煤电联营在煤矿供电效益方面的优势分析

蒋亚奇

（国家能源集团哈密煤电有限公司大南湖一矿，新疆 哈密 839000）

1 供电网络简介

花园电厂（4×660MW机组）和大南湖一矿为哈密煤电公司煤电一体化企业，花园电厂1#和2#发电机出口各设一台容量为31.5MVA的煤矿变压器，以10kV电压等级供电至电厂35/10kV升压站，升压站内设NXAC-40.5型35KV配电柜9台、KYN28A-12型10KV配电柜18台及SZ11-25000/35 25000KVA 10/35KV型变压器2台，升压站将花园电厂煤矿变输出的10kV电源升压至35kV经双回LGJ-240/30型架空线路输送至大南湖二矿（露天煤矿）负荷供电。

大南湖一矿双回供电电源分别引自市电110kV供电网络，站内设SFZ10-16000/110 有载调压变压器三台、SF6封闭式组合电器9组、KYN28A-12型10KV配电柜56台以及SCB10-315/10型干式变压器两台，站内110KV和10KV系统均为单母线分列运行。

2 供电方案可行性分析

根据哈密煤电公司供电网络情况，初步确定大南湖一矿供电系统优化方案：保留大南湖一矿原110kV变电站及两回供电线路不变，由花园电厂10/35kV升压站向大南湖一矿提供一回35KV电源作为大南湖一矿第三路供电电源，在大南湖一矿新建35/10kV变电站一座，站内10kV母线与矿井原110kV变电站10kV母线设联络开关，可实现市电与电厂直供电的互相切换，矿井一类负荷及重要负荷由原供电系统供电，其他负荷由花园电厂提供供电电源。

2.1 供电电源方案比选

花园电厂外煤矿10/35kV升压站共有35kV及10kV两个电压等级的供电设备，均具备向大南湖一矿供电的条件。

方案一：采用35kV供电电源。

如采用35kV电压等级作为矿井第三供电电源，需在电厂10/35kV升压站内35kV母线段新增一面35kV馈线柜，新建一回35kV输电线路，并在大南湖一矿内新建35/10kV变电站一座，站内主要设置35kV开关柜3面，35/10kV 16000kVA主变压器一台，10kV开关柜17面及消弧线圈一套。

优点：35kV输电线路造价较低，线路损耗小。

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缺点：占地面积比第二方案约大215m2，土建工程投资相对较高，增加了35kV电压等级相关设备，安装较为复杂。

方案二：采用10kV供电电源。

如采用10kV电压等级作为矿井第三供电电源，需在电厂10/35kV升压站内10kV母线段新增一面10kV馈线柜，新建一回10kV输电线路（由于供电负荷较大，经计算，需采用6根MYJV228.7/10 KV3×185mm2电缆并联敷设，采用架空线不能满足供电需求），在大南湖一矿内新建10kV变电所一座，站内主要设置10kV开关柜17面及消弧线圈一套。

优点：10kV系统较为简单，土建工程量小，施工及安装工程工期短。

缺点：10kV线路供电能力较小，需采用多根电缆并联敷设，造价较高，且需对煤矿10/35kV升压站10kV中性点接地方式进行改造。

关于矿井第三路供电电源选择，对以上两种方案进行比较，如图1所示。

图1 供电方案技术经济比较表

上述两种电压等级均满足向矿井供电的能力，根据经济技术比较，推荐选用方案一采用35kV供电电源方案。

2.2 供电电源线路方案比选

方案一：35kV架空输电线路。

选用35kV单回路架空输电线路（局部为电缆敷设），架空部分全线采用铁塔，架空导线选用LGJ-185/30钢芯铝绞线，地线选用GJ-35镀锌钢绞线，另选一回16芯OPGW光纤复合地线，机械特性与GJ-35匹配。

方案二：35kV电缆线路。

选用35KV电缆供电线路，电缆选用YJV22 26/35 3×300mm2钢带铠装聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆直埋敷设，埋深为冻土层下（约1.3m）。电源电缆应尽量做到最大配盘长度以减少中间接头，中间接头处可设检修井或地面电缆分支箱，便于检修及电气试验用。随电源电缆敷一回16芯导引光缆，作为大南湖一矿新建35/10kV变电站与电厂侧10/35kV升压站通信使用。光缆敷设路径与电源电缆敷设路径相同，电缆线路与光缆间敷设距离、电缆线路与地下其他管线交叉并排处安全间距需满足相关规程规范要求。

关于35kV输电线路的选择，对以上两种方案进行经济技术比较，两种35kV线路架（敷）设方式造价基本相同，考虑到大南湖一矿所处区域风沙灾害对于架空线路的影响较大，不利于架空输电线路安全可靠运行，且需要外部委托执行，增加了相应的固定费用支出。而当地气候干燥，降水量少，地下水位较低，且冻土层多为排水性好的干燥冻土层，有利于采用直埋敷设电缆的方式以节省投资及减少施工难度。因此推荐方案二采用35kV输电线路电缆直埋方式敷设。

2.3 新建35/10kV变电站方案

大南湖一矿110kV变电站空地处新建35/10kV变电站一座，将电厂侧10/35kV升压站馈出一路35kV电源作为大南湖一矿的第三路电源。变电站采用双层布置，内设35kV开关柜3面，S11-16000 37±3×2.5%/10.5kV型16000kVA变压器一台，10kV开关柜17面。

该矿原110kV变电站供电系统结构不变，10kV母线段保留一类供电负荷及其他重要负荷，将矿井三类负荷转接至新建35/10kV系统。

新建35kV/10kV变电站内10kV母线段与110kV变电站内10kV母线段间设联络开关1台，两系统10kV供电电源互为备用，当任一电源故障或检修时，均能满足矿井全部负荷用电。

3 经济效益分析

3.1 改造投资估算

综合以上供电方案可行性论证，供电系统改造主要设备及投资概算如图2所示。

图2 主要设备投资预算表

3.2 效益估算

配套电厂售电电价：按照煤电一体化企业内部电价制执行，电价0.206元/kwh，无固定容量费用。

地方电网缴费标准：按照当地大工业电价政策缴费，大工业电费＝基本电价×容量（需量）+电度电价×电量+力率调整电费，其中基本电价按最大需量收取（52.8万元/月），电度电价为0.405元/kwh，力率调整电费不计。

综上所述，因力率调整电费不计，矿井的电费支出包括基本电费和电度电费两部分。随机抽取大南湖一矿2016年度和2017年年度10个月电费支出和一类负荷用电量数据进行分析，矿井月平均电费126.38万元，月平均用电量312.05wkwh，矿井一类负荷月平均用电负荷为49.59wkWh为计算参考值。改造后，矿井除一类负荷外的其他负荷为262.46wkwh，按照地方电网用电计费标准计算每年节约电费为262.46×（0.405-0.206）×12=626.76万元，供电系统改造投资回收期约为1.6年。

4 结语

在新的经济运行模式下，以煤电联营为载体，由煤电一体化企业配套电厂为煤矿除一类负荷外的其他负荷供电经济效益明显，有利于煤电一体化企业的经济运行，有利于促进煤电一体化企业的可持续发展。