井下高压供电系统运行方式的优化

周思炳

【摘  要】考虑地面、井下6KV系统实际情况以及电缆参数一致的特点，利用同一母线供电的下级母线能并联运行的原则，将来自地面同一段母线的下井电缆并列运行，以避免单独分列运行时负荷不均所引起的供电安全问题。提升了井下供电能力，提高了供电安全，保证了供电方式的科学合理及实用性。

【关键词】安全;供电方式;并列;供电能力

1.概述

我矿地面110KV变电所6KV系统分三段运行，正常运行时由3台主变独立供电，即1#变供6KVⅠ段、2#变供6KVⅡ段、3#变供6KVⅢ段。当前从地面6KV三段下井的高压供电电缆共有7路，其中1路主要供井下-720m中央变电所、有6路主要供井下-610m中央变电所，且供井下-610m中央变电所的6路高压电缆型号、规格等相关参数全部一致，即均为MYJV42-6KV 3*185mm2型电缆。井下-610m中央变电所6KV母线分六段独立运行，但其中一段能与另外五段单独联络，以方便进行倒闸检修及负荷调整;因六段中每段所带负荷类型及大小都不相同，且有时井下进行倒闸检修等因素，将造成井下-610m中央变电所六段母线负荷不均、甚至偏差很大，严重时供六段母线用电的6路下井电缆中，有些负荷很小、有些几乎或已经超出电缆额定载流量，因此造成一部分电缆因大负荷发热，一部分电缆处于“大马拉小车”的状态，不仅影响供电安全，而且使供电不科学、不能最大限度发挥供电能力。对此，我们结合地面、井下6KV系统实际情况以及电缆参数一致的特点，利用由同一母线供电的下级母线能并联运行的原则，将来自地面同一段母线的下井电缆并列运行，以避免单独运行时负荷不均所引起的所有问题。

2.地面及井下-610m中央变电所6KV供电系统状况

（1）地面110KV变电所6KV系统分三段运行，正常独立运行时由三台变压器供电，即1#变供6KVⅠ段、2#变供6KVⅡ段、3#变供6KVⅢ段，三段彼此有联络，形成环行供电网络。

（2）井下-610m中央变电所6KV母线分六段独立运行，其中井下Ⅰ段能同时与另外井下Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ段单独联络;由来自地面6KV系统三段母线的6路高压电缆供电，具体为：地面1#变所带6KVⅠ段6114#、6129#、6133#开关柜分别供井下-610m中央变电所6KVⅢ、Ⅳ、Ⅴ段母线，地面2#变所带6KVⅡ段6233#开关柜供井下-610m中央变电所6KVⅡ段母线，地面3#变所带6KVⅢ段6305#、6303#开关柜分别供井下-610m中央变电所6KVⅠ、Ⅵ段母线。

（3）地面至井下-610m中央变电所6路电缆为同型号（MYJV42-6KV 3*185mm2）电缆，分别由地面6台600A的同KYN31-12型真空开关柜供电，下井后分别经6台600A的同型号高压防爆开关供井下6KV各段，且6根电缆长度相同。

3.井下供电运行方式存在问题与改进、优化

井下-610m中央变电所Ⅰ、Ⅵ段母线由地面3#变供电，其中井下Ⅰ段可与其余五段进行联络，同时带五台1400KW排水泵，其中只在需要排水时才有1台泵运行，很少时候水量大时2台泵运行，故Ⅰ段负荷较小且无连续性，不过当井下因检修需要倒闸转移负荷或地面检修需要停掉Ⅱ段（或Ⅲ、或Ⅳ、或Ⅴ段）时，根据井下供电方式，只能将负荷转移到井下Ⅰ段运行，如此将使井下Ⅰ段超负荷运行，造成Ⅰ段电缆发热，影响供电安全。而与Ⅰ段一起由地面同一段母线供电的井下Ⅵ段只作为西C组中部变电所与西翼新增变电所其中的一路进线电源，负荷较小且稳定。对于供电能力一样的Ⅰ、Ⅵ段电缆，各自负荷偏差太大，经常Ⅰ段是过负荷运行，而Ⅵ段处于“大马拉小车”状态。

针对上述问题，我们仔细分析了井上、下供电实际情况，由地面同一段母线供电井下Ⅵ段、Ⅰ段电缆型号与载流量以及高压开关的供电能力完全相同，因此，在出现负荷偏差较大时为了更好地分配负荷，将井下Ⅵ段、Ⅰ段联络起来并列运行，即在井下-610m中央变电所合上Ⅰ-6开关（27-300）。这样两路电缆将负荷进行平分，各自的实际承载负荷为两路总负荷的一半，将远小于各自电缆的额定载流量，避免了过负荷发热问题，不仅提升了供电能力，更保证了供电安全。

根据将井下Ⅵ段、Ⅰ段并列运行以实现分流来提高供电能力与供电安全的思路，可进一步进行优化并向系统下级进行延伸。此思路也同样可用在由地面1#变供电井下Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段之间;另外当地面6KVⅠ、Ⅱ、Ⅲ段中两段并列运行时，并列运行的两段母线所供电的井下各段一样能通过在井下进行并列运行来分流来保障供电安全，并以同样的方式可向井下中央变电所供电的下级变电所延伸。

综上所述，井下运行方式可进行如下改进与优化：

（1）井下Ⅱ段（或Ⅲ、或Ⅳ、或Ⅴ段）检修时，井下Ⅰ段将增大，一旦超负荷（360A以上）影响入井电缆安全，可合上井下-610m中央变电所Ⅰ-6开关（27-300），即将井下Ⅰ段与井下Ⅵ段并列运行，如此两路电缆将负荷进行平分。

（2）井下Ⅰ段总进线电缆停电检修时，井下Ⅰ段母线可以当联络母线使用，此时：合上井下-610m中央变电所Ⅰ-2开关（27-294）、Ⅰ-3开关（27-286）、Ⅰ-7开关（27-301），即将井下Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ段彼此并列运行，由地面1#变供电。

如此，在当前供电系统不增加任何设备的基础上，通过供电方式的改进，井下供电系统的供电能力与安全可靠性得到大大提高与保障。

4.结束语

针对前述优化方案，将由上级同一电源供电的母线并列运行以实现分流来提高供电能力与供电安全的做法，已在实际供电系统中进行了安全應用，并达到预期的良好效果，能够完全满足实际需要。供电方式的改进杜绝了井下各路负荷严重偏差而发热的安全隐患，保障了矿井供电系统尤其是井下供电的安全。