浅析煤矿供电系统组成及运行方式

王高建

(河南工业和信息化职业学院，河南 焦作　454000)

浅析煤矿供电系统组成及运行方式

王高建

(河南工业和信息化职业学院，河南 焦作454000)

摘要：目前，电力已成为煤矿生产的主要甚至是唯一的能源。可靠、安全、高质量和经济地供电，对保证安全生产、提高产品质量及提高经济效益具有十分重要的意义。

关键词：电力；产品质量；经济效益

一、电力系统和电力网

电力系统是指由发电机、电力网和电力用户组成的统一整体。电力网是由输电线路和升(降)压变电站(所)组成，担负电力输送、分配和变换任务的网络。发电机的输出电压较低(3.15～20kV)，为能够大容量、远距离输电，必须将发电机生产的电能经升压变压器升压后输送到负荷中心。在负荷中心附近需设置降压变电站(所)，将电压降低后再输送至用户。电力系统中各发电厂之间以输电线路相连，称为并网发电。并网发电可以提高供电的可靠性，同时还可以提高发电厂和电力网的经济效益。

二、额定电压等级

为了便于电网的运行管理和电气设备生产的标准化，国家标准规定了全国统一的额定电压等级，电气设备都是按照额定电压设计和制造的，在额定电压下电气设备可以安全、高效的运行。电力系统额定电压等级见表1。

表1　电力系统额定电压等级(kV)

三、煤矿对供电的基本要求

(一)可靠供电。

可靠供电就是要求不间断供电。在煤矿中，各种电力负荷对供电可靠性的要求是不同的，为了能在技术经济合理的前提下满足不同负荷对供电可靠性的要求，把电力负荷分为三类。

在供电系统的结线设计、设备选择和运行中，要不惜代价确保一级负荷的供电不间断；而对三级负荷则更多地考虑供电的经济性。当电力系统因故障必须拉闸限电时，首先停三级负荷，必要时再停二级负荷，但必须保证一级负荷的用电。

(二)安全供电。

安全供电就是在供电过程中，不发生人身触电、电气火灾和由电气设备引发的瓦斯与煤尘爆炸事故。煤矿安全供电的三大任务是：电气防爆、电气防火、防触电。一般工业企业也应特别注意防火和防触电。

(三)高质量供电。

电压和频率是衡量电能质量的主要指标。我国电网的额定频率为50Hz，其频率偏差不允许超过±0.2Hz。电网频率由发电厂控制，用电企业无法改变，但用电企业有义务根据电网调度的指令调整本企业的负荷，配合电力系统调节频率。

(四)经济供电。

供电的经济性一般考虑三个方面：在满足技术要求的前提下，尽量降低企业变电所与电网的基本建设投资；尽可能降低设备、材料及有色金属的消耗量；尽量降低供电系统的电能损耗及维护费用。

四、电网中性点运行方式

在三相供电系统中，发电机和变压器的中性点(N)与大地(E)的连接关系称为中性点的运行方式。中性点运行方式决定着电网发生单相接地故障后的状况与后果，与供电的可靠性、线路的保护方法及人身安全等密切相关。常见的中性点运行方式有中性点不接地和中性点直接接地两种。

(一)中性点不接地电网。

中性点不接地电网出现单相接地时，接地点的接地电流通常在几安以下，不会立即损坏设备，系统的线电压仍保持对称，用电设备的运行不受影响。地面3kV～63kV高压电网是直接给用户输电的电网，采用中性点不接地的运行方式，可以减少用户因单相接地造成的停电，提高供电的可靠性。中性点不接地电网单相接地时，非接地相对地电压升高到电网的线电压，易使绝缘薄弱处击穿，造成严重的两相接地短路。因此，在地面中性点不接地电网中装有绝缘监视装置或接地保护装置，当发生单相接地故障时及时发出报警信号，值班人员尽快查找并排除故障，如有备用线路，应尽快将负荷转移到备用线路上去。规定单相接地后运行时间不应超过2小时,经2小时仍未消除故障时，应切除故障线路。

(二)中性点直接接地电网。

我国110kV及以上电压等级的电网采用三相三线制的中性点直接接地电网；煤矿地面380/220V低压动力与照明电网采用三相四线制或三相五线制的中性点直接接地电网。中性点直接接地电网发生单相接地故障时，其它两相对地电压并不升高，因此电网中电气设备的对地绝缘水平只需按相电压设计。这对110kV及以上的超高压电网具有很高的技术经济价值。地面380/220V低压动力与照明电网，也采用中性点直接接地的运行方式。其目的是当高、低压电网间绝缘损坏，高电压窜入低压电网时，降低电网对地电压，是防止触电和保护低压设备的一项安全措施。当中性点直接接地电网发生单相接地时，故障相由接地点通过大地与中性点形成单相接地短路故障，将产生很大的短路电流，故称为大接地电流电网。短路电流会在短时间内损坏电气设备，引发火灾，必须立即切断电源。

五、结束语

综上所述，在煤矿生产过程中，煤矿供电系统是煤矿生产的重要组成部分，是煤矿实现安全生产的发动机，然而提高煤矿供电系统的可靠性则是一项持久的、长期而艰巨的任务，并且在生产过程中，这也是一项极其复杂的、庞大的系统工程。做好煤矿供电系统的可靠性研究，采取行之有效的方法和手段，对于提高煤矿安全生产效率和提高煤矿经济效益都具有非常重要的意义和作用。

参考文献：

[1]煤矿安全规程[M]，北京：煤炭工业出版社，2002．

[2]煤矿安全生产基本条件规定[M]，北京：煤炭工业出版社，2003．

[3]国家电网公司，国家电网公司电力生产事故调查规程[M]，2005．

中图分类号:TD61

文献标识码：A

文章编号：1671-864X(2016)06-0210-01