北嶺技改工程35KV供電線路原設(shè)計缺陷分析及方案優(yōu)化

李強(qiáng)

摘要：北嶺煤業(yè)公司為平朔公司技改礦，其技改設(shè)計工作委托煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院完成。其中35KV雙回路建設(shè)事宜，《山西中煤平朔北嶺煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設(shè)計說明書》出具了初步方案。另外，根據(jù)北嶺提供的相關(guān)資料，國網(wǎng)山西省電力公司給出了批復(fù)方案。上述兩種方案均存在投資大、建設(shè)工期長、運行可靠性低、維護(hù)工作量大等諸多缺陷。因此，需要對方案進(jìn)行仔細(xì)分析，優(yōu)化方案設(shè)計，另行尋找投資省、工期短、可靠性高、滿足要求的替代方案，達(dá)到降本增效、節(jié)約資金的目的。

關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng)；線路損耗；方案優(yōu)化；投資

山西中煤平朔北嶺煤業(yè)有限公司為資源整合礦井，核定生產(chǎn)能力為90萬噸/年，地處朔州平魯區(qū)境內(nèi)，技改要求新建35/10KV變電站一座，容量2×6.3MVA，并按《煤礦安全規(guī)程》要求，建設(shè)兩路35KV線路，實現(xiàn)雙回路供電。

1 北嶺技改工程《初步設(shè)計》對35KV雙回供電線路的建設(shè)要求及方案

根據(jù)煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院出具的《山西中煤平朔北嶺煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設(shè)計說明書》（以下簡稱《初步設(shè)計》）要求，在北嶺工業(yè)場地南側(cè)建一座35/10KV變電所，兩回35KV電源一回架空引自向陽堡220 KV變電站35KV母線段，另一回架空引自千井110KV變電站35KV母線段。設(shè)計確定架空導(dǎo)線均選用LGJ-185鋼芯鋁絞線，線路長度分別約12公里及27公里，全線架設(shè)GJ-35避雷線。線路采用單回路鐵塔架設(shè)[1]。

向陽堡220KV變電站位于北嶺礦井工業(yè)場地西北約10 Km處，該站設(shè)有兩臺150MVA變壓器，變壓比220/110/35KV，220KV、110KV及35KV均為單母線分段接線方式，220KV側(cè)分別與右玉、方城及朔州220KV變電站相接。

千井110KV變電站為2010年新建變電站，其雙回110KV電源引自右玉220KV變電站，位于北嶺礦井工業(yè)場地東北約24Km處，該站設(shè)有兩臺50MVA變壓器，變壓比110/35KV，其110KV及35KV均為單母線分段接線方式。

綜上，《初步設(shè)計》北嶺35KV雙回路建設(shè)方案為：在礦井工業(yè)場地建設(shè)一座35 KV變電所，兩回35KV電源一回架空引自向陽堡220 KV變電站35KV母線段，一回架空引自千井110KV變電站35KV母線段，架空線路導(dǎo)線均為LGJ-185鋼芯鋁絞線，送電距離分別約12KM及27KM，均采用單回路鐵塔架設(shè)。

2國網(wǎng)山西省電力公司關(guān)于山西中煤平朔北嶺煤業(yè)公司接入系統(tǒng)的批復(fù)方案

國網(wǎng)山西省電力公司組織相關(guān)部門、專家對山西中煤平朔北嶺煤業(yè)公司提交的接入系統(tǒng)方案進(jìn)行了審查，批復(fù)如下：

2.1北嶺煤業(yè)公司35KV變電站由杏園110KV變電站出35KV專線作為第一電源，長度約12Km；由千井110KV變電站出35KV專線作為第二電源，長度約25Km。導(dǎo)線均選用JL/G1A-240型。

2.2本工程需擴(kuò)建千井110KV變電站35KV出線間隔一個，杏園110KV變電站用戶出線間隔占用原國能煤業(yè)35KV變電站退出的間隔。

2.3北嶺煤業(yè)公司新建35/10KV變電站二次設(shè)備采用綜合自動化系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)設(shè)施。

2.4應(yīng)配備足夠的無功補(bǔ)償設(shè)備，滿足高峰功率因數(shù)不小于0.98。

2.5通訊部分：利用本站-杏園新建35KV線路全線路地線支架建設(shè)本站-杏園OPGW/24芯/13KM光纜，利用本站-千井新建35KV線路全線路地線支架建設(shè)本站-杏園OPGW/24芯/26.5KM光纜.

2.6新增用戶電費計量點設(shè)置在杏園110KV變電站和千井110KV變電站的35KV線路出線側(cè)。

3《初步設(shè)計》35KV線路方案及國網(wǎng)山西省電力公司批復(fù)接入系統(tǒng)方案中存在的缺陷

3.1北嶺技改工程《初步設(shè)計》35KV線路方案缺陷

（1）山陰千井110KV變電站至北嶺35KV變電站的供電線路需要繞過多處采空塌陷區(qū)，路徑走向大部分沿山梁上行進(jìn)，經(jīng)實地測繪，線路最終長度預(yù)計將達(dá)到32Km左右，線路壓降大，電能質(zhì)量差；線路路經(jīng)地區(qū)雷暴日數(shù)在50天以上，線路容易遭受雷擊，建成之后會給線路的運行、維護(hù)帶來極大不便，不利于煤礦的正常、安全用電。（2）向陽堡變電站與千井變電站存在15度相位差，不能并列運行，需要在北嶺35KV變電站內(nèi)部加裝一臺轉(zhuǎn)角變壓器，額外設(shè)備投資增多。（3）需擴(kuò)建千井110KV變電站35KV出線間隔一個，改不可控因素將造成工期延長、投資增大。（4）線路距離長，投資大，經(jīng)濟(jì)型差，嚴(yán)重背離降本增效、節(jié)約投資目標(biāo)。

3.2國網(wǎng)山西省電力公司批復(fù)接入系統(tǒng)方案中缺陷

該批復(fù)方案中同意由杏園110KV變電站出35KV專線作為第一電源，長度約12KM；由千井110KV變電站出35KV專線作為第二電源，長度約27KM。架空線路導(dǎo)線均選用JL/G1A-240型。

該方案除了能夠省去轉(zhuǎn)角變壓器及其附屬設(shè)備投資以外，其余均與《初步設(shè)計》方案所存在的問題大致相同。另外，其架空線路線徑變?yōu)?40mm2，對于北嶺2×6.3MVA的負(fù)荷來講，根本沒有必要，造成了投資浪費。

4對北嶺35KV雙回路供電線路的方案優(yōu)化及與《初步設(shè)計》、國網(wǎng)山西省電力公司批復(fù)接入方案的綜合比較

通過分析北嶺技改工程《初步設(shè)計》35KV線路方案及國網(wǎng)山西省電力公司批復(fù)接入系統(tǒng)方案中的不足之處，認(rèn)為必須對上述兩種方案予以優(yōu)化，以滿足降本增效、節(jié)約投資的要求。

4.1北嶺35KV雙回路供電線路優(yōu)化方案

北嶺井田屬于東露天范圍之內(nèi)，距離東露天工業(yè)場地及采場均距離較近。經(jīng)了解，東露天工業(yè)場地和采場均建有110KV變電站，均設(shè)有兩臺50MVA變壓器，變壓比110/35KV，其110KV及35KV均為單母線分段接線方式，因此，可以考慮分別從東露天工業(yè)場地110KV變電站和采場110KV變電站各引出一路35KV線路到北嶺35KV變電站，以滿足北嶺35KV線路建設(shè)、供電要求。

東露天工業(yè)場地110KV變電站距離北嶺35KV變電站9Km左右，東露天采場110KV變電站距離北嶺35KV變電站6Km左右，線損及電壓降低，可以滿足用電要求。東露天工業(yè)場地110KV變電站和東露天采場110KV變電站距離大約8Km，其上一級電源分別來自不同的變電站，互相獨立，符合《煤礦安全規(guī)程》要求，可以作為北嶺35KV變電站雙回路電源來源。另外，從東露天工業(yè)場地110KV變電站和東露天采場110KV變電站的主變?nèi)萘坑嬎悖瑫r考慮東露天工業(yè)場地、東露天采場區(qū)域的用電負(fù)荷，其長期運行負(fù)荷率只有60%左右，可以滿足北嶺2×6.3MVA的供電負(fù)荷要求。

4.2優(yōu)化方案供電地理位置接線示意圖

綜上，北嶺35KV雙回路供電線路的優(yōu)化方案如下：棄用《初步設(shè)計》、國網(wǎng)山西省電力公司批復(fù)接入方案，北嶺35KV變電站的雙回路電源一路來自東露天工業(yè)場地110KV變電站，長度約9Km；另一路來自東露天采場110KV變電站，長度約6Km。供電導(dǎo)線均選用JGJ-150型，滿足要求。

4.3優(yōu)化方案與《初步設(shè)計》、國網(wǎng)山西省電力公司批復(fù)接入方案的綜合比較

5結(jié)語

北嶺技改工程35KV雙回路供電線路按照優(yōu)化方案建設(shè)，一路出自東露天工業(yè)場地110KV變電站，另一路出自東露天采場110KV變電站，線路長度均大幅縮短，線損和電壓降大幅降低，節(jié)能降耗效果明顯，滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。實施后，將減少線路總長度、縮短建設(shè)工期、大幅降低線路維護(hù)工程量、大筆節(jié)省投資、提高可靠性，經(jīng)濟(jì)效益、遠(yuǎn)期效益顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院，山西中煤平朔北嶺煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目初步設(shè)計說明書，[M].2014

[2]袁河津.《煤礦安全規(guī)程》專家解讀（2011年修訂版）[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2011.

（作者單位：北嶺煤業(yè)公司）