煤礦電網優化技術的研究與應用

王斌

摘 要：電網的安全經濟運行離不開科學規劃，好的優化方案既能簡化電網結構、提高供電質量，又能節省投資費用、提高運行經濟效益，因而電網優化技術研究對電網企業具有十分重要的意義。以公司中部電網為研究對象，從優化電網結構入手，對企業電網運行的現狀和影響電網正常運行的因素進行了分析，運用電網優化技術對網絡結構進行科學改造，提高了電網運行的穩定性、可靠性和經濟性。

關鍵詞：優化電網結構;改造;安全可靠性

一、項目研究的目的與意義

優化電網結構是企業實現安全可持續發展的重要保障。隨著產業規模的不斷發展，國有煤炭企業形成了自供電網。對供電網絡進行科學規劃是保障自供電網經濟運行的基礎，要在設計環節考慮改善電網的布局和結構，從源頭上保障電網的經濟合理性。優化電網結構是煤礦企業降低成本、增強市場競爭力的有效手段。據有關資料統計，煤炭企業用電成本占生產總成本的15-20%，加強用電管理是煤炭企業降低成本的關鍵環節。在競爭日趨激烈的市場中站穩腳跟，煤礦企業在進行產業結構升級的同時，必須內部挖潛，提升單位能源利用率、電網優化是企業降低生產經營成本的必由之路。

二、中部電網管理的現狀與問題

中部電網以中心站為樞紐站，分別向礦區、灣子、燕溝、耿村、西風井、楊村等變電站供電。躍進2×12MW電廠處于中部供電區，作為中部電網的電源之一，在礦區站上網。中部電網的電網結構性缺陷造成供電能力不足，對主力礦井的生產造成影響;高耿線運行可靠性較低，中心變電站的負荷較低，造成躍進一電機組不能實現滿發，自備電廠的經濟效益無法得到有效發揮;中部電網結構運行經濟性較差。綜合分析中部電網中存在的問題，并對未來負荷進行了預測，決定對西風井變電站母線區進行改造。改造后，調整中心站的運行方式，其中兩臺63MVA主變主供中部區域供電，一臺31.5MVA主變主供金裕鑄金廠負荷，I心千西安全供電容量為27MVA，II心千西安全供電容量為36MVA，II心千西可實現煤礦一用一備的要求。由I、II心千西線路為主供線路，高耿作為備用供電線路，將全部負荷轉移至中心站的供電方式，以滿足各礦的供電需求，充分滿足中部電網負荷增長的需要，且能縮短供電半徑，減少電能損耗，提高可靠性，符合設計導則規定，是中部供電網絡優化較為合理的方案。

三、中部優化改造關鍵技術

1、中部電網電磁環網相位角一致問題：通過該項目對西風井母線區進行改造，中部供電區內有可能形成與35KV環網（短時合環）的情況，根據調度規程，電網進行合環操作時，需要滿足的條件是：同一系統，相位相同，電壓差在20%以內，同時也應考慮設備容量限制和繼電保護的要求。從220KV系統至35KV楊村母線未發生電壓相位角度的變化（忽略線路及變壓器阻抗的移相作用）。對各站35KV母線合環電流進行理論計算，通過近似計算的方法，取各站35KV母線最小方式下系統電抗計算，按并列運行，得到Xxt.min為最小時的最大合環電流，并校驗沖擊電流滿足繼電保護要求，滿足以上合環條件。

2、供電半徑分析：項目實施后，35KVI心千西線按6%電壓損失限制的最大輸送容量，運行方式帶耿村、西風井、楊村，按平均負荷為19200KW時，I心千西長度為5.3KM， I西村長度為3.5KM. I、II耿楊長度為6KM，計算電壓損失，經查表35KV LGJ-150單位負荷矩電壓損失百分數 為0.0330%MW-KW，35KV LGJ-120單位負荷矩電壓損失百分數 為0.0427%MW-KW，I心千西帶西風井、耿村、楊村全部負荷時，至西風井站母線電壓損失為：3.35%，I西村線帶耿村、楊村全部負荷時，至耿村站母線電壓損失為1.6%，合計為4.95%，耿楊線帶楊村站全部負荷時，電壓損失為1.5%，楊村以電壓35KV為基準，按6%電壓損失限制推算至耿村電壓應為37.2KV，中心站至耿村站35KV母線電壓降為△U%=4.5%，電壓損失百分數按4.5%計算（cos=0.9），耿村、楊村負荷總和不超過15.4MW，可以滿足要求。

3、短路電流計算分析：通過短路計算結果可以看出，改造后中部電網主供電源為110KV中心站，除中心站母線短路電流較高外，但也在合理范圍之內，中部各站35KV母線側短路電流較改造之前有所降低，均符合限值要求。

結論：在新的形勢下，煤炭企業應主動適應國家政策以及市場變化的要求，充分認識到電網優化技術在煤炭企業生產管理中的重要性，從優化網絡結構、調整運行方式、強化目標考核等方面，推動電力資源的合理利用，為企業實現安全發展、科學發展、綠色發展提供強大的能源支撐，更好地履行好國有大型企業應盡的歷史使命和社會責任。