煤礦供電系統(tǒng)運(yùn)行方式的探討

陳輝++汪磊

摘 要：雙回路電源線路供電的煤礦企業(yè)，正常生產(chǎn)時，礦井地面及井下變電所采用“大分列”運(yùn)行方式供電，能充分地利用雙電源供電連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)，為車間設(shè)備提供連續(xù)穩(wěn)定的電力保障，最大限度地降低全礦失電的概率，從而提高了礦井供電安全可靠性。

關(guān)鍵詞：煤礦供電；運(yùn)行方式；大分列；連續(xù)可靠

中圖分類號：TD61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0158-01

安全供電是保障煤礦安全生產(chǎn)的重中之重，只有可靠的供電保障才是安全生產(chǎn)的可靠基礎(chǔ)?！睹旱V安全規(guī)程》第四百三十六條規(guī)定：礦井應(yīng)當(dāng)有兩回路電源線路（即來自兩個不同變電站或者來自不同電源進(jìn)線的同一變電站的兩段母線）。正常情況下，礦井電源應(yīng)當(dāng)采用分列運(yùn)行方式，若一回路運(yùn)行，另一回路必須帶電備用。

2016年1-5月，安徽省煤礦發(fā)生五起全礦井停電事故，造成部分礦井局部瓦斯超限，嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)，直接經(jīng)濟(jì)損失11.3萬元。綜合五起事故情況，事故調(diào)查組針對全省煤礦、供電企業(yè)和有關(guān)屬地人民政府，提出防范措施，其中一條即要求按《煤礦安全規(guī)程》，推廣實(shí)行“大分列”供電方式（即煤礦兩回路電源均投入運(yùn)行，各帶部分井上下負(fù)荷），以避免造成全礦井停電事故。

目前雙電源供電線路的運(yùn)行方式有兩種：一種是“一用一備”運(yùn)行，是指一路運(yùn)行，另一路帶電備用，兩段母線之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于連接狀態(tài)。另一種是“分列運(yùn)行”方式是指兩條供電線路同時運(yùn)行，兩段母線之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于斷開狀態(tài)，分帶礦井的負(fù)荷。

恒源煤電祁東煤礦現(xiàn)有三條35KV供電線路（圖1），其中祁東變2條來自李園變電站，南部井變1條來自谷嶺變電站。

礦井兩回供電電源的引入有兩種方式：第一種引自域外供電網(wǎng)絡(luò)同一電源變電所的不同母線段，第二種方式引自域外供電網(wǎng)絡(luò)不同的電源變電所。祁東煤礦3條供電線路，其中李園變56、57線路來自同一電源變電所的不同母線段，第三條谷嶺變521線路則屬于引自域外供電網(wǎng)絡(luò)不同的電源變電所。祁東變電所有兩臺變壓器，采用分列運(yùn)行方式。

現(xiàn)以此為例，將供電系統(tǒng)兩種運(yùn)行方式進(jìn)行對比：

1 “一用兩備”運(yùn)行方式

例如礦井采用李園變56供電線路主供，需合祁東變3500母聯(lián)，為變電所內(nèi)3551、3552主變供電，同時合祁東變3565開關(guān)，為南部井供電。其余兩條李園變57、谷嶺變521線路為帶電熱備用。變電所6KV段母聯(lián)也處于合閘的狀態(tài)。

此種供電方式的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）礦井全部負(fù)荷變化可以通過地面變電所濾波補(bǔ)償裝置進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償，從而提高用電質(zhì)量；（2）由于母聯(lián)處于合閘狀態(tài)，下級各用電車間，在日常倒電、停送電操作上不會出現(xiàn)環(huán)流現(xiàn)象。

但從供電連續(xù)性與可靠性等安全性能上分析，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)備都處在一個運(yùn)行母線上，形成一個電源兩回線路的工作模式。此種供電方式最大的問題是一旦在用線路出現(xiàn)問題，或因6kv側(cè)發(fā)生短路等故障而造成出線保護(hù)失靈發(fā)生越級跳閘時，往往立即造成全礦井停電，礦井所有無自帶應(yīng)急電源設(shè)備全部失電，礦井通風(fēng)也隨之中斷，停電影響的范圍大，尤其對高瓦斯礦井來說，失風(fēng)的危害尤為突出。

2 “大分列”運(yùn)行方式

例如礦井采用李園變56、李園變57供電線路兩回路同時供電，分別為3551、3552主變供電，3500母聯(lián)為分?jǐn)酄顟B(tài)。同時合祁東變3565開關(guān)，為南部井供電，谷嶺變521線路為帶電熱備用。變電所6KV段母聯(lián)也需處于分閘的狀態(tài)。

此種供電方式要求各級供電聯(lián)絡(luò)開關(guān)均處于分開狀態(tài)，兩路入井電源同時分擔(dān)礦井有效負(fù)荷。缺點(diǎn)在于：（1）地面變電所濾波補(bǔ)償裝置只能對部分負(fù)荷進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償，增加了用電質(zhì)量調(diào)控難度；（2）日常倒電、停送電操作需上級供電部門進(jìn)行合李園變35KV母聯(lián)操作并確認(rèn)，操作流程增加；（3）礦井雙回路供電的車間，應(yīng)急處理失電故障時，容易發(fā)生合母聯(lián)而未分進(jìn)線，造成環(huán)流的現(xiàn)象。

但從供電連續(xù)性與可靠性等安全性能上分析，此種供電方式即使一路電源停電時，礦井也只是部分失電，造成全礦失電的概率降低，供電連續(xù)可靠性大。祁東煤礦設(shè)有兩處礦井通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)供電線路分別在不同母線段，采用“大分列”運(yùn)行，即使一路進(jìn)線供電電源失電，仍可以確保通風(fēng)系統(tǒng)在另一路上的主通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。同時井下局部通風(fēng)機(jī)已采用"雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動切換"方式，局部通風(fēng)機(jī)能通過自動切換，實(shí)現(xiàn)不間斷運(yùn)行，確保礦井通風(fēng)可靠。同樣，當(dāng)一回電源線路故障或一臺變壓器故障時，另一臺變壓器立刻帶全部負(fù)荷運(yùn)行，此時礦井暫時處于單電源供電狀態(tài)，故障排除后再恢復(fù)分列運(yùn)行。在整個切換過程中，對負(fù)荷來說不會出現(xiàn)兩回電源同時中斷的現(xiàn)象。

3 結(jié)語

由一個電源變電所引出兩回路電源的礦井雙回路供電線路在實(shí)施分列運(yùn)行時，還必須要求上級電源變電所兩段母線分列運(yùn)行并接于兩段母線，此時礦井供電才能構(gòu)成真正意義的雙回路電源，這是必要條件，因此，推行礦井“大分列”運(yùn)行模式時還應(yīng)注意上級電源變電所的運(yùn)行方式，加強(qiáng)與地方供電部門的協(xié)調(diào)有溝通，確保供電分列模式統(tǒng)一。

供電運(yùn)行方式的改變不是一次簡單的系統(tǒng)操作就可以完成的，隨之變更的管理規(guī)定、操作流程、應(yīng)急方案、負(fù)荷分配、操作習(xí)慣等等，都需逐步去改變并完善。尤其在變更為“大分列”方式運(yùn)行后，由于上級變電站也同步實(shí)施“大分列”運(yùn)行模式，因此在各級母聯(lián)合分的流程上，發(fā)生了本質(zhì)的改變，重點(diǎn)要防止電網(wǎng)環(huán)流的產(chǎn)生。同時要說明并注意以下幾點(diǎn)：

（1）調(diào)整優(yōu)化各母線段負(fù)荷，合理進(jìn)行分配，充分利用動態(tài)濾波補(bǔ)償裝置，提高供電質(zhì)量。

（2）為防止誤操作，礦井供電采用雙回路且有母聯(lián)開關(guān)，必須加裝進(jìn)線開關(guān)與母聯(lián)開關(guān)電氣閉鎖；采用雙回路供電無母聯(lián)開關(guān)，必須加裝進(jìn)線開關(guān)之間電氣閉鎖。

（3）凡是有合母聯(lián)操作，均需提前與上級變電所聯(lián)系，待上級變電所合母聯(lián)操作確認(rèn)后，方可合下級母聯(lián)。嚴(yán)禁上級變電所未合母聯(lián)時，下級進(jìn)行母聯(lián)停送電操作。

綜上所述，對于高瓦斯礦井一級負(fù)荷的祁東煤礦來說，供電系統(tǒng)采用“大分列”運(yùn)行相對于“一用兩備”方式，各種原因引起的全礦井失電概率相對降低、范圍減小，供電連續(xù)可靠性提高，對保障礦井通風(fēng)可靠有很大意義，特別是針對高瓦斯礦井所要求的“雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動切換”、確保通風(fēng)可靠上講，安全意義更大。endprint