淺析煤礦供電系統組成及運行方式

王高建

(河南工業和信息化職業學院，河南 焦作　454000)

淺析煤礦供電系統組成及運行方式

王高建

(河南工業和信息化職業學院，河南 焦作454000)

摘要：目前，電力已成為煤礦生產的主要甚至是唯一的能源。可靠、安全、高質量和經濟地供電，對保證安全生產、提高產品質量及提高經濟效益具有十分重要的意義。

關鍵詞：電力；產品質量；經濟效益

一、電力系統和電力網

電力系統是指由發電機、電力網和電力用戶組成的統一整體。電力網是由輸電線路和升(降)壓變電站(所)組成，擔負電力輸送、分配和變換任務的網絡。發電機的輸出電壓較低(3.15～20kV)，為能夠大容量、遠距離輸電，必須將發電機生產的電能經升壓變壓器升壓后輸送到負荷中心。在負荷中心附近需設置降壓變電站(所)，將電壓降低后再輸送至用戶。電力系統中各發電廠之間以輸電線路相連，稱為并網發電。并網發電可以提高供電的可靠性，同時還可以提高發電廠和電力網的經濟效益。

二、額定電壓等級

為了便于電網的運行管理和電氣設備生產的標準化，國家標準規定了全國統一的額定電壓等級，電氣設備都是按照額定電壓設計和制造的，在額定電壓下電氣設備可以安全、高效的運行。電力系統額定電壓等級見表1。

表1　電力系統額定電壓等級(kV)

三、煤礦對供電的基本要求

(一)可靠供電。

可靠供電就是要求不間斷供電。在煤礦中，各種電力負荷對供電可靠性的要求是不同的，為了能在技術經濟合理的前提下滿足不同負荷對供電可靠性的要求，把電力負荷分為三類。

在供電系統的結線設計、設備選擇和運行中，要不惜代價確保一級負荷的供電不間斷；而對三級負荷則更多地考慮供電的經濟性。當電力系統因故障必須拉閘限電時，首先停三級負荷，必要時再停二級負荷，但必須保證一級負荷的用電。

(二)安全供電。

安全供電就是在供電過程中，不發生人身觸電、電氣火災和由電氣設備引發的瓦斯與煤塵爆炸事故。煤礦安全供電的三大任務是：電氣防爆、電氣防火、防觸電。一般工業企業也應特別注意防火和防觸電。

(三)高質量供電。

電壓和頻率是衡量電能質量的主要指標。我國電網的額定頻率為50Hz，其頻率偏差不允許超過±0.2Hz。電網頻率由發電廠控制，用電企業無法改變，但用電企業有義務根據電網調度的指令調整本企業的負荷，配合電力系統調節頻率。

(四)經濟供電。

供電的經濟性一般考慮三個方面：在滿足技術要求的前提下，盡量降低企業變電所與電網的基本建設投資；盡可能降低設備、材料及有色金屬的消耗量；盡量降低供電系統的電能損耗及維護費用。

四、電網中性點運行方式

在三相供電系統中，發電機和變壓器的中性點(N)與大地(E)的連接關系稱為中性點的運行方式。中性點運行方式決定著電網發生單相接地故障后的狀況與后果，與供電的可靠性、線路的保護方法及人身安全等密切相關。常見的中性點運行方式有中性點不接地和中性點直接接地兩種。

(一)中性點不接地電網。

中性點不接地電網出現單相接地時，接地點的接地電流通常在幾安以下，不會立即損壞設備，系統的線電壓仍保持對稱，用電設備的運行不受影響。地面3kV～63kV高壓電網是直接給用戶輸電的電網，采用中性點不接地的運行方式，可以減少用戶因單相接地造成的停電，提高供電的可靠性。中性點不接地電網單相接地時，非接地相對地電壓升高到電網的線電壓，易使絕緣薄弱處擊穿，造成嚴重的兩相接地短路。因此，在地面中性點不接地電網中裝有絕緣監視裝置或接地保護裝置，當發生單相接地故障時及時發出報警信號，值班人員盡快查找并排除故障，如有備用線路，應盡快將負荷轉移到備用線路上去。規定單相接地后運行時間不應超過2小時,經2小時仍未消除故障時，應切除故障線路。

(二)中性點直接接地電網。

我國110kV及以上電壓等級的電網采用三相三線制的中性點直接接地電網；煤礦地面380/220V低壓動力與照明電網采用三相四線制或三相五線制的中性點直接接地電網。中性點直接接地電網發生單相接地故障時，其它兩相對地電壓并不升高，因此電網中電氣設備的對地絕緣水平只需按相電壓設計。這對110kV及以上的超高壓電網具有很高的技術經濟價值。地面380/220V低壓動力與照明電網，也采用中性點直接接地的運行方式。其目的是當高、低壓電網間絕緣損壞，高電壓竄入低壓電網時，降低電網對地電壓，是防止觸電和保護低壓設備的一項安全措施。當中性點直接接地電網發生單相接地時，故障相由接地點通過大地與中性點形成單相接地短路故障，將產生很大的短路電流，故稱為大接地電流電網。短路電流會在短時間內損壞電氣設備，引發火災，必須立即切斷電源。

五、結束語

綜上所述，在煤礦生產過程中，煤礦供電系統是煤礦生產的重要組成部分，是煤礦實現安全生產的發動機，然而提高煤礦供電系統的可靠性則是一項持久的、長期而艱巨的任務，并且在生產過程中，這也是一項極其復雜的、龐大的系統工程。做好煤礦供電系統的可靠性研究，采取行之有效的方法和手段，對于提高煤礦安全生產效率和提高煤礦經濟效益都具有非常重要的意義和作用。

參考文獻：

[1]煤礦安全規程[M]，北京：煤炭工業出版社，2002．

[2]煤礦安全生產基本條件規定[M]，北京：煤炭工業出版社，2003．

[3]國家電網公司，國家電網公司電力生產事故調查規程[M]，2005．

中圖分類號:TD61

文獻標識碼：A

文章編號：1671-864X(2016)06-0210-01