煤矿供电系统运行方式的探讨

摘 要：双回路电源线路供电的煤矿企业，正常生产时，矿井地面及井下变电所采用“大分列”运行方式供电，能充分地利用双电源供电连续的优点，为车间设备提供连续稳定的电力保障，最大限度地降低全矿失电的概率，从而提高了矿井供电安全可靠性。

关键词：煤矿供电；运行方式；大分列；连续可靠

中图分类号：TD61 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）19-0158-01

安全供電是保障煤矿安全生产的重中之重，只有可靠的供电保障才是安全生产的可靠基础。《煤矿安全规程》第四百三十六条规定：矿井应当有两回路电源线路（即来自两个不同变电站或者来自不同电源进线的同一变电站的两段母线）。正常情况下，矿井电源应当采用分列运行方式，若一回路运行，另一回路必须带电备用。

2016年1-5月，安徽省煤矿发生五起全矿井停电事故，造成部分矿井局部瓦斯超限，严重威胁煤矿安全生产，直接经济损失11.3万元。综合五起事故情况，事故调查组针对全省煤矿、供电企业和有关属地人民政府，提出防范措施，其中一条即要求按《煤矿安全规程》，推广实行“大分列”供电方式（即煤矿两回路电源均投入运行，各带部分井上下负荷），以避免造成全矿井停电事故。

目前双电源供电线路的运行方式有两种：一种是“一用一备”运行，是指一路运行，另一路带电备用，两段母线之间的联络开关处于连接状态。另一种是“分列运行”方式是指两条供电线路同时运行，两段母线之间的联络开关处于断开状态，分带矿井的负荷。

恒源煤电祁东煤矿现有三条35KV供电线路（图1），其中祁东变2条来自李园变电站，南部井变1条来自谷岭变电站。

矿井两回供电电源的引入有两种方式：第一种引自域外供电网络同一电源变电所的不同母线段，第二种方式引自域外供电网络不同的电源变电所。祁东煤矿3条供电线路，其中李园变56、57线路来自同一电源变电所的不同母线段，第三条谷岭变521线路则属于引自域外供电网络不同的电源变电所。祁东变电所有两台变压器，采用分列运行方式。

现以此为例，将供电系统两种运行方式进行对比：

1 “一用两备”运行方式

例如矿井采用李园变56供电线路主供，需合祁东变3500母联，为变电所内3551、3552主变供电，同时合祁东变3565开关，为南部井供电。其余两条李园变57、谷岭变521线路为带电热备用。变电所6KV段母联也处于合闸的状态。

此种供电方式的优点在于：（1）矿井全部负荷变化可以通过地面变电所滤波补偿装置进行动态补偿，从而提高用电质量；（2）由于母联处于合闸状态，下级各用电车间，在日常倒电、停送电操作上不会出现环流现象。

但从供电连续性与可靠性等安全性能上分析，在“一用一备”运行方式中，矿井变电所的二次母线只能处在单母线运行方式。矿井范围内的全部用电设备都处在一个运行母线上，形成一个电源两回线路的工作模式。此种供电方式最大的问题是一旦在用线路出现问题，或因6kv侧发生短路等故障而造成出线保护失灵发生越级跳闸时，往往立即造成全矿井停电，矿井所有无自带应急电源设备全部失电，矿井通风也随之中断，停电影响的范围大，尤其对高瓦斯矿井来说，失风的危害尤为突出。

2 “大分列”运行方式

例如矿井采用李园变56、李园变57供电线路两回路同时供电，分别为3551、3552主变供电，3500母联为分断状态。同时合祁东变3565开关，为南部井供电，谷岭变521线路为带电热备用。变电所6KV段母联也需处于分闸的状态。

此种供电方式要求各级供电联络开关均处于分开状态，两路入井电源同时分担矿井有效负荷。缺点在于：（1）地面变电所滤波补偿装置只能对部分负荷进行动态补偿，增加了用电质量调控难度；（2）日常倒电、停送电操作需上级供电部门进行合李园变35KV母联操作并确认，操作流程增加；（3）矿井双回路供电的车间，应急处理失电故障时，容易发生合母联而未分进线，造成环流的现象。

但从供电连续性与可靠性等安全性能上分析，此种供电方式即使一路电源停电时，矿井也只是部分失电，造成全矿失电的概率降低，供电连续可靠性大。祁东煤矿设有两处矿井通风机，通风机供电线路分别在不同母线段，采用“大分列”运行，即使一路进线供电电源失电，仍可以确保通风系统在另一路上的主通风机正常运行。同时井下局部通风机已采用"双风机、双电源、自动切换"方式，局部通风机能通过自动切换，实现不间断运行，确保矿井通风可靠。同样，当一回电源线路故障或一台变压器故障时，另一台变压器立刻带全部负荷运行，此时矿井暂时处于单电源供电状态，故障排除后再恢复分列运行。在整个切换过程中，对负荷来说不会出现两回电源同时中断的现象。

3 结语

由一个电源变电所引出两回路电源的矿井双回路供电线路在实施分列运行时，还必须要求上级电源变电所两段母线分列运行并接于两段母线，此时矿井供电才能构成真正意义的双回路电源，这是必要条件，因此，推行矿井“大分列”运行模式时还应注意上级电源变电所的运行方式，加强与地方供电部门的协调有沟通，确保供电分列模式统一。

供电运行方式的改变不是一次简单的系统操作就可以完成的，随之变更的管理规定、操作流程、应急方案、负荷分配、操作习惯等等，都需逐步去改变并完善。尤其在变更为“大分列”方式运行后，由于上级变电站也同步实施“大分列”运行模式，因此在各级母联合分的流程上，发生了本质的改变，重点要防止电网环流的产生。同时要说明并注意以下几点：

（1）调整优化各母线段负荷，合理进行分配，充分利用动态滤波补偿装置，提高供电质量。

（2）为防止误操作，矿井供电采用双回路且有母联开关，必须加装进线开关与母联开关电气闭锁；采用双回路供电无母联开关，必须加装进线开关之间电气闭锁。

（3）凡是有合母联操作，均需提前与上级变电所联系，待上级变电所合母联操作确认后，方可合下级母联。严禁上级变电所未合母联时，下级进行母联停送电操作。

综上所述，对于高瓦斯矿井一级负荷的祁东煤矿来说，供电系统采用“大分列”运行相对于“一用两备”方式，各种原因引起的全矿井失电概率相对降低、范围减小，供电连续可靠性提高，对保障矿井通风可靠有很大意义，特别是针对高瓦斯矿井所要求的“双风机、双电源、自动切换”、确保通风可靠上讲，安全意义更大。

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