淺析煤礦供電系統(tǒng)組成及運(yùn)行方式

王高建

(河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作　454000)

淺析煤礦供電系統(tǒng)組成及運(yùn)行方式

王高建

(河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，河南 焦作454000)

摘要：目前，電力已成為煤礦生產(chǎn)的主要甚至是唯一的能源?？煽?、安全、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)地供電，對(duì)保證安全生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量及提高經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：電力；產(chǎn)品質(zhì)量；經(jīng)濟(jì)效益

一、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)

電力系統(tǒng)是指由發(fā)電機(jī)、電力網(wǎng)和電力用戶組成的統(tǒng)一整體。電力網(wǎng)是由輸電線路和升(降)壓變電站(所)組成，擔(dān)負(fù)電力輸送、分配和變換任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。發(fā)電機(jī)的輸出電壓較低(3.15～20kV)，為能夠大容量、遠(yuǎn)距離輸電，必須將發(fā)電機(jī)生產(chǎn)的電能經(jīng)升壓變壓器升壓后輸送到負(fù)荷中心。在負(fù)荷中心附近需設(shè)置降壓變電站(所)，將電壓降低后再輸送至用戶。電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠之間以輸電線路相連，稱為并網(wǎng)發(fā)電。并網(wǎng)發(fā)電可以提高供電的可靠性，同時(shí)還可以提高發(fā)電廠和電力網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

二、額定電壓等級(jí)

為了便于電網(wǎng)的運(yùn)行管理和電氣設(shè)備生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了全國統(tǒng)一的額定電壓等級(jí)，電氣設(shè)備都是按照額定電壓設(shè)計(jì)和制造的，在額定電壓下電氣設(shè)備可以安全、高效的運(yùn)行。電力系統(tǒng)額定電壓等級(jí)見表1。

表1　電力系統(tǒng)額定電壓等級(jí)(kV)

三、煤礦對(duì)供電的基本要求

(一)可靠供電。

可靠供電就是要求不間斷供電。在煤礦中，各種電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求是不同的，為了能在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的前提下滿足不同負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，把電力負(fù)荷分為三類。

在供電系統(tǒng)的結(jié)線設(shè)計(jì)、設(shè)備選擇和運(yùn)行中，要不惜代價(jià)確保一級(jí)負(fù)荷的供電不間斷；而對(duì)三級(jí)負(fù)荷則更多地考慮供電的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)電力系統(tǒng)因故障必須拉閘限電時(shí)，首先停三級(jí)負(fù)荷，必要時(shí)再停二級(jí)負(fù)荷，但必須保證一級(jí)負(fù)荷的用電。

(二)安全供電。

安全供電就是在供電過程中，不發(fā)生人身觸電、電氣火災(zāi)和由電氣設(shè)備引發(fā)的瓦斯與煤塵爆炸事故。煤礦安全供電的三大任務(wù)是：電氣防爆、電氣防火、防觸電。一般工業(yè)企業(yè)也應(yīng)特別注意防火和防觸電。

(三)高質(zhì)量供電。

電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)。我國電網(wǎng)的額定頻率為50Hz，其頻率偏差不允許超過±0.2Hz。電網(wǎng)頻率由發(fā)電廠控制，用電企業(yè)無法改變，但用電企業(yè)有義務(wù)根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的指令調(diào)整本企業(yè)的負(fù)荷，配合電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)頻率。

(四)經(jīng)濟(jì)供電。

供電的經(jīng)濟(jì)性一般考慮三個(gè)方面：在滿足技術(shù)要求的前提下，盡量降低企業(yè)變電所與電網(wǎng)的基本建設(shè)投資；盡可能降低設(shè)備、材料及有色金屬的消耗量；盡量降低供電系統(tǒng)的電能損耗及維護(hù)費(fèi)用。

四、電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式

在三相供電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)(N)與大地(E)的連接關(guān)系稱為中性點(diǎn)的運(yùn)行方式。中性點(diǎn)運(yùn)行方式?jīng)Q定著電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障后的狀況與后果，與供電的可靠性、線路的保護(hù)方法及人身安全等密切相關(guān)。常見的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)直接接地兩種。

(一)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)。

中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地時(shí)，接地點(diǎn)的接地電流通常在幾安以下，不會(huì)立即損壞設(shè)備，系統(tǒng)的線電壓仍保持對(duì)稱，用電設(shè)備的運(yùn)行不受影響。地面3kV～63kV高壓電網(wǎng)是直接給用戶輸電的電網(wǎng)，采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式，可以減少用戶因單相接地造成的停電，提高供電的可靠性。中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)單相接地時(shí)，非接地相對(duì)地電壓升高到電網(wǎng)的線電壓，易使絕緣薄弱處擊穿，造成嚴(yán)重的兩相接地短路。因此，在地面中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中裝有絕緣監(jiān)視裝置或接地保護(hù)裝置，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，值班人員盡快查找并排除故障，如有備用線路，應(yīng)盡快將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到備用線路上去。規(guī)定單相接地后運(yùn)行時(shí)間不應(yīng)超過2小時(shí),經(jīng)2小時(shí)仍未消除故障時(shí)，應(yīng)切除故障線路。

(二)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)。

我國110kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)采用三相三線制的中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)；煤礦地面380/220V低壓動(dòng)力與照明電網(wǎng)采用三相四線制或三相五線制的中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)。中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，其它兩相對(duì)地電壓并不升高，因此電網(wǎng)中電氣設(shè)備的對(duì)地絕緣水平只需按相電壓設(shè)計(jì)。這對(duì)110kV及以上的超高壓電網(wǎng)具有很高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。地面380/220V低壓動(dòng)力與照明電網(wǎng)，也采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式。其目的是當(dāng)高、低壓電網(wǎng)間絕緣損壞，高電壓竄入低壓電網(wǎng)時(shí)，降低電網(wǎng)對(duì)地電壓，是防止觸電和保護(hù)低壓設(shè)備的一項(xiàng)安全措施。當(dāng)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障相由接地點(diǎn)通過大地與中性點(diǎn)形成單相接地短路故障，將產(chǎn)生很大的短路電流，故稱為大接地電流電網(wǎng)。短路電流會(huì)在短時(shí)間內(nèi)損壞電氣設(shè)備，引發(fā)火災(zāi)，必須立即切斷電源。

五、結(jié)束語

綜上所述，在煤礦生產(chǎn)過程中，煤礦供電系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要組成部分，是煤礦實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，然而提高煤礦供電系統(tǒng)的可靠性則是一項(xiàng)持久的、長期而艱巨的任務(wù)，并且在生產(chǎn)過程中，這也是一項(xiàng)極其復(fù)雜的、龐大的系統(tǒng)工程。做好煤礦供電系統(tǒng)的可靠性研究，采取行之有效的方法和手段，對(duì)于提高煤礦安全生產(chǎn)效率和提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益都具有非常重要的意義和作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]煤礦安全規(guī)程[M]，北京：煤炭工業(yè)出版社，2002．

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[3]國家電網(wǎng)公司，國家電網(wǎng)公司電力生產(chǎn)事故調(diào)查規(guī)程[M]，2005．

中圖分類號(hào):TD61

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X(2016)06-0210-01