煤矿井下双回路供电系统运行方式的革新与优化

煤矿井下双回路供电系统运行方式的革新与优化
煤矿井下双回路供电系统运行方式的革新与优化
一、问题提出
2009版《煤矿安全规程》第四百四十一条规定：正常情况下，矿井电源应采用分列运行方式。

若一回路运行，另一回路必须带电备用，以保证供电的连续性和可靠性。

第四百四十二条规定：对井下变（配）电所【含井下各水平中央变（配）电所和采区变（配）电所】、主排水泵房和下山开采的采区排水泵房供电的线路，不得少于两回路。

当任一回路停止供电时，其余回路应能担负全部负荷。

向局部通风机供电的井下变（配）电所应采用分列运行方式。

2009版《煤矿安全规程》对矿井及井下双回路供电系统的运行方式有两处阐述，双回路供电系统的运行方式有两种：即分列运行和并列运行，分列运行方式是指一路运行，另一路带电备用，两段母线之间的联络开关处于连接状态，如附图一所示；并列运行方式是指两路同时运行，两段母线之间的联络开关处于断开状态，如附图二所示。

分列运行方式适用于负荷较小的变（配）电所，其优点是两回路的负荷相同，两回路总配电开关保护整定相同，便于两回路的切换；缺点是运行电缆线路工作电流较大，压降较大，运行线路距离较短。

并列运行方式适用于负荷较大的变（配）电所，其优点是运行电缆线路工作电流较小，压降较小，运行线路距离较长；缺点是两回路的负荷不同，两回路总配电开关保护整定不同，当一回路停电时，另一路总配电开关需重新整定，不便于两回路的切换。

由于我集团公司各矿机械化程度较高，负荷较大，所以目前井下
供电系统大都采用并列运行方式。

那么如何克服并列运行方式的缺点？如何在井下供电系统并列运行方式下实现向局部通风机供电的井下变（配）电所采用分列运行方式？是我们急需解决和革新的，优化井下供电系统，确保井下供电系统的连续性和可靠性。

二、技术方案论证
目前我集团公司各矿井下中央变（配）电所双回路供电采用的并列运行方式大致有两种：一种是两趟动力电缆入井做井下双回路电源；另一种是两趟动力电缆和一趟“高专”电缆入井三回路电源。

采区变（配）电所双回路供电的并列运行方式大致有几种：第一种是两回路取自中央变（配）电所不同母线段的动力电源，两回路同时运行；第二种是两回路一趟取自中央变（配）电所动力电源，另一趟取自中央
变（配）电所“高专”电源，两回路同时运行；第三种是一回路取自中央变（配）电所动力电源，单回路供电（此采区变（配）电所不带局部通风机负荷）；第四种是两回路取自不同采区变（配）电所动力电源，两回路同时运行，形成环形供电。

以上并列运行方式存在以下几个问题：1、并列运行中，两回路总开关电气保护整定问题，正常情况下，两回路总开关是按所带负荷进行电气保护的整定，当一回路停电时，闭合联络开关，运行回路总开关电气保护整定无法适应两回路总负荷。

2、采区变（配）电所的“高专”线路应能满足动力电源的备用电源。

3、未向局部通风机供电的采区变（配）电所单回路供电不符合新《煤矿安全规程》之规定。

4、在中央变（配）电所双回路供电采用的并列运行方式的大前提下实现采区变（配）电所双回路供电的分列运行。

5、采区变（配）电所环形供电容易造成井下大面积停电。

由于我集团公司各矿井下机械化程度较高，井下总负荷较大，双回路供电系统的两种运行方式可以同时并存，根据各矿实际情况确定井下双回路供电系统运行方式的革新与优化。

以下是井下双回路供电系统运行方式的革新与优化几点建议：
1、对于井下中央变（配）电所双回路供电系统运行方式，由于井下机械化程度较高，井下总负荷较大，采用并列运行方式是必要的和可行的，在正常情况下，两回路总开关的电气保护应按所带负荷进行整定，当一回路停电时，另一回路应能承担井下全部负荷，这是对承担回路的总开关应进行重新整定后方可闭合联络开关。

2、由于采区变（配）电所负荷较井下中央变（配）电所负荷要小，对于向局部通风机供电的井下采区变（配）电所应采用分列运行方式为好，这样利于两回路转换，两回路总开关保护整定相同，符合新《煤矿安全规程》之规定。

3、由于旧《煤矿安全规程》对于采区变（配）电所双回路供电没有要求，当时部分高瓦斯矿井为了保证井下局部通风机供电的可靠性，增设了“高专”供电线路，采区变（配）电所两回路一趟取自中央变（配）电所动力电源，另一趟取自中央变（配）电所“高专”电源，
两回路同时运行，动力电源可以做“高专”电源的备用电源，“高专”电源不能做动力电源的备用电源，这样使得采区变（配）电所无法实现真正的双回路供电。

对于上述情况有两种解决方法：一种是由于“高专”供电线路负荷较小，仍为并列运行方式，要求“高专”供电线路截面和总开关应能承担采区全部负荷，即“高专”电源也可以做动力电源的备用电源。

另一种是采区变（配）电所在原有动力电源和“高专”电源的基础上增加一趟动力电源，两趟动力电源采用分列运行方式，互为备用电源，此时“高专”电源就可不必做动力电源的备用电源了，动力电源可做“高专”电源的备用电源。

4、对于不向局部通风机供电的井下采区变（配）电所，按新《煤矿安全规程》之规定，应实现双回路供电，采用分列运行方式为好。

5、对于采区变（配）电所环形供电，应逐步取消，减少井下停电范围，减小上一级配电总开关负荷，利于电气保护整定。

6、对于各矿井下供电系统中两段母线之间使用一台联络开关的情况，建议应在两段母线之间使用两台联络开关，以防止联络开关反送电。

总之煤矿井下供电系统运行方式的革新和优化，可以进一步提升供电系统的连续性和可靠性，使之符合井下供电系统的科学性、系统性、实用性和效益性，确保煤矿井下安全生产。

三、创新要点
1、对于井下中央变（配）电所双回路供电系统运行方式，由于井下机械化程度较高，井下总负荷较大，采用并列运行方式是必要的和可行的，在正常情况下，两回路总开关的电气保护应按所带负荷进行整定，当一回路停电时，另一回路应能承担井下全部负荷，这是对承担回路的总开关应进行重新整定后方可闭合联络开关。

2、由于采区变（配）电所负荷较井下中央变（配）电所负荷要小，对于向局部通风机供电的井下采区变（配）电所应采用分列运行方式为好，这样利于两回路转换，两回路总开关保护整定相同，符合新《煤矿安全规程》之规定。

3、由于旧《煤矿安全规程》对于采区变（配）电所双回路供电
没有要求，当时部分高瓦斯矿井为了保证井下局部通风机供电的可靠性，增设了“高专”供电线路，采区变（配）电所两回路一趟取自中央变（配）电所动力电源，另一趟取自中央变（配）电所“高专”电源，两回路同时运行，动力电源可以做“高专”电源的备用电源，“高专”电源不能做动力电源的备用电源，这样使得采区变（配）电所无法实现真正的双回路供电。

对于上述情况有两种解决方法：一种是由于“高专”供电线路负荷较小，仍为并列运行方式，要求“高专”供电线路截面和总开关应能承担采区全部负荷，即“高专”电源也可以做动力电源的备用电源。

另一种是采区变（配）电所在原有动力电源和“高专”电源的基础上增加一趟动力电源，两趟动力电源采用分列运行方式，互为备用电源，此时“高专”电源就可不必做动力电源的备用电源了，动力电源可做“高专”电源的备用电源。

4、对于不向局部通风机供电的井下采区变（配）电所，按新《煤矿安全规程》之规定，应实现双回路供电，采用分列运行方式为好。

5、对于采区变（配）电所环形供电，应逐步取消，减少井下停电范围，减小上一级配电总开关负荷，利于电气保护整定。

6、对于各矿井下供电系统中两段母线之间使用一台联络开关的情况，建议应在两段母线之间使用两台联络开关，以防止联络开关反送电。

四、经济社会效益
煤矿井下供电系统运行方式的革新和优化，可以进一步提升供电系统的连续性和可靠性，使之符合井下供电系统的科学性、系统性、实用性和效益性，确保煤矿井下安全生产，具有深远的经济效益和社会效益。

五、推广应用前景
由于各矿井下供电系统均存在着不同程度的不完善问题，所以煤矿井下供电系统运行方式的革新和优化具有广泛的应用前景。

六、存在问题
对于采区变（配）电所双回路供电系统采用分列运行方式，当一趟供电线路停电，投入另一趟供电线路，势必造成上一级中央变（配）
电所并列运行所带母线段总配电开关电气整定值的变化，需重新整定中央变（配）电所所带母线段总配电开关的电气整定值，造成转换不便。

机电管理处。