论露天煤矿供电系统可靠性分析

马渊

【摘要】胜利露天煤矿采场生产工艺为单斗—卡车运输，挖掘设备均使用高压橡套电缆对电铲供电。为了保障电铲供电的高效、合理、安全需不断得优化电铲的供电方式，从而减少电缆的投入使用。本文就对胜利露天煤矿高压供电系统进行全面阐述，并对存在的问题进行制定了合理优化方案。

【关键词】露天矿  变电站  电缆

一、露天煤矿供电系统的组成

为了确保煤矿供电系统的可靠性，首先在结构设计上采取双回路供电，双回路供电可来自不同变电站或同一变电站不同母线。变电站可实行双母分段运行，两台变压器在同一容量、同一电压等级下并列运行，考虑到经济使用可选用不同容量变压器运行，根据负荷情况选用变压器运行，也可同时运行，从而减少变压器自身损耗。从降压变电站馈线至露天煤矿均设置几个单独的降压移动型变电站，该变电站容量可根据采场电铲数量和供电半径范围内的负荷进行确定。就胜利露天煤矿来说，选用5000KVA 35/6KV较为合理，主要是可节省变压器的自身的损耗，并且通过6台降压型移动变电站可保障露天煤矿所有电铲和输排水的供电。由于露天煤矿电铲移动较为频繁，采场高压供电应选用移动较为方便，且安全性较高的供电网络，通过比对选用高压橡套电缆为各电铲供电较为合理。

二、露天煤矿供电系统存在的问题

（1）露天煤矿电铲移动较为频繁，并且随着生产任务的不断增加，每台电铲生产位置不能固定，需要不定期地进行位置调整。在此情况下往往会需要对生产道路改动、电缆桥移设及供电线路调整。在供电线路调整时首先得考虑35KV移动变电站变压器容量，根据电铲负荷情况不得超过35KV移动变电站变压器容量的85%，其次还需考虑6KV高压供电半径，压降不得小于电铲的启动电压，第三還需考虑各生产道路的跨越和电缆的经济利用。

（2）胜利露天煤矿采场供电的一次架空线路为35KV，为保障采场用电设备的可靠供电，根据采场负荷情况，从110KV变电站分别馈出2条35KV架空线路为采场用电设备供电，一路为1#环坑线，主要对采场北部用电设备供电，按照采场采剥情况，在该线路上投入两台5000KVA的35KV移动变电站;另一路为2#环坑线，为采场南部用电设备供电，按照采场负荷情况，投入四台5000KVA的35KV移动变电站。随着采场生产不断向西推进，35KV移动变电站向采场供电的高压电缆不断的增加，并且供电半径也不断增加，这样不但影响电能质量，并且会增加电缆购置费用，增加了成本的投入。

（3）露天煤矿生产卡车较多，道路较多，这样的环境下极大的影响供电的有序开展。由于电缆铺设需要跨越道路，在这样的重型卡车道路上无法进行铺设电缆。在此情况下，供电电缆需要增加绕行或者深度地埋。深度地埋的方法会影响电缆的寿命，此方法用于露天煤矿不利。但是对于相对固定的位置，电缆不频繁移动的位置，也可进行地埋，但是需要做好电缆的防护工作。

三、露天煤矿供电系统的管理措施

（1）电力变压器是供电系统中不可或缺的主要设备，按照变压器型号、容量，露天煤矿供电系统中电力变压器优先选择新型技术节能经济型变压器，从而减少变压器的自身损耗;在变压器的配比上，公用型变压器由于三相负荷的严重不平衡，导致变压器自身损耗加大，降低利用率，因此需对负荷情况进行严格的计算后选配变压器。并在后期使用时，严格优化控制负荷，尽量减少变压器空载运行和过负荷运行，从而可节省电费。

（2）由于露天煤矿供电线路较长，在线路损耗上也需大下文章。尽量选用电阻率较低的电缆，降低全线路的线损。在供电线路上，线路越长电阻越高，整体的损耗即越大。按照露天煤矿设备移设位置及时、合理优化供电方式，节省电缆长度。同时，在户外移动变电站尽量选择在负荷较大最近位置，降低供电半径。针对胜利露天煤矿现场情况，随着生产任务不断向西推进，2#环坑线路应向西延伸2KM，这样可将一台35KV移动变电站移设至新破碎站旁，通过该移动变电站向采场南部用电设备供电，可有效地减少电缆的使用量，并且可缩短供电半径，提高供电质量。

（3）提高功率因数，降低无功损耗可大幅度提高供电质量。功率因数是衡量煤矿供电系统电能利用程度及电器设备使用状况的一个具有代表性的重要指标之一，煤矿供电的感性负荷大部分是异步电动机，运行时要消耗一定的无功功率，使得电动机和输电线路的电流增大。在各大型企业中常见的电容器补偿方式大概有三种：集中补偿、分组补偿和就地补偿。例如煤矿生产供电的电动机均为大功率的高压电机，采用高压集中补偿可以设置在地面变电所的6KV母线上集中装设移相电容器组，电容器组的装设一般设置在电容器室，并保证电容器室通风良好，配有可靠的接地放电线圈。由于煤矿大型设备无功功率的变化比较大，固定的无功补偿效果较差，不能根据无功负荷大小自行判断投切，并且投切组数和系统无功负荷不对称，从而利用率较低。在现有的新技术下应选择动态式无功补偿装置，在大型企业中功率变化较大的煤矿应用，动态式无功补偿可时刻监视系统中无功功率及时调整补偿，实现自动化补偿，提高供电的质量，降低生产成本。

（4）加强运行、维修人员培训和管理。供电系统安全运行离不开运行人员的正确的操作和日常巡检任务，首先安全、技术管理人员对运行人员应加强培训，制定相应的专业培训方案，让员工有一定的专业技术，懂得电气设备的参数指标，了解设备运行状态，还需要设备运行中存在隐患能判断出基本故障位置，防止故障的扩大。维修人员应了解设备结构、易损配件等相关设备的保养措施，从而达到设备的良好运行。日常工作中应建立巡检指导书，建立巡检工作日志，明确记录巡检过程中设备的重点参数;严格按照电力行业操作规程对设备进行操作;维修人员对供配电设备建立设备维修、保养档案，并且做好设备周期检修计划档案，严格按照检修计划有序的进行检修，检修管理人员对设备的检修步骤编制检修作业流程及工序，做到检修、防护两步走。日常发现的问题及故障，运行人员应及时记录故障发生时间、设备名称、故障类型、故障参数，检修人员对故障进行统筹分析，根据故障的大小确定是否需要停电检修，如果故障有扩大、蔓延的问题需立即停电，减少经济损失。

四、结束语

供电质量对煤矿生产有着很大的影响，提高煤矿供电系统质量是一个庞大的系统工程，需要设备、材料、人员、管理、制度相互协作，一同梳理煤矿供电系统中薄弱环节，从而加强管理与维护。