井下高壓供電系統運行方式的優化

周思炳

【摘? 要】考慮地面、井下6KV系統實際情況以及電纜參數一致的特點，利用同一母線供電的下級母線能并聯運行的原則，將來自地面同一段母線的下井電纜并列運行，以避免單獨分列運行時負荷不均所引起的供電安全問題。提升了井下供電能力，提高了供電安全，保證了供電方式的科學合理及實用性。

【關鍵詞】安全;供電方式;并列;供電能力

1.概述

我礦地面110KV變電所6KV系統分三段運行，正常運行時由3臺主變獨立供電，即1#變供6KVⅠ段、2#變供6KVⅡ段、3#變供6KVⅢ段。當前從地面6KV三段下井的高壓供電電纜共有7路，其中1路主要供井下-720m中央變電所、有6路主要供井下-610m中央變電所，且供井下-610m中央變電所的6路高壓電纜型號、規格等相關參數全部一致，即均為MYJV42-6KV 3*185mm2型電纜。井下-610m中央變電所6KV母線分六段獨立運行，但其中一段能與另外五段單獨聯絡，以方便進行倒閘檢修及負荷調整;因六段中每段所帶負荷類型及大小都不相同，且有時井下進行倒閘檢修等因素，將造成井下-610m中央變電所六段母線負荷不均、甚至偏差很大，嚴重時供六段母線用電的6路下井電纜中，有些負荷很小、有些幾乎或已經超出電纜額定載流量，因此造成一部分電纜因大負荷發熱，一部分電纜處于“大馬拉小車”的狀態，不僅影響供電安全，而且使供電不科學、不能最大限度發揮供電能力。對此，我們結合地面、井下6KV系統實際情況以及電纜參數一致的特點，利用由同一母線供電的下級母線能并聯運行的原則，將來自地面同一段母線的下井電纜并列運行，以避免單獨運行時負荷不均所引起的所有問題。

2.地面及井下-610m中央變電所6KV供電系統狀況

（1）地面110KV變電所6KV系統分三段運行，正常獨立運行時由三臺變壓器供電，即1#變供6KVⅠ段、2#變供6KVⅡ段、3#變供6KVⅢ段，三段彼此有聯絡，形成環行供電網絡。

（2）井下-610m中央變電所6KV母線分六段獨立運行，其中井下Ⅰ段能同時與另外井下Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ段單獨聯絡;由來自地面6KV系統三段母線的6路高壓電纜供電，具體為：地面1#變所帶6KVⅠ段6114#、6129#、6133#開關柜分別供井下-610m中央變電所6KVⅢ、Ⅳ、Ⅴ段母線，地面2#變所帶6KVⅡ段6233#開關柜供井下-610m中央變電所6KVⅡ段母線，地面3#變所帶6KVⅢ段6305#、6303#開關柜分別供井下-610m中央變電所6KVⅠ、Ⅵ段母線。

（3）地面至井下-610m中央變電所6路電纜為同型號（MYJV42-6KV 3*185mm2）電纜，分別由地面6臺600A的同KYN31-12型真空開關柜供電，下井后分別經6臺600A的同型號高壓防爆開關供井下6KV各段，且6根電纜長度相同。

3.井下供電運行方式存在問題與改進、優化

井下-610m中央變電所Ⅰ、Ⅵ段母線由地面3#變供電，其中井下Ⅰ段可與其余五段進行聯絡，同時帶五臺1400KW排水泵，其中只在需要排水時才有1臺泵運行，很少時候水量大時2臺泵運行，故Ⅰ段負荷較小且無連續性，不過當井下因檢修需要倒閘轉移負荷或地面檢修需要停掉Ⅱ段（或Ⅲ、或Ⅳ、或Ⅴ段）時，根據井下供電方式，只能將負荷轉移到井下Ⅰ段運行，如此將使井下Ⅰ段超負荷運行，造成Ⅰ段電纜發熱，影響供電安全。而與Ⅰ段一起由地面同一段母線供電的井下Ⅵ段只作為西C組中部變電所與西翼新增變電所其中的一路進線電源，負荷較小且穩定。對于供電能力一樣的Ⅰ、Ⅵ段電纜，各自負荷偏差太大，經常Ⅰ段是過負荷運行，而Ⅵ段處于“大馬拉小車”狀態。

針對上述問題，我們仔細分析了井上、下供電實際情況，由地面同一段母線供電井下Ⅵ段、Ⅰ段電纜型號與載流量以及高壓開關的供電能力完全相同，因此，在出現負荷偏差較大時為了更好地分配負荷，將井下Ⅵ段、Ⅰ段聯絡起來并列運行，即在井下-610m中央變電所合上Ⅰ-6開關（27-300）。這樣兩路電纜將負荷進行平分，各自的實際承載負荷為兩路總負荷的一半，將遠小于各自電纜的額定載流量，避免了過負荷發熱問題，不僅提升了供電能力，更保證了供電安全。

根據將井下Ⅵ段、Ⅰ段并列運行以實現分流來提高供電能力與供電安全的思路，可進一步進行優化并向系統下級進行延伸。此思路也同樣可用在由地面1#變供電井下Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段之間;另外當地面6KVⅠ、Ⅱ、Ⅲ段中兩段并列運行時，并列運行的兩段母線所供電的井下各段一樣能通過在井下進行并列運行來分流來保障供電安全，并以同樣的方式可向井下中央變電所供電的下級變電所延伸。

綜上所述，井下運行方式可進行如下改進與優化：

（1）井下Ⅱ段（或Ⅲ、或Ⅳ、或Ⅴ段）檢修時，井下Ⅰ段將增大，一旦超負荷（360A以上）影響入井電纜安全，可合上井下-610m中央變電所Ⅰ-6開關（27-300），即將井下Ⅰ段與井下Ⅵ段并列運行，如此兩路電纜將負荷進行平分。

（2）井下Ⅰ段總進線電纜停電檢修時，井下Ⅰ段母線可以當聯絡母線使用，此時：合上井下-610m中央變電所Ⅰ-2開關（27-294）、Ⅰ-3開關（27-286）、Ⅰ-7開關（27-301），即將井下Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段彼此并列運行，由地面1#變供電。

如此，在當前供電系統不增加任何設備的基礎上，通過供電方式的改進，井下供電系統的供電能力與安全可靠性得到大大提高與保障。

4.結束語

針對前述優化方案，將由上級同一電源供電的母線并列運行以實現分流來提高供電能力與供電安全的做法，已在實際供電系統中進行了安全應用，并達到預期的良好效果，能夠完全滿足實際需要。供電方式的改進杜絕了井下各路負荷嚴重偏差而發熱的安全隱患，保障了礦井供電系統尤其是井下供電的安全。