煤礦供電系統運行方式的探討

陳輝++汪磊

摘 要：雙回路電源線路供電的煤礦企業，正常生產時，礦井地面及井下變電所采用“大分列”運行方式供電，能充分地利用雙電源供電連續的優點，為車間設備提供連續穩定的電力保障，最大限度地降低全礦失電的概率，從而提高了礦井供電安全可靠性。

關鍵詞：煤礦供電；運行方式；大分列；連續可靠

中圖分類號：TD61 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0158-01

安全供電是保障煤礦安全生產的重中之重，只有可靠的供電保障才是安全生產的可靠基礎。《煤礦安全規程》第四百三十六條規定：礦井應當有兩回路電源線路（即來自兩個不同變電站或者來自不同電源進線的同一變電站的兩段母線）。正常情況下，礦井電源應當采用分列運行方式，若一回路運行，另一回路必須帶電備用。

2016年1-5月，安徽省煤礦發生五起全礦井停電事故，造成部分礦井局部瓦斯超限，嚴重威脅煤礦安全生產，直接經濟損失11.3萬元。綜合五起事故情況，事故調查組針對全省煤礦、供電企業和有關屬地人民政府，提出防范措施，其中一條即要求按《煤礦安全規程》，推廣實行“大分列”供電方式（即煤礦兩回路電源均投入運行，各帶部分井上下負荷），以避免造成全礦井停電事故。

目前雙電源供電線路的運行方式有兩種：一種是“一用一備”運行，是指一路運行，另一路帶電備用，兩段母線之間的聯絡開關處于連接狀態。另一種是“分列運行”方式是指兩條供電線路同時運行，兩段母線之間的聯絡開關處于斷開狀態，分帶礦井的負荷。

恒源煤電祁東煤礦現有三條35KV供電線路（圖1），其中祁東變2條來自李園變電站，南部井變1條來自谷嶺變電站。

礦井兩回供電電源的引入有兩種方式：第一種引自域外供電網絡同一電源變電所的不同母線段，第二種方式引自域外供電網絡不同的電源變電所。祁東煤礦3條供電線路，其中李園變56、57線路來自同一電源變電所的不同母線段，第三條谷嶺變521線路則屬于引自域外供電網絡不同的電源變電所。祁東變電所有兩臺變壓器，采用分列運行方式。

現以此為例，將供電系統兩種運行方式進行對比：

1 “一用兩備”運行方式

例如礦井采用李園變56供電線路主供，需合祁東變3500母聯，為變電所內3551、3552主變供電，同時合祁東變3565開關，為南部井供電。其余兩條李園變57、谷嶺變521線路為帶電熱備用。變電所6KV段母聯也處于合閘的狀態。

此種供電方式的優點在于：（1）礦井全部負荷變化可以通過地面變電所濾波補償裝置進行動態補償，從而提高用電質量；（2）由于母聯處于合閘狀態，下級各用電車間，在日常倒電、停送電操作上不會出現環流現象。

但從供電連續性與可靠性等安全性能上分析，在“一用一備”運行方式中，礦井變電所的二次母線只能處在單母線運行方式。礦井范圍內的全部用電設備都處在一個運行母線上，形成一個電源兩回線路的工作模式。此種供電方式最大的問題是一旦在用線路出現問題，或因6kv側發生短路等故障而造成出線保護失靈發生越級跳閘時，往往立即造成全礦井停電，礦井所有無自帶應急電源設備全部失電，礦井通風也隨之中斷，停電影響的范圍大，尤其對高瓦斯礦井來說，失風的危害尤為突出。

2 “大分列”運行方式

例如礦井采用李園變56、李園變57供電線路兩回路同時供電，分別為3551、3552主變供電，3500母聯為分斷狀態。同時合祁東變3565開關，為南部井供電，谷嶺變521線路為帶電熱備用。變電所6KV段母聯也需處于分閘的狀態。

此種供電方式要求各級供電聯絡開關均處于分開狀態，兩路入井電源同時分擔礦井有效負荷。缺點在于：（1）地面變電所濾波補償裝置只能對部分負荷進行動態補償，增加了用電質量調控難度；（2）日常倒電、停送電操作需上級供電部門進行合李園變35KV母聯操作并確認，操作流程增加；（3）礦井雙回路供電的車間，應急處理失電故障時，容易發生合母聯而未分進線，造成環流的現象。

但從供電連續性與可靠性等安全性能上分析，此種供電方式即使一路電源停電時，礦井也只是部分失電，造成全礦失電的概率降低，供電連續可靠性大。祁東煤礦設有兩處礦井通風機，通風機供電線路分別在不同母線段，采用“大分列”運行，即使一路進線供電電源失電，仍可以確保通風系統在另一路上的主通風機正常運行。同時井下局部通風機已采用"雙風機、雙電源、自動切換"方式，局部通風機能通過自動切換，實現不間斷運行，確保礦井通風可靠。同樣，當一回電源線路故障或一臺變壓器故障時，另一臺變壓器立刻帶全部負荷運行，此時礦井暫時處于單電源供電狀態，故障排除后再恢復分列運行。在整個切換過程中，對負荷來說不會出現兩回電源同時中斷的現象。

3 結語

由一個電源變電所引出兩回路電源的礦井雙回路供電線路在實施分列運行時，還必須要求上級電源變電所兩段母線分列運行并接于兩段母線，此時礦井供電才能構成真正意義的雙回路電源，這是必要條件，因此，推行礦井“大分列”運行模式時還應注意上級電源變電所的運行方式，加強與地方供電部門的協調有溝通，確保供電分列模式統一。

供電運行方式的改變不是一次簡單的系統操作就可以完成的，隨之變更的管理規定、操作流程、應急方案、負荷分配、操作習慣等等，都需逐步去改變并完善。尤其在變更為“大分列”方式運行后，由于上級變電站也同步實施“大分列”運行模式，因此在各級母聯合分的流程上，發生了本質的改變，重點要防止電網環流的產生。同時要說明并注意以下幾點：

（1）調整優化各母線段負荷，合理進行分配，充分利用動態濾波補償裝置，提高供電質量。

（2）為防止誤操作，礦井供電采用雙回路且有母聯開關，必須加裝進線開關與母聯開關電氣閉鎖；采用雙回路供電無母聯開關，必須加裝進線開關之間電氣閉鎖。

（3）凡是有合母聯操作，均需提前與上級變電所聯系，待上級變電所合母聯操作確認后，方可合下級母聯。嚴禁上級變電所未合母聯時，下級進行母聯停送電操作。

綜上所述，對于高瓦斯礦井一級負荷的祁東煤礦來說，供電系統采用“大分列”運行相對于“一用兩備”方式，各種原因引起的全礦井失電概率相對降低、范圍減小，供電連續可靠性提高，對保障礦井通風可靠有很大意義，特別是針對高瓦斯礦井所要求的“雙風機、雙電源、自動切換”、確保通風可靠上講，安全意義更大。endprint