晉城地區煤礦用戶供電風險分析與管控策略探討

王新瑞，毛俊杰，衛 科

（國網晉城供電公司，山西 晉城 048000）

0 引言

晉城地區電力用戶以煤、化工用戶為主，現共有108 家煤炭一級重要用戶，110 座變電站，其中37.3% 為高瓦斯礦井，共41 座。煤礦用戶線路214 條，占用戶線路的48.7%。煤礦安全生產是直接關系國家能源安全、社會穩定和民生大計的問題。保證煤礦高危用戶的供電可靠性對于煤礦安全生產意義重大，是地區電網運行管理的重中之重。

1 晉城煤礦用戶供電現狀分析

1.1 煤礦用戶供電運行方式的規定

《煤礦安全規程》對煤礦用戶供電運行方式的規定[1]：

1）礦井應有兩回路電源線路（即來自兩個不同變電站或來自不同電源進線的同一變電站的兩段母線）。當任一回路發生故障停止供電時，另一回路應擔負礦井全部用電負荷。

2）區域內不具備雙回路電源的礦井，應報安全生產許可證的發放部門審查。

3）礦井供電電源線路上不得分接任何負荷。

根據上述規定，煤礦電源供電方式可分為4 類，如圖1所示，其中，前三種類型滿足雙電源供電要求，第四種類型不滿足雙電源供電要求。

圖1 煤礦典型供電示意圖

1.2 晉城煤礦用戶供電方式分類

按照《煤礦安全規程》中煤礦電源供電方式分類標準劃分，晉城地區煤礦用戶分類情況統計如表1所示。

表1 煤礦用戶分類情況統計表

結合地區煤礦用戶實際供電接線方式，進一步化分類，可歸納為九種供電類型，如圖2所示。

圖2 晉城煤礦用戶供電系統分類示意圖

2 煤礦用戶供電風險分析

通過對細化后的地區煤礦用戶供電方式全面梳理，共存在四類問題，存在一定的供電風險，影響用戶供電可靠性。

2.1 部分用戶站存在五級電網事件風險

依據《國家電網公司安全事故調查規程》規定“地市級以上地方人民政府有關部門確定的特級或一級重要電力用戶電網側供電全部中斷”，構成五級電網事件。本地區煤礦用戶供電類型屬于類型一、二的情況不存在供電風險，但供電類型三中共計23座變電站存在電源點停電引發的五級電網事件風險。情況統計如表2所示。

表2 供電類型分類

2.2 部分用戶站不滿足相關規程規定

部分煤礦變電站雖然具備雙電源配置，但不滿足相關規程規定，具體統計情況如表3所示。

表3 不滿足規程要求情況統計

2.3 粗放式電網管理模式存在安全隱患

1）供電公司對重要用戶管理精益化水平有待提高。

由于煤礦用戶歸口管理單位不同，地、縣供電公司對煤礦用戶的管理執行的標準，如業務受理流程、監管內容和標準以及執行要求存在差異，導致對用戶的需求響應不夠，電力安全生產存在一定的風險隱患。

2）煤礦用戶電氣運維人員水平參差不齊。

煤礦用戶電氣人員流動性大、調控業務流程不熟悉、應急處置能力不足、運行與檢修水平不能完全滿足設備運維要求。如在倒閘操作等規程的執行上依舊存在不規范問題，導致制度執行落實存在差異，可能導致供電風險。給電網安全運行及用戶的安全用電帶來重大隱患[2]。

2.3 其它情況

1）部分煤礦存在分布式電源并網情況，增加了電網運行的復雜性和管理難度。

經統計，現有4座110 kV煤礦變電站和4座35 kV煤礦變電站存在瓦斯電廠并網現象。這種情況導致電力業務中如停電計劃、方式調整、保護管理、無功電壓管理、故障處理等更加復雜。配網多源性不僅增加了調度對象，使調度操作安全風險增加，同時對保護配置提出更高要求。傳統單端保護不能滿足運行要求，而且還導致故障處置更加復雜。如在主、備供線路停電的極端方式下，可能存在小電源帶煤礦用戶孤網運行情況，由于小電廠缺乏有效的自動調節系統和控制手段，將導致用戶電壓質量下降，嚴重情況下，可能存在人員誤操作導致系統非同期并列的情況，增加了故障處置的復雜性和難度，對值班人員的業務水平提出了更高的要求。

2）14 座煤礦雙電源間存在相角差或進線為刀閘，不能合環倒方式，事故情況下不能快速恢復供電，存在供電風險。

3 煤礦用戶供電風險管控

為了提高煤礦供電安全可靠性，通過分析地區煤礦用戶存在的供電風險和供電系統運行管理現狀，通過實施各項技術措施與管理措施，構建全方位風險管控體系，實現了對高危用戶供電風險的有效管控。

3.1 技術層面

3.1.1 全路徑優化煤礦高危客戶供電方式

1）對用戶及上級電源點的供電方式進行全面梳理，持續推進大分列運行方式調整工作。截至目前，承擔煤礦供電的12 座公用站、35 kV 及以上44 座用戶站由一主一備供電方式調整為分列運行方式，降低了煤礦全停風險。

2）針對部分煤礦用戶雙電源間存在相角差的問題，協調5座用戶站完成站內改造，通過加裝轉角變，并調整為分列運行方式，消除了雙電源間的相角差，實現了不停電倒方式。

3）結合改造計劃，逐步化解一線供兩站、由其它煤礦轉供及在公用線路并網、同桿架設的供電風險。協調未安裝保安電源的用戶按規定配足保安電源。規劃部門嚴格審核批復接入方案，杜絕不滿足條件的用戶接入電網。

3.1.2 完善繼電保護及安全自動裝置配置

1）對全部涉礦線路開展繼電保護定值雙向校核和優化調整，向用戶書面反饋定值整定優化建議。同時調整重合閘、備自投配合原則，提高上級電源點供電可靠性；調整煤礦上級電源點自動裝置投退策略，重合閘、備自投同時投入，備自投優先于重合閘動作，以確保故障情況下，快速恢復供電。

2）針對分布式電源并網存在的問題，制定利用上級電源線路保護或備自投自動裝置聯切小電源改造方案，備自投聯切小電源保護回路改造示意圖如圖3 所示。在跳進線保護回路中增加中間繼電器，同時將中間繼電器常開觸點接入小電源跳閘回路中。當煤礦上級電源點的供電線路發生故障時，線路保護和備自投動作，跳進線1或進線2，跳進線保護回路中利用跳位接點TJ啟動中間繼電器，中間繼電器帶電后，跳小電源保護跳閘回路接通，以實現故障情況下能夠快速切除小電源。另外，利用上級電源線路差動保護中的備用跳閘接點也可以實現聯切功能。目前已完成了3 座變電站聯切小電源的綜自改造工作。有效的防止了系統孤網運行可能存在非同期并列的極端情況。

圖3 備自投聯切小電源回路示意圖

3.2 管理層面

3.2.1 夯實管理基礎，規范調度運行業務

1）完善用戶基礎信息臺賬

建立用戶供電路徑圖、運行方式、運行值班人員和廠站負責人通訊方式、事故預案等網絡臺賬，定期更新完善，以滿足日常運行管理需求。

2）調度業務流程標準化管理

對涉及煤礦等高危用戶的正常供電方式管理、調度協議、業務聯系資質管理、檢修和操作管理、故障處理、信息報送等方面業務制定了標準化管理流程，實現地、縣公司對高危用戶管理的全口徑一體化、標準化管理模式。

3.2.2 建立風險協同管控機制

1）統籌安排地區停電計劃

風險管控節點前移，執行停電計劃協同管控機制，統籌考慮高危用戶設備和主網設備檢修計劃，落實一停多用工作思路，合理安排檢修計劃，減少重復性停電、提高用戶供電的持續性。

2）落實風險全過程管控機制

嚴審電網風險預警通知單并及時發布，針對涉及煤礦用戶特別是存在五級電網風險的停電工作，實時制定、專人審核專項事故預案，確保預案的實用性。檢修過程中，實時監督用戶風險控制措施落實情況，實現電網風險全過程管控。

3）建立涉礦設備故障分析專項檔案

制定《晉城電網運行事件通報和約談工作辦法》，對于用戶側原因引起的故障，要求用戶提供書面原因分析和情況說明，當發生嚴重故障時，當面約談用戶，同時以書面形式函告市能源局、安監局等部門，強化調查分析問責，加強對用戶的安全監管力度。

4）完善預案與演練提高應急處置能力

常態化開展聯合反事故應急演練、建立應急處置信息共享機制，提高主網與用戶應急處置能力。

3.2.3 供電服務主動延伸、技術幫扶

開展保高危用戶用電安全活動，組織技術骨干與煤礦用戶“一對一”結對子，制定服務卡主動走訪用戶，主動為用戶提供業務咨詢、安全用電指導及宣傳，加強專業技術指導，提升用戶的業務技能。

4 結語

通過詳細分析地區煤礦用戶各類供電方式下存在的供電風險與管理問題，從技術層面和管理層面出發，構建了全方位風險管控體系，針對性地解決了地區電網管理中的問題，進一步提高煤礦用戶供電可靠性。