論露天煤礦供電系統(tǒng)可靠性分析

馬淵

【摘要】勝利露天煤礦采場生產(chǎn)工藝為單斗—卡車運輸，挖掘設(shè)備均使用高壓橡套電纜對電鏟供電。為了保障電鏟供電的高效、合理、安全需不斷得優(yōu)化電鏟的供電方式，從而減少電纜的投入使用。本文就對勝利露天煤礦高壓供電系統(tǒng)進行全面闡述，并對存在的問題進行制定了合理優(yōu)化方案。

【關(guān)鍵詞】露天礦? 變電站? 電纜

一、露天煤礦供電系統(tǒng)的組成

為了確保煤礦供電系統(tǒng)的可靠性，首先在結(jié)構(gòu)設(shè)計上采取雙回路供電，雙回路供電可來自不同變電站或同一變電站不同母線。變電站可實行雙母分段運行，兩臺變壓器在同一容量、同一電壓等級下并列運行，考慮到經(jīng)濟使用可選用不同容量變壓器運行，根據(jù)負荷情況選用變壓器運行，也可同時運行，從而減少變壓器自身損耗。從降壓變電站饋線至露天煤礦均設(shè)置幾個單獨的降壓移動型變電站，該變電站容量可根據(jù)采場電鏟數(shù)量和供電半徑范圍內(nèi)的負荷進行確定。就勝利露天煤礦來說，選用5000KVA 35/6KV較為合理，主要是可節(jié)省變壓器的自身的損耗，并且通過6臺降壓型移動變電站可保障露天煤礦所有電鏟和輸排水的供電。由于露天煤礦電鏟移動較為頻繁，采場高壓供電應(yīng)選用移動較為方便，且安全性較高的供電網(wǎng)絡(luò)，通過比對選用高壓橡套電纜為各電鏟供電較為合理。

二、露天煤礦供電系統(tǒng)存在的問題

（1）露天煤礦電鏟移動較為頻繁，并且隨著生產(chǎn)任務(wù)的不斷增加，每臺電鏟生產(chǎn)位置不能固定，需要不定期地進行位置調(diào)整。在此情況下往往會需要對生產(chǎn)道路改動、電纜橋移設(shè)及供電線路調(diào)整。在供電線路調(diào)整時首先得考慮35KV移動變電站變壓器容量，根據(jù)電鏟負荷情況不得超過35KV移動變電站變壓器容量的85%，其次還需考慮6KV高壓供電半徑，壓降不得小于電鏟的啟動電壓，第三還需考慮各生產(chǎn)道路的跨越和電纜的經(jīng)濟利用。

（2）勝利露天煤礦采場供電的一次架空線路為35KV，為保障采場用電設(shè)備的可靠供電，根據(jù)采場負荷情況，從110KV變電站分別饋出2條35KV架空線路為采場用電設(shè)備供電，一路為1#環(huán)坑線，主要對采場北部用電設(shè)備供電，按照采場采剝情況，在該線路上投入兩臺5000KVA的35KV移動變電站;另一路為2#環(huán)坑線，為采場南部用電設(shè)備供電，按照采場負荷情況，投入四臺5000KVA的35KV移動變電站。隨著采場生產(chǎn)不斷向西推進，35KV移動變電站向采場供電的高壓電纜不斷的增加，并且供電半徑也不斷增加，這樣不但影響電能質(zhì)量，并且會增加電纜購置費用，增加了成本的投入。

（3）露天煤礦生產(chǎn)卡車較多，道路較多，這樣的環(huán)境下極大的影響供電的有序開展。由于電纜鋪設(shè)需要跨越道路，在這樣的重型卡車道路上無法進行鋪設(shè)電纜。在此情況下，供電電纜需要增加繞行或者深度地埋。深度地埋的方法會影響電纜的壽命，此方法用于露天煤礦不利。但是對于相對固定的位置，電纜不頻繁移動的位置，也可進行地埋，但是需要做好電纜的防護工作。

三、露天煤礦供電系統(tǒng)的管理措施

（1）電力變壓器是供電系統(tǒng)中不可或缺的主要設(shè)備，按照變壓器型號、容量，露天煤礦供電系統(tǒng)中電力變壓器優(yōu)先選擇新型技術(shù)節(jié)能經(jīng)濟型變壓器，從而減少變壓器的自身損耗;在變壓器的配比上，公用型變壓器由于三相負荷的嚴重不平衡，導(dǎo)致變壓器自身損耗加大，降低利用率，因此需對負荷情況進行嚴格的計算后選配變壓器。并在后期使用時，嚴格優(yōu)化控制負荷，盡量減少變壓器空載運行和過負荷運行，從而可節(jié)省電費。

（2）由于露天煤礦供電線路較長，在線路損耗上也需大下文章。盡量選用電阻率較低的電纜，降低全線路的線損。在供電線路上，線路越長電阻越高，整體的損耗即越大。按照露天煤礦設(shè)備移設(shè)位置及時、合理優(yōu)化供電方式，節(jié)省電纜長度。同時，在戶外移動變電站盡量選擇在負荷較大最近位置，降低供電半徑。針對勝利露天煤礦現(xiàn)場情況，隨著生產(chǎn)任務(wù)不斷向西推進，2#環(huán)坑線路應(yīng)向西延伸2KM，這樣可將一臺35KV移動變電站移設(shè)至新破碎站旁，通過該移動變電站向采場南部用電設(shè)備供電，可有效地減少電纜的使用量，并且可縮短供電半徑，提高供電質(zhì)量。

（3）提高功率因數(shù)，降低無功損耗可大幅度提高供電質(zhì)量。功率因數(shù)是衡量煤礦供電系統(tǒng)電能利用程度及電器設(shè)備使用狀況的一個具有代表性的重要指標之一，煤礦供電的感性負荷大部分是異步電動機，運行時要消耗一定的無功功率，使得電動機和輸電線路的電流增大。在各大型企業(yè)中常見的電容器補償方式大概有三種：集中補償、分組補償和就地補償。例如煤礦生產(chǎn)供電的電動機均為大功率的高壓電機，采用高壓集中補償可以設(shè)置在地面變電所的6KV母線上集中裝設(shè)移相電容器組，電容器組的裝設(shè)一般設(shè)置在電容器室，并保證電容器室通風(fēng)良好，配有可靠的接地放電線圈。由于煤礦大型設(shè)備無功功率的變化比較大，固定的無功補償效果較差，不能根據(jù)無功負荷大小自行判斷投切，并且投切組數(shù)和系統(tǒng)無功負荷不對稱，從而利用率較低。在現(xiàn)有的新技術(shù)下應(yīng)選擇動態(tài)式無功補償裝置，在大型企業(yè)中功率變化較大的煤礦應(yīng)用，動態(tài)式無功補償可時刻監(jiān)視系統(tǒng)中無功功率及時調(diào)整補償，實現(xiàn)自動化補償，提高供電的質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

（4）加強運行、維修人員培訓(xùn)和管理。供電系統(tǒng)安全運行離不開運行人員的正確的操作和日常巡檢任務(wù)，首先安全、技術(shù)管理人員對運行人員應(yīng)加強培訓(xùn)，制定相應(yīng)的專業(yè)培訓(xùn)方案，讓員工有一定的專業(yè)技術(shù)，懂得電氣設(shè)備的參數(shù)指標，了解設(shè)備運行狀態(tài)，還需要設(shè)備運行中存在隱患能判斷出基本故障位置，防止故障的擴大。維修人員應(yīng)了解設(shè)備結(jié)構(gòu)、易損配件等相關(guān)設(shè)備的保養(yǎng)措施，從而達到設(shè)備的良好運行。日常工作中應(yīng)建立巡檢指導(dǎo)書，建立巡檢工作日志，明確記錄巡檢過程中設(shè)備的重點參數(shù);嚴格按照電力行業(yè)操作規(guī)程對設(shè)備進行操作;維修人員對供配電設(shè)備建立設(shè)備維修、保養(yǎng)檔案，并且做好設(shè)備周期檢修計劃檔案，嚴格按照檢修計劃有序的進行檢修，檢修管理人員對設(shè)備的檢修步驟編制檢修作業(yè)流程及工序，做到檢修、防護兩步走。日常發(fā)現(xiàn)的問題及故障，運行人員應(yīng)及時記錄故障發(fā)生時間、設(shè)備名稱、故障類型、故障參數(shù)，檢修人員對故障進行統(tǒng)籌分析，根據(jù)故障的大小確定是否需要停電檢修，如果故障有擴大、蔓延的問題需立即停電，減少經(jīng)濟損失。

四、結(jié)束語

供電質(zhì)量對煤礦生產(chǎn)有著很大的影響，提高煤礦供電系統(tǒng)質(zhì)量是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要設(shè)備、材料、人員、管理、制度相互協(xié)作，一同梳理煤礦供電系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)，從而加強管理與維護。