論露天煤礦供電系統可靠性分析

馬淵

【摘要】勝利露天煤礦采場生產工藝為單斗—卡車運輸，挖掘設備均使用高壓橡套電纜對電鏟供電。為了保障電鏟供電的高效、合理、安全需不斷得優化電鏟的供電方式，從而減少電纜的投入使用。本文就對勝利露天煤礦高壓供電系統進行全面闡述，并對存在的問題進行制定了合理優化方案。

【關鍵詞】露天礦? 變電站? 電纜

一、露天煤礦供電系統的組成

為了確保煤礦供電系統的可靠性，首先在結構設計上采取雙回路供電，雙回路供電可來自不同變電站或同一變電站不同母線。變電站可實行雙母分段運行，兩臺變壓器在同一容量、同一電壓等級下并列運行，考慮到經濟使用可選用不同容量變壓器運行，根據負荷情況選用變壓器運行，也可同時運行，從而減少變壓器自身損耗。從降壓變電站饋線至露天煤礦均設置幾個單獨的降壓移動型變電站，該變電站容量可根據采場電鏟數量和供電半徑范圍內的負荷進行確定。就勝利露天煤礦來說，選用5000KVA 35/6KV較為合理，主要是可節省變壓器的自身的損耗，并且通過6臺降壓型移動變電站可保障露天煤礦所有電鏟和輸排水的供電。由于露天煤礦電鏟移動較為頻繁，采場高壓供電應選用移動較為方便，且安全性較高的供電網絡，通過比對選用高壓橡套電纜為各電鏟供電較為合理。

二、露天煤礦供電系統存在的問題

（1）露天煤礦電鏟移動較為頻繁，并且隨著生產任務的不斷增加，每臺電鏟生產位置不能固定，需要不定期地進行位置調整。在此情況下往往會需要對生產道路改動、電纜橋移設及供電線路調整。在供電線路調整時首先得考慮35KV移動變電站變壓器容量，根據電鏟負荷情況不得超過35KV移動變電站變壓器容量的85%，其次還需考慮6KV高壓供電半徑，壓降不得小于電鏟的啟動電壓，第三還需考慮各生產道路的跨越和電纜的經濟利用。

（2）勝利露天煤礦采場供電的一次架空線路為35KV，為保障采場用電設備的可靠供電，根據采場負荷情況，從110KV變電站分別饋出2條35KV架空線路為采場用電設備供電，一路為1#環坑線，主要對采場北部用電設備供電，按照采場采剝情況，在該線路上投入兩臺5000KVA的35KV移動變電站;另一路為2#環坑線，為采場南部用電設備供電，按照采場負荷情況，投入四臺5000KVA的35KV移動變電站。隨著采場生產不斷向西推進，35KV移動變電站向采場供電的高壓電纜不斷的增加，并且供電半徑也不斷增加，這樣不但影響電能質量，并且會增加電纜購置費用，增加了成本的投入。

（3）露天煤礦生產卡車較多，道路較多，這樣的環境下極大的影響供電的有序開展。由于電纜鋪設需要跨越道路，在這樣的重型卡車道路上無法進行鋪設電纜。在此情況下，供電電纜需要增加繞行或者深度地埋。深度地埋的方法會影響電纜的壽命，此方法用于露天煤礦不利。但是對于相對固定的位置，電纜不頻繁移動的位置，也可進行地埋，但是需要做好電纜的防護工作。

三、露天煤礦供電系統的管理措施

（1）電力變壓器是供電系統中不可或缺的主要設備，按照變壓器型號、容量，露天煤礦供電系統中電力變壓器優先選擇新型技術節能經濟型變壓器，從而減少變壓器的自身損耗;在變壓器的配比上，公用型變壓器由于三相負荷的嚴重不平衡，導致變壓器自身損耗加大，降低利用率，因此需對負荷情況進行嚴格的計算后選配變壓器。并在后期使用時，嚴格優化控制負荷，盡量減少變壓器空載運行和過負荷運行，從而可節省電費。

（2）由于露天煤礦供電線路較長，在線路損耗上也需大下文章。盡量選用電阻率較低的電纜，降低全線路的線損。在供電線路上，線路越長電阻越高，整體的損耗即越大。按照露天煤礦設備移設位置及時、合理優化供電方式，節省電纜長度。同時，在戶外移動變電站盡量選擇在負荷較大最近位置，降低供電半徑。針對勝利露天煤礦現場情況，隨著生產任務不斷向西推進，2#環坑線路應向西延伸2KM，這樣可將一臺35KV移動變電站移設至新破碎站旁，通過該移動變電站向采場南部用電設備供電，可有效地減少電纜的使用量，并且可縮短供電半徑，提高供電質量。

（3）提高功率因數，降低無功損耗可大幅度提高供電質量。功率因數是衡量煤礦供電系統電能利用程度及電器設備使用狀況的一個具有代表性的重要指標之一，煤礦供電的感性負荷大部分是異步電動機，運行時要消耗一定的無功功率，使得電動機和輸電線路的電流增大。在各大型企業中常見的電容器補償方式大概有三種：集中補償、分組補償和就地補償。例如煤礦生產供電的電動機均為大功率的高壓電機，采用高壓集中補償可以設置在地面變電所的6KV母線上集中裝設移相電容器組，電容器組的裝設一般設置在電容器室，并保證電容器室通風良好，配有可靠的接地放電線圈。由于煤礦大型設備無功功率的變化比較大，固定的無功補償效果較差，不能根據無功負荷大小自行判斷投切，并且投切組數和系統無功負荷不對稱，從而利用率較低。在現有的新技術下應選擇動態式無功補償裝置，在大型企業中功率變化較大的煤礦應用，動態式無功補償可時刻監視系統中無功功率及時調整補償，實現自動化補償，提高供電的質量，降低生產成本。

（4）加強運行、維修人員培訓和管理。供電系統安全運行離不開運行人員的正確的操作和日常巡檢任務，首先安全、技術管理人員對運行人員應加強培訓，制定相應的專業培訓方案，讓員工有一定的專業技術，懂得電氣設備的參數指標，了解設備運行狀態，還需要設備運行中存在隱患能判斷出基本故障位置，防止故障的擴大。維修人員應了解設備結構、易損配件等相關設備的保養措施，從而達到設備的良好運行。日常工作中應建立巡檢指導書，建立巡檢工作日志，明確記錄巡檢過程中設備的重點參數;嚴格按照電力行業操作規程對設備進行操作;維修人員對供配電設備建立設備維修、保養檔案，并且做好設備周期檢修計劃檔案，嚴格按照檢修計劃有序的進行檢修，檢修管理人員對設備的檢修步驟編制檢修作業流程及工序，做到檢修、防護兩步走。日常發現的問題及故障，運行人員應及時記錄故障發生時間、設備名稱、故障類型、故障參數，檢修人員對故障進行統籌分析，根據故障的大小確定是否需要停電檢修，如果故障有擴大、蔓延的問題需立即停電，減少經濟損失。

四、結束語

供電質量對煤礦生產有著很大的影響，提高煤礦供電系統質量是一個龐大的系統工程，需要設備、材料、人員、管理、制度相互協作，一同梳理煤礦供電系統中薄弱環節，從而加強管理與維護。