晉城地區(qū)煤礦用戶供電風(fēng)險(xiǎn)分析與管控策略探討

王新瑞，毛俊杰，衛(wèi) 科

（國(guó)網(wǎng)晉城供電公司，山西 晉城 048000）

0 引言

晉城地區(qū)電力用戶以煤、化工用戶為主，現(xiàn)共有108 家煤炭一級(jí)重要用戶，110 座變電站，其中37.3% 為高瓦斯礦井，共41 座。煤礦用戶線路214 條，占用戶線路的48.7%。煤礦安全生產(chǎn)是直接關(guān)系國(guó)家能源安全、社會(huì)穩(wěn)定和民生大計(jì)的問(wèn)題。保證煤礦高危用戶的供電可靠性對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)意義重大，是地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行管理的重中之重。

1 晉城煤礦用戶供電現(xiàn)狀分析

1.1 煤礦用戶供電運(yùn)行方式的規(guī)定

《煤礦安全規(guī)程》對(duì)煤礦用戶供電運(yùn)行方式的規(guī)定[1]：

1）礦井應(yīng)有兩回路電源線路（即來(lái)自兩個(gè)不同變電站或來(lái)自不同電源進(jìn)線的同一變電站的兩段母線）。當(dāng)任一回路發(fā)生故障停止供電時(shí)，另一回路應(yīng)擔(dān)負(fù)礦井全部用電負(fù)荷。

2）區(qū)域內(nèi)不具備雙回路電源的礦井，應(yīng)報(bào)安全生產(chǎn)許可證的發(fā)放部門審查。

3）礦井供電電源線路上不得分接任何負(fù)荷。

根據(jù)上述規(guī)定，煤礦電源供電方式可分為4 類，如圖1所示，其中，前三種類型滿足雙電源供電要求，第四種類型不滿足雙電源供電要求。

圖1 煤礦典型供電示意圖

1.2 晉城煤礦用戶供電方式分類

按照《煤礦安全規(guī)程》中煤礦電源供電方式分類標(biāo)準(zhǔn)劃分，晉城地區(qū)煤礦用戶分類情況統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 煤礦用戶分類情況統(tǒng)計(jì)表

結(jié)合地區(qū)煤礦用戶實(shí)際供電接線方式，進(jìn)一步化分類，可歸納為九種供電類型，如圖2所示。

圖2 晉城煤礦用戶供電系統(tǒng)分類示意圖

2 煤礦用戶供電風(fēng)險(xiǎn)分析

通過(guò)對(duì)細(xì)化后的地區(qū)煤礦用戶供電方式全面梳理，共存在四類問(wèn)題，存在一定的供電風(fēng)險(xiǎn)，影響用戶供電可靠性。

2.1 部分用戶站存在五級(jí)電網(wǎng)事件風(fēng)險(xiǎn)

依據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司安全事故調(diào)查規(guī)程》規(guī)定“地市級(jí)以上地方人民政府有關(guān)部門確定的特級(jí)或一級(jí)重要電力用戶電網(wǎng)側(cè)供電全部中斷”，構(gòu)成五級(jí)電網(wǎng)事件。本地區(qū)煤礦用戶供電類型屬于類型一、二的情況不存在供電風(fēng)險(xiǎn)，但供電類型三中共計(jì)23座變電站存在電源點(diǎn)停電引發(fā)的五級(jí)電網(wǎng)事件風(fēng)險(xiǎn)。情況統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 供電類型分類

2.2 部分用戶站不滿足相關(guān)規(guī)程規(guī)定

部分煤礦變電站雖然具備雙電源配置，但不滿足相關(guān)規(guī)程規(guī)定，具體統(tǒng)計(jì)情況如表3所示。

表3 不滿足規(guī)程要求情況統(tǒng)計(jì)

2.3 粗放式電網(wǎng)管理模式存在安全隱患

1）供電公司對(duì)重要用戶管理精益化水平有待提高。

由于煤礦用戶歸口管理單位不同，地、縣供電公司對(duì)煤礦用戶的管理執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)，如業(yè)務(wù)受理流程、監(jiān)管內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)以及執(zhí)行要求存在差異，導(dǎo)致對(duì)用戶的需求響應(yīng)不夠，電力安全生產(chǎn)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

2）煤礦用戶電氣運(yùn)維人員水平參差不齊。

煤礦用戶電氣人員流動(dòng)性大、調(diào)控業(yè)務(wù)流程不熟悉、應(yīng)急處置能力不足、運(yùn)行與檢修水平不能完全滿足設(shè)備運(yùn)維要求。如在倒閘操作等規(guī)程的執(zhí)行上依舊存在不規(guī)范問(wèn)題，導(dǎo)致制度執(zhí)行落實(shí)存在差異，可能導(dǎo)致供電風(fēng)險(xiǎn)。給電網(wǎng)安全運(yùn)行及用戶的安全用電帶來(lái)重大隱患[2]。

2.3 其它情況

1）部分煤礦存在分布式電源并網(wǎng)情況，增加了電網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)雜性和管理難度。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有4座110 kV煤礦變電站和4座35 kV煤礦變電站存在瓦斯電廠并網(wǎng)現(xiàn)象。這種情況導(dǎo)致電力業(yè)務(wù)中如停電計(jì)劃、方式調(diào)整、保護(hù)管理、無(wú)功電壓管理、故障處理等更加復(fù)雜。配網(wǎng)多源性不僅增加了調(diào)度對(duì)象，使調(diào)度操作安全風(fēng)險(xiǎn)增加，同時(shí)對(duì)保護(hù)配置提出更高要求。傳統(tǒng)單端保護(hù)不能滿足運(yùn)行要求，而且還導(dǎo)致故障處置更加復(fù)雜。如在主、備供線路停電的極端方式下，可能存在小電源帶煤礦用戶孤網(wǎng)運(yùn)行情況，由于小電廠缺乏有效的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和控制手段，將導(dǎo)致用戶電壓質(zhì)量下降，嚴(yán)重情況下，可能存在人員誤操作導(dǎo)致系統(tǒng)非同期并列的情況，增加了故障處置的復(fù)雜性和難度，對(duì)值班人員的業(yè)務(wù)水平提出了更高的要求。

2）14 座煤礦雙電源間存在相角差或進(jìn)線為刀閘，不能合環(huán)倒方式，事故情況下不能快速恢復(fù)供電，存在供電風(fēng)險(xiǎn)。

3 煤礦用戶供電風(fēng)險(xiǎn)管控

為了提高煤礦供電安全可靠性，通過(guò)分析地區(qū)煤礦用戶存在的供電風(fēng)險(xiǎn)和供電系統(tǒng)運(yùn)行管理現(xiàn)狀，通過(guò)實(shí)施各項(xiàng)技術(shù)措施與管理措施，構(gòu)建全方位風(fēng)險(xiǎn)管控體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高危用戶供電風(fēng)險(xiǎn)的有效管控。

3.1 技術(shù)層面

3.1.1 全路徑優(yōu)化煤礦高?？蛻艄╇姺绞?/p>

1）對(duì)用戶及上級(jí)電源點(diǎn)的供電方式進(jìn)行全面梳理，持續(xù)推進(jìn)大分列運(yùn)行方式調(diào)整工作。截至目前，承擔(dān)煤礦供電的12 座公用站、35 kV 及以上44 座用戶站由一主一備供電方式調(diào)整為分列運(yùn)行方式，降低了煤礦全停風(fēng)險(xiǎn)。

2）針對(duì)部分煤礦用戶雙電源間存在相角差的問(wèn)題，協(xié)調(diào)5座用戶站完成站內(nèi)改造，通過(guò)加裝轉(zhuǎn)角變，并調(diào)整為分列運(yùn)行方式，消除了雙電源間的相角差，實(shí)現(xiàn)了不停電倒方式。

3）結(jié)合改造計(jì)劃，逐步化解一線供兩站、由其它煤礦轉(zhuǎn)供及在公用線路并網(wǎng)、同桿架設(shè)的供電風(fēng)險(xiǎn)。協(xié)調(diào)未安裝保安電源的用戶按規(guī)定配足保安電源。規(guī)劃部門嚴(yán)格審核批復(fù)接入方案，杜絕不滿足條件的用戶接入電網(wǎng)。

3.1.2 完善繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置配置

1）對(duì)全部涉礦線路開展繼電保護(hù)定值雙向校核和優(yōu)化調(diào)整，向用戶書面反饋定值整定優(yōu)化建議。同時(shí)調(diào)整重合閘、備自投配合原則，提高上級(jí)電源點(diǎn)供電可靠性；調(diào)整煤礦上級(jí)電源點(diǎn)自動(dòng)裝置投退策略，重合閘、備自投同時(shí)投入，備自投優(yōu)先于重合閘動(dòng)作，以確保故障情況下，快速恢復(fù)供電。

2）針對(duì)分布式電源并網(wǎng)存在的問(wèn)題，制定利用上級(jí)電源線路保護(hù)或備自投自動(dòng)裝置聯(lián)切小電源改造方案，備自投聯(lián)切小電源保護(hù)回路改造示意圖如圖3 所示。在跳進(jìn)線保護(hù)回路中增加中間繼電器，同時(shí)將中間繼電器常開觸點(diǎn)接入小電源跳閘回路中。當(dāng)煤礦上級(jí)電源點(diǎn)的供電線路發(fā)生故障時(shí)，線路保護(hù)和備自投動(dòng)作，跳進(jìn)線1或進(jìn)線2，跳進(jìn)線保護(hù)回路中利用跳位接點(diǎn)TJ啟動(dòng)中間繼電器，中間繼電器帶電后，跳小電源保護(hù)跳閘回路接通，以實(shí)現(xiàn)故障情況下能夠快速切除小電源。另外，利用上級(jí)電源線路差動(dòng)保護(hù)中的備用跳閘接點(diǎn)也可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)切功能。目前已完成了3 座變電站聯(lián)切小電源的綜自改造工作。有效的防止了系統(tǒng)孤網(wǎng)運(yùn)行可能存在非同期并列的極端情況。

圖3 備自投聯(lián)切小電源回路示意圖

3.2 管理層面

3.2.1 夯實(shí)管理基礎(chǔ)，規(guī)范調(diào)度運(yùn)行業(yè)務(wù)

1）完善用戶基礎(chǔ)信息臺(tái)賬

建立用戶供電路徑圖、運(yùn)行方式、運(yùn)行值班人員和廠站負(fù)責(zé)人通訊方式、事故預(yù)案等網(wǎng)絡(luò)臺(tái)賬，定期更新完善，以滿足日常運(yùn)行管理需求。

2）調(diào)度業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化管理

對(duì)涉及煤礦等高危用戶的正常供電方式管理、調(diào)度協(xié)議、業(yè)務(wù)聯(lián)系資質(zhì)管理、檢修和操作管理、故障處理、信息報(bào)送等方面業(yè)務(wù)制定了標(biāo)準(zhǔn)化管理流程，實(shí)現(xiàn)地、縣公司對(duì)高危用戶管理的全口徑一體化、標(biāo)準(zhǔn)化管理模式。

3.2.2 建立風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同管控機(jī)制

1）統(tǒng)籌安排地區(qū)停電計(jì)劃

風(fēng)險(xiǎn)管控節(jié)點(diǎn)前移，執(zhí)行停電計(jì)劃協(xié)同管控機(jī)制，統(tǒng)籌考慮高危用戶設(shè)備和主網(wǎng)設(shè)備檢修計(jì)劃，落實(shí)一停多用工作思路，合理安排檢修計(jì)劃，減少重復(fù)性停電、提高用戶供電的持續(xù)性。

2）落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)全過(guò)程管控機(jī)制

嚴(yán)審電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警通知單并及時(shí)發(fā)布，針對(duì)涉及煤礦用戶特別是存在五級(jí)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的停電工作，實(shí)時(shí)制定、專人審核專項(xiàng)事故預(yù)案，確保預(yù)案的實(shí)用性。檢修過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)督用戶風(fēng)險(xiǎn)控制措施落實(shí)情況，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)全過(guò)程管控。

3）建立涉礦設(shè)備故障分析專項(xiàng)檔案

制定《晉城電網(wǎng)運(yùn)行事件通報(bào)和約談工作辦法》，對(duì)于用戶側(cè)原因引起的故障，要求用戶提供書面原因分析和情況說(shuō)明，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，當(dāng)面約談?dòng)脩?，同時(shí)以書面形式函告市能源局、安監(jiān)局等部門，強(qiáng)化調(diào)查分析問(wèn)責(zé)，加強(qiáng)對(duì)用戶的安全監(jiān)管力度。

4）完善預(yù)案與演練提高應(yīng)急處置能力

常態(tài)化開展聯(lián)合反事故應(yīng)急演練、建立應(yīng)急處置信息共享機(jī)制，提高主網(wǎng)與用戶應(yīng)急處置能力。

3.2.3 供電服務(wù)主動(dòng)延伸、技術(shù)幫扶

開展保高危用戶用電安全活動(dòng)，組織技術(shù)骨干與煤礦用戶“一對(duì)一”結(jié)對(duì)子，制定服務(wù)卡主動(dòng)走訪用戶，主動(dòng)為用戶提供業(yè)務(wù)咨詢、安全用電指導(dǎo)及宣傳，加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，提升用戶的業(yè)務(wù)技能。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)詳細(xì)分析地區(qū)煤礦用戶各類供電方式下存在的供電風(fēng)險(xiǎn)與管理問(wèn)題，從技術(shù)層面和管理層面出發(fā)，構(gòu)建了全方位風(fēng)險(xiǎn)管控體系，針對(duì)性地解決了地區(qū)電網(wǎng)管理中的問(wèn)題，進(jìn)一步提高煤礦用戶供電可靠性。