長(zhǎng)平公司礦井供電實(shí)行分列運(yùn)行的技術(shù)探討

李寧

(1.太原理工大學(xué),山西太原 040023;2.山西晉煤集團(tuán)長(zhǎng)平公司機(jī)電部,山西高平 048400)

長(zhǎng)平公司礦井供電實(shí)行分列運(yùn)行的技術(shù)探討

李寧1,2

(1.太原理工大學(xué),山西太原 040023;2.山西晉煤集團(tuán)長(zhǎng)平公司機(jī)電部,山西高平 048400)

長(zhǎng)平公司2012年7月開(kāi)始對(duì)在釜山、長(zhǎng)平兩地實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)分列運(yùn)行的可行性進(jìn)行技術(shù)研究,本文就此進(jìn)行了詳細(xì)分析,通過(guò)對(duì)長(zhǎng)平公司供電系統(tǒng)及高瓦斯礦井生產(chǎn)的綜合技術(shù)分析,在長(zhǎng)平實(shí)現(xiàn)分列運(yùn)行勢(shì)在必行。

高瓦斯礦井 供電系統(tǒng) 分列運(yùn)行

1 問(wèn)題的提出

目前長(zhǎng)平礦長(zhǎng)平工業(yè)廣場(chǎng)，釜山工業(yè)區(qū)兩處主變運(yùn)行方式不是采用分列運(yùn)行的供電方式，而是采用兩臺(tái)主要變壓器1臺(tái)使用、1臺(tái)熱備用的井上下方式。

這種方式從嚴(yán)格意義上講不滿(mǎn)足《煤礦安全規(guī)程》第四百四十條規(guī)定的"正常情況下，礦井電源應(yīng)采用分列運(yùn)行方式"的要求。需優(yōu)化調(diào)整礦井供電系統(tǒng)"1用1備"至"分列"運(yùn)行方式，在技術(shù)上提升供電連續(xù)可靠性。

2 在長(zhǎng)平公司供電系統(tǒng)分列運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)

長(zhǎng)平、釜山35Kv站2臺(tái)主變同時(shí)分列運(yùn)行，站內(nèi)6(10)Kv所有開(kāi)關(guān)(有負(fù)荷)同時(shí)送電并分列運(yùn)行。長(zhǎng)平35kv變電站供電方式：35KvⅠ、Ⅱ段母線分列運(yùn)行，分別由趙平線(354-311)、趙楊平線(357-425/312)供電，長(zhǎng)平站35kv分段開(kāi)關(guān)300冷備、6kv分段600開(kāi)關(guān)冷備。釜山35kv變電站供電方式：35KvⅠ、Ⅱ段母線分列運(yùn)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(kāi)關(guān)400冷備、10kv分段500開(kāi)關(guān)冷備。

同時(shí)地面有母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的變電所(配電點(diǎn))、井下各級(jí)變電所必須采用兩段分列供電方式，高低壓母聯(lián)開(kāi)關(guān)均應(yīng)處于冷備狀態(tài)。地面無(wú)母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的變電所(配電點(diǎn))，進(jìn)線開(kāi)關(guān)實(shí)行一臺(tái)運(yùn)行、一臺(tái)冷備的運(yùn)行方式。

3 供電系統(tǒng)分列運(yùn)行的技術(shù)探討

3.1 “一用一備”與分列運(yùn)行兩種運(yùn)行方式的更替

長(zhǎng)久以來(lái)，包括煤安規(guī)程在內(nèi)對(duì)煤礦供電系統(tǒng)運(yùn)行方式都是“一用一備”，這種看法認(rèn)為，對(duì)域外電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，礦井是用電戶(hù)，從電源線路進(jìn)線開(kāi)關(guān)往后，都是負(fù)載，只要兩回電源線路一回工作

(一臺(tái)主變投入)，另一回帶電備用(另一臺(tái)主變不投入)，就可以滿(mǎn)足礦井供電的要求，還節(jié)約了供電貼費(fèi)。但是，礦井配電網(wǎng)絡(luò)并不僅僅限于一個(gè)變電所，而是由地面、井下多個(gè)變電所組成。在“一用一備”運(yùn)行方式中，礦井變電所的二次母線只能處在單母線運(yùn)行方式。礦井范圍內(nèi)的全部用電設(shè)備都處在一個(gè)運(yùn)行母線上，形成一個(gè)電源兩回線路的工作模式。其后果是把礦井一級(jí)負(fù)荷的供電方式都按二級(jí)負(fù)荷供電方式對(duì)待，以犧牲供電安全性為代價(jià)換取減少供電貼費(fèi)。而且，這種方式要產(chǎn)生較多無(wú)功損耗，增大感性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投資與管理的運(yùn)營(yíng)成本，降低功率因數(shù)，不能獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益

煤礦供電首先要確保安全性，很重要的一點(diǎn)，就是要滿(mǎn)足礦井一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求—— 應(yīng)有雙電源雙回線路供電。煤礦的一級(jí)負(fù)荷，主要包括：主要通風(fēng)機(jī)；井下主排水設(shè)備(包括作主排水的煤水泵)、下山開(kāi)采的采區(qū)排水沒(méi)備；升降人員的立井提升機(jī)；抽放瓦斯設(shè)備(包括井下移動(dòng)抽放泵站設(shè)備) 。要滿(mǎn)足這個(gè)條件，作為礦井配電網(wǎng)絡(luò)的礦井變電所應(yīng)該采用分列運(yùn)行這種方式。這種方式能實(shí)現(xiàn)二次母線為分列運(yùn)行母線，接于兩段母線的礦井一級(jí)負(fù)荷有兩個(gè)供電電源，能做到一級(jí)負(fù)荷的兩回電源線路一回路運(yùn)行另一回路帶電備用。因此，礦井變電所應(yīng)采用分列運(yùn)行方式。

3.2 分析優(yōu)化地面供電系統(tǒng)

只要不是1、2號(hào)主要變壓器同時(shí)投入使用(均承擔(dān)礦井有效負(fù)荷、兩路電源線路均要產(chǎn)生礦井用電設(shè)備有功功率)，我們通常均認(rèn)為主變處于"1用1備"狀態(tài)。在供電連續(xù)性與可靠性等安全性能上分析，最大的問(wèn)題是一旦一路礦井供電電源停電，或因入井10kv側(cè)發(fā)生短路等故障而造成出線保護(hù)失靈發(fā)生越級(jí)跳閘時(shí)，往往立即造成全礦井停電，而此時(shí)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(shí)間長(zhǎng)。

而在礦井正常運(yùn)行時(shí)，將主變高、低壓側(cè)的分段開(kāi)關(guān)均打開(kāi)，將處于"1用1備"狀態(tài)的兩臺(tái)主變調(diào)整為單母線分段、同時(shí)使用，即礦井兩路電源及兩臺(tái)主變同時(shí)使用、共同分擔(dān)礦井全部負(fù)荷并相互備用，這就是常說(shuō)的分列運(yùn)行方式。這樣，即使有一路電源停電，或10kv低壓側(cè)出線保護(hù)失靈而發(fā)生越級(jí)跳閘現(xiàn)象時(shí)，全礦井也只能是部分停電，而恢復(fù)部分停電區(qū)域的人工分閘、合閘工作量相對(duì)也小，同時(shí)因短路容量小，出現(xiàn)越級(jí)跳閘的可能性也相對(duì)要小，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)危害相對(duì)最小。

3.3 分析優(yōu)化井下供電系統(tǒng)

結(jié)合前述長(zhǎng)平公司釜山地面35KV變電所供電系統(tǒng)結(jié)線示意圖及其分列運(yùn)行方式的調(diào)整優(yōu)化，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處于分開(kāi)狀態(tài)，兩路入井電源同時(shí)分擔(dān)礦井有效負(fù)荷，即使出線側(cè)的保護(hù)失靈而出現(xiàn)跳閘或一路10kv電源停電時(shí)，井下只能是部分停電，同時(shí)相對(duì)井下"1用1備"或"分段母線并段運(yùn)行"方式，因短路容量減小，出現(xiàn)越級(jí)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(xù)運(yùn)行，供電連續(xù)可靠性大，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)危害小。

4 在長(zhǎng)平公司供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分列運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)

對(duì)于礦山而言，上級(jí)供電公司實(shí)行的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是按照接入的主變壓器容量來(lái)確定的。因此，實(shí)行分列運(yùn)行或者一用一備收取電費(fèi)是一樣的，因?yàn)殚L(zhǎng)平礦區(qū)和釜山礦區(qū)各2臺(tái)主變壓器的容量是不變的。這樣看來(lái)，似乎分列運(yùn)行并不比一用一備便宜。但采用分列運(yùn)行，實(shí)際上是兩臺(tái)主變壓器都投入了實(shí)際使用，在礦山負(fù)荷一定的情況下，這實(shí)際上大大提高了每臺(tái)變壓器的裕率。此外，一旦單臺(tái)變壓器發(fā)生故障退出運(yùn)行，可以馬上合上母聯(lián)，用另外一臺(tái)變壓器擔(dān)負(fù)全礦井的負(fù)荷。從這種意義上來(lái)講，花費(fèi)一樣，但分列運(yùn)行更安全更高效，更具有“性?xún)r(jià)比”。

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