行，而且還決定著煤礦煤炭產(chǎn)出。因此，研究煤礦供電安全可靠性的運行方式具有非常重要的理論意義和實踐價值。

1 供電系統(tǒng)基本情況

某礦現(xiàn)階段共計變電站3個，它們依次是老、新、風(fēng)井變電站，接下來本文將對每一個站的基本情況進(jìn)行闡述。

1.1 老井變電站基本情況

①具體來說，其35kV主要包括3條來線，三者分別為310、311、312，供電主要通過該市供電公司孫家灣變電站來進(jìn)行。該站總計包括35kV真空開關(guān)八臺，它們的型號是ZW30-40.5，開斷與額定電流分別是31.5kA與2kA，從2007年10月煤礦進(jìn)行改造活動之后，引入了真空開關(guān)，在實踐之中取得非常不錯的效果。

②主變裝機與在用容量分別為2×10與4MVA× 10MVA，另一方面，其具體負(fù)荷大約是9 000kW。

③對于6kV母線來說，其主要包括四段，需要注意的是，3、4和1、2段分列運行。

④6kV主要負(fù)責(zé)向以下區(qū)域供電：地面生活、生產(chǎn)負(fù)荷，老井主、副井提升機，-130、-330、-580、-860m主排水系統(tǒng)，-330、-580m所有的用電設(shè)備等。

1.2 新井變電站基本情況

①具體來說，其35kV主要包括2條來線，兩者分別為307、308，后者運行，而前者則作為備用，供電主要通過某電廠孫家灣開關(guān)站進(jìn)行。

②主變裝機容量2MVA×16MVA+12.5MVA，兩臺主變分列運行，其一作為備用，具體負(fù)荷大小在13MkW左右。

③對于6kV母線來說，其主要包括3段。

④6kV主要負(fù)責(zé)向以下區(qū)域供電：新井主、副井提升機，-795m主排水系統(tǒng)，-795m高度所有用電設(shè)備等。

1.3 風(fēng)井變電站基本情況

①具體來說，其35kV主要包括2條來線，309、310，其中前者運行，而后者則屬于備用，供電主要通過某電廠孫家灣開關(guān)站進(jìn)行。

②主變裝機容量2MVA×6.3MVA，實際負(fù)荷5 000kW，在用容量12.6MVA。

③對于6kV母線來說，其主要包括2段，它們分列運行。

④6kV主要負(fù)責(zé)向以下區(qū)域供電：地上供水系統(tǒng)與周圍廣大人民群眾日常生活用電，新主扇風(fēng)機。

2 對運行方式的要求

《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于441和442條，一方面明確指出井上兩回路電源運行方式，另一方面也把要求拓寬至井下采區(qū)變電所，明確指出它們通過分列運行方式供電給局部通風(fēng)機。上述一系列要求改善了井下供電設(shè)備的安全水平與穩(wěn)定水平［1］。

對于兩回路電源來說，主要存在以下三種運行方式：并列、“一用一備”與分列。各種方式對于供電的安全與可靠程度起著不一樣的作用，通過仔細(xì)考察現(xiàn)場我們能夠看出部分單位對這個問題缺乏足夠的認(rèn)識，有時候?qū)嵺`中使用的方法不準(zhǔn)確，對煤礦生產(chǎn)的安全造成一定的威脅，所以有必要探討這方面的問題。

3 三種運行方式的安全性分析

當(dāng)前，主要存在著并列運行、“一用一備”、分列三種運行方法，接下來筆者將分別闡述三種方式的優(yōu)勢與不足，分析三者對系統(tǒng)安全性的作用，具體如下。

3.1 并列運行

對于這種方式來說，即2臺主變壓器高、低壓側(cè)的母線利用聯(lián)絡(luò)開關(guān)相互連接或者配電所的兩回路電源利用聯(lián)絡(luò)開關(guān)相互連接，然后供電給負(fù)載。

這種方式有非常突出的優(yōu)勢，便于那些規(guī)模較大的電氣設(shè)備的啟動，極大地改善了帶負(fù)荷能力；同時，還具有相對偏高的短路電流，便于開關(guān)。然而，一定要指出的是，這種方式還具有一些不足之處：第一，其中有環(huán)路供電，因此不容易在短時間之內(nèi)將故障點切除；第二，不容易準(zhǔn)確可靠地確定饋出線接地故障所處的線路；第三，具有相對較大的短路電流，容易導(dǎo)致上級開關(guān)誤動作；第四，或許會使停電范圍擴大；第五，線路中具有一定的越級跳閘隱患；第六，其中的斷路器必須具有相對偏高的分?jǐn)嗄芰Α?/p>

考慮到并列運行的缺點，這種方式具有較大的風(fēng)險，所以不建議選擇，尤其是對于35kV線路來說。現(xiàn)階段，該煤礦35kV線路沒有應(yīng)用這種方式，6kV線路之中有些區(qū)段具有這種問題，例如，-595m水平中央3號和4號線以及1號和2號屬于該種模式，但是環(huán)網(wǎng)卻沒有這種問題。

3.2 一用一備

一用一備，顧名思義，即煤礦兩回路電源中，其中的一個負(fù)責(zé)供電給整個礦井，而第二個則屬于備用的設(shè)備。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前，該礦中配置的3個變電站35kV線路都是這種模式，而至于其他的線路，基本上都處于分列運行的狀態(tài)。

地面變電所35kV線路之中，其中的一個負(fù)責(zé)供電，而第二個則為帶電備用，母聯(lián)開關(guān)帶負(fù)荷運行。

這種模式往往存在以下幾方面的問題：那些處于工作狀態(tài)的電源線路在某些情況下突然停電，此時必須進(jìn)行相應(yīng)的操作來對電源進(jìn)行切換，這樣必然存在一定的停電時間。歸根結(jié)底，其實是在供電的過程中將煤礦一級負(fù)荷降了級別，使其變成了二級負(fù)荷，這樣就在很大程度上降低了可靠性。尤其是在局部與主通風(fēng)機停電的情況下，要是由于其他因素而無法在第一時間之內(nèi)完成電源的切換，或許會由于通風(fēng)機不再工作而使瓦斯積聚問題加劇，最終引發(fā)一定的事故。

3.3 分列運行

對于該煤礦來說，在具體的實踐中適合使用分列運行這一種模式。具體來說，即煤礦兩回路電源依次與每一級變（配）電所的兩段母線相連，二者彼此分離，二者沒有連接，構(gòu)建起兩個彼此獨立存在的電源。地面變電所35kV、6kV側(cè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)與井下中央變電所、采區(qū)變電所等的6kV母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)都處于斷開狀態(tài)，構(gòu)建起兩回路獨立電源，一類負(fù)荷依次與各個回路電源連接。

煤礦經(jīng)營運作實踐中應(yīng)用這種模式，變（配）電所的母線分別分離，且二者沒有連接，這樣就有效避免了上述第一種中的停電范圍擴大的問題。采用這種模式，一級負(fù)荷之中具有兩回路獨立電源，對那些必須不間斷持續(xù)運行的設(shè)備來說，能夠通過這種方式來完成電源切換，且不會出現(xiàn)停電問題。鑒于此，煤礦經(jīng)營運作過程中最好是選擇這種方法。然而，值得強調(diào)的一個問題是，井下低壓供電系統(tǒng)并網(wǎng)或形成環(huán)路的時候，避免發(fā)生系統(tǒng)環(huán)流而引發(fā)相應(yīng)的事故，這是應(yīng)當(dāng)高度重視的一個方面。

4 結(jié)語

根據(jù)煤礦的現(xiàn)實情況，并按照《煤礦安全規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定，對于煤礦供電系統(tǒng)的安全性，兩回路電源運行方式能夠起到非常大的作用。采取并列運行方式的時候，或許會發(fā)生停電區(qū)域擴大的問題，有時候還將發(fā)生更加嚴(yán)重的越級跳閘事故，所以，煤礦中禁止選擇這種方法。而對于“一用一備”方式來說，其使一級用電負(fù)荷降級，在選擇這種方法的時候，一定要采取科學(xué)合理的防護(hù)方法措施，充分確保各種關(guān)鍵設(shè)備在10min之內(nèi)實現(xiàn)啟動和運行。而分列運行卻能夠有效滿足煤礦一級用電負(fù)荷的要求，因此煤礦經(jīng)營運作過程中最好是選擇這種方法。然而，需要注意的是，該礦的供電系統(tǒng)中，35kV電源都沒有引入這種方法，因其具有停電區(qū)域擴大的安全隱患；而6kV電源之中大都選擇了這種方法，極大地符合安全需要。

［1］丁建文.對提高煤礦供電系統(tǒng)的可靠性分析研究［J］.中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011（11）：125.

Brief Analysis of Operation Mode of Safety and Reliability of Power Supply in Coal Mine

Xu Shudong Zhang Guodong
（Henan Shenhuo Group，Yongcheng Henan 476600）

The reliability of power supply safety plays a very important role,which is closely related to the safety and smooth progress of coal mine production.This paper described a mine 35/6kV substation operation mode,studied the operation mode of power supply to the power supply system,on the basis,the power supply operation mode must be chosen in the process of coal production in the future.

power supply；coal mine；operation mode；safety reliability

TD611

A

1003-5168（2017）07-0084-02

2017-06-02

徐樹東（1973-），男，專科，助理工程師，研究方向：發(fā)電廠及供電系統(tǒng)。