长平公司矿井供电实行分列运行的技术探讨

李宁

(1.太原理工大学,山西太原 040023;2.山西晋煤集团长平公司机电部,山西高平 048400)

长平公司矿井供电实行分列运行的技术探讨

李宁1,2

(1.太原理工大学,山西太原 040023;2.山西晋煤集团长平公司机电部,山西高平 048400)

长平公司2012年7月开始对在釜山、长平两地实现供电系统分列运行的可行性进行技术研究,本文就此进行了详细分析,通过对长平公司供电系统及高瓦斯矿井生产的综合技术分析,在长平实现分列运行势在必行。

高瓦斯矿井 供电系统 分列运行

1 问题的提出

目前长平矿长平工业广场，釜山工业区两处主变运行方式不是采用分列运行的供电方式，而是采用两台主要变压器1台使用、1台热备用的井上下方式。

这种方式从严格意义上讲不满足《煤矿安全规程》第四百四十条规定的"正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式"的要求。需优化调整矿井供电系统"1用1备"至"分列"运行方式，在技术上提升供电连续可靠性。

2 在长平公司供电系统分列运行的实现

长平、釜山35Kv站2台主变同时分列运行，站内6(10)Kv所有开关(有负荷)同时送电并分列运行。长平35kv变电站供电方式：35KvⅠ、Ⅱ段母线分列运行，分别由赵平线(354-311)、赵杨平线(357-425/312)供电，长平站35kv分段开关300冷备、6kv分段600开关冷备。釜山35kv变电站供电方式：35KvⅠ、Ⅱ段母线分列运行，分别由赵釜Ⅰ回(355-411)、赵釜Ⅱ回(356-412)供电，釜山站35kv分段开关400冷备、10kv分段500开关冷备。

同时地面有母线联络开关的变电所(配电点)、井下各级变电所必须采用两段分列供电方式，高低压母联开关均应处于冷备状态。地面无母线联络开关的变电所(配电点)，进线开关实行一台运行、一台冷备的运行方式。

3 供电系统分列运行的技术探讨

3.1 “一用一备”与分列运行两种运行方式的更替

长久以来，包括煤安规程在内对煤矿供电系统运行方式都是“一用一备”，这种看法认为，对域外电力系统来说，矿井是用电户，从电源线路进线开关往后，都是负载，只要两回电源线路一回工作

(一台主变投入)，另一回带电备用(另一台主变不投入)，就可以满足矿井供电的要求，还节约了供电贴费。但是，矿井配电网络并不仅仅限于一个变电所，而是由地面、井下多个变电所组成。在“一用一备”运行方式中，矿井变电所的二次母线只能处在单母线运行方式。矿井范围内的全部用电设备都处在一个运行母线上，形成一个电源两回线路的工作模式。其后果是把矿井一级负荷的供电方式都按二级负荷供电方式对待，以牺牲供电安全性为代价换取减少供电贴费。而且，这种方式要产生较多无功损耗，增大感性无功补偿设备投资与管理的运营成本，降低功率因数，不能获得最佳经济效益

煤矿供电首先要确保安全性，很重要的一点，就是要满足矿井一级负荷对供电电源的要求—— 应有双电源双回线路供电。煤矿的一级负荷，主要包括：主要通风机；井下主排水设备(包括作主排水的煤水泵)、下山开采的采区排水没备；升降人员的立井提升机；抽放瓦斯设备(包括井下移动抽放泵站设备) 。要满足这个条件，作为矿井配电网络的矿井变电所应该采用分列运行这种方式。这种方式能实现二次母线为分列运行母线，接于两段母线的矿井一级负荷有两个供电电源，能做到一级负荷的两回电源线路一回路运行另一回路带电备用。因此，矿井变电所应采用分列运行方式。

3.2 分析优化地面供电系统

只要不是1、2号主要变压器同时投入使用(均承担矿井有效负荷、两路电源线路均要产生矿井用电设备有功功率)，我们通常均认为主变处于"1用1备"状态。在供电连续性与可靠性等安全性能上分析，最大的问题是一旦一路矿井供电电源停电，或因入井10kv侧发生短路等故障而造成出线保护失灵发生越级跳闸时，往往立即造成全矿井停电，而此时投入另一路电源需较多的人工分闸、合闸工作量，停电影响的范围大、时间长。

而在矿井正常运行时，将主变高、低压侧的分段开关均打开，将处于"1用1备"状态的两台主变调整为单母线分段、同时使用，即矿井两路电源及两台主变同时使用、共同分担矿井全部负荷并相互备用，这就是常说的分列运行方式。这样，即使有一路电源停电，或10kv低压侧出线保护失灵而发生越级跳闸现象时，全矿井也只能是部分停电，而恢复部分停电区域的人工分闸、合闸工作量相对也小，同时因短路容量小，出现越级跳闸的可能性也相对要小，对煤矿安全生产危害相对最小。

3.3 分析优化井下供电系统

结合前述长平公司釜山地面35KV变电所供电系统结线示意图及其分列运行方式的调整优化，联络开关处于分开状态，两路入井电源同时分担矿井有效负荷，即使出线侧的保护失灵而出现跳闸或一路10kv电源停电时，井下只能是部分停电，同时相对井下"1用1备"或"分段母线并段运行"方式，因短路容量减小，出现越级跳闸的可能性也更小，有利于井下中央变电所和地面主变的连续运行，供电连续可靠性大，对煤矿安全生产危害小。

4 在长平公司供电系统实现分列运行的优点

对于矿山而言，上级供电公司实行的收费标准是按照接入的主变压器容量来确定的。因此，实行分列运行或者一用一备收取电费是一样的，因为长平矿区和釜山矿区各2台主变压器的容量是不变的。这样看来，似乎分列运行并不比一用一备便宜。但采用分列运行，实际上是两台主变压器都投入了实际使用，在矿山负荷一定的情况下，这实际上大大提高了每台变压器的裕率。此外，一旦单台变压器发生故障退出运行，可以马上合上母联，用另外一台变压器担负全矿井的负荷。从这种意义上来讲，花费一样，但分列运行更安全更高效，更具有“性价比”。

李宁(1980—),男,汉族,山西省晋城市,大学本科,电气助理工程师,就职于太原理工大学电气工程系。