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摘要：矿区电网既关系着矿井的安全，又直接影响着矿区的效益。如何根据矿区电网的特点，确保矿井的用电安全和可靠运行、避免多点并网、配置合理的继电保护、抑制谐波污染是本文讨论的重点内容。
关键词：矿区；电网；安全运行
焦作煤矿是一个水大、瓦斯大、地质条件复杂的矿井。据测算，矿区每采一吨煤炭需要排出40多吨水，排水电耗占整个矿井用电量的50％左右，是构成煤炭生产的主要成本之一。
矿区先后根据矿井的地理位置建了三个煤矸石自备电厂，装机容量为25MW机组四台，60MW机组两台，其中两台25MW机组为热电联产机组，三个电厂有各自的并网线络，互不联结，且由于受历史条件的影响，造成西部电厂上网，东部矿井吸网的局面。
为了降低成本，同时也为了脱贫解困，走出低谷，经过论证通过110KV线路，将东西部电网联结起来，实现余缺互补，同时实现自发自用，减少上网量和吸网量，达到降低成本的目标。
由于矿区三个电厂有各自的不同并网点，矿区电网形成后，要达到安全经济运行，必须解决好几个问题。
一、电磁环网对电网的影响
电磁环网是指电网系统通过不同的电压系统而形成合网的过程。由于电压系统不同，就必然会造成同一个系统的电压，是由某一个高电压经过不同的变化元件和不同的降压次数而形成，如一个10KV系统，有的直接110KV降压成10KV，也有110KV先降压成35KV，再由35KV降压成10KV的，这两个10KV系统尽管在相位和电压的大小是相当的，但当这两个10KV系统相并时，就会有一定的环流出现，环流过小会影响系统中元件(变压器、线路)的出力、分配，造成某个元件的过负荷或欠负荷。
解决电磁环网影响的办法，通过实践，我们认为解决的办法有以下几点：
1.有条件的地方可以通过调整线路的参数加以解决，减少并网的环流，主要是在线路中加上适当的电感元件解决。
2.尽量坚持一点并网的原则，这也是电力系统中强调的，若需并网，且电磁环网不致于影响系统稳定运行的，并网时间要尽量短。
3.倒回路时尽量采用低电压并网，以减少电磁环网的影响，如我们的东西部并网若在35KV并网时，在矿区运行方式不改变的情况下，并网点的指标可以变化40％左右，若在6KV并网，则并网点的指标变化不足20％。极大地保证了电网的稳定运行。
二、配置合理的继电保护系统
继电保护装置是一种能反映电力系统故障和不正常状态，并及时动作于断路器跳闸或发生信号的自动化设备。电网的继电保护系统是电网稳定运行的关键，是一种能反映电力系统故障和不正常状态，并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化保护。传统的电磁式、机电式继电保护装置的主要缺点是动作选择性差，可调性差，相对可靠性较低，对于简单电网还可适用，但对于矿区稍微有点复杂的网则显的力不从心。首先表现在动作慢。电磁式继电器为了动作可靠，传统的定时限差别设为0.5s，过短则不能正确分辨事故，过长则会扩大事故。电力系统出口继电器的时限有限制，一般不超过2s。这样矿区的自网内的保护时限设置只能是1.5s、1s、0.5s速断四个动作时限。对于简单的网络，它是可以满足可靠性和选择性要求的，但对于稍复杂的网络，既不能满足选择性的要求，扩大了停电范围，增加了事故的概率。解决的办法只有使用微机综合保护，因微机综合保护的时限差可以选为0.3s，仍能满足选择性的前提下可靠动作，动作时限可以由原来的四级增加为七级。
设置合理的低周减载保护，使系统在脱网情况下能够稳定运行，低周减载是指电力系统的交流频率在低于额定周波一定时量，切断系统内不太重要或停电损失较小的用电负荷，使系统内的发电机组出力和用电负荷相匹配，从而使重要的用电负荷达到不间断目的。过去的电磁式继电保护由于机械惯性较大，对于周波的分辨率较低，分辨率一般约为0.2Hz左右，而采用的电子型低耗继电器在50Hz时的测量精度误差小于0.015Hz，这就大大提高了系统的灵敏度，使系统始终保持在稳定运行状态，保证重要负荷的用电，减少事故损失。
但也要注意有些自动化综合保护系统中，内部设有低电压滑差闭锁，主要是针对系统中发生短路时频率变化可能引起的误动，这种保护也掩盖了系统中较大机组突然停机时，也会造成电压下降较快的现象，从而不能有效切除需低周减载的负荷，使系统陷入被拖垮的危险之中。
三、电网电容电流及高次谐波的治理
随着矿区自供网的逐步形成，由于网架内35KV及6KV系统都为中性点不接地系统，若电容电流超标，系统发生接地故障时，会形成谐振，造成过电压。据资料介绍，电容谐振引起的过电压可以达到3倍以上，这种过电压遍及全系统，且持续时间较长，将会危及电网内电气设备的安全。在未形成自供网前，我们的系统都和公用网连接，而公用网会根据其系统的工作情况和结构形势安装有可靠的接地消弧线圈补偿装置。自网运行后，运行方式有了很大的改变，通过测试和计算等手段，加装消弧线圈接地装置，并实现自动跟踪补偿，以达到当系统发生接地时，迅速抑制系统过电压，同时对电容电流进行补偿，制止系统振荡。
随着矿井生产的不断延伸，所使用的生产设备容量也愈来愈大，同时变频整流设备也呈现迅速增加的趋势，主提升机、主扇风机等使用变频调速的装置也愈来愈多，这虽然提高了自动化程度，带来了明显的节电效果，但也带了谐波对电源的污染问题。我公司某矿主井使用的是交交变频提升，副井采用的直流提升，经过测试，主井的特征谐波为11、13、23、25次谐波，副井的特征谐波为5、7、11次谐波，在6KV系统侧叠加后，超标谐波次数为11、13次，必须采取就地就近治理的原则，否则同样会影响系统的安全。
矿区自用网形成以后，我们会不断的遇到一些新的问题，需要不断的开拓思路，根据网架结构进行全面规划，逐步完善系统，加强人员培训，从而保证电网的安全运行。
关键词：矿区；电网；安全运行
焦作煤矿是一个水大、瓦斯大、地质条件复杂的矿井。据测算，矿区每采一吨煤炭需要排出40多吨水，排水电耗占整个矿井用电量的50％左右，是构成煤炭生产的主要成本之一。
矿区先后根据矿井的地理位置建了三个煤矸石自备电厂，装机容量为25MW机组四台，60MW机组两台，其中两台25MW机组为热电联产机组，三个电厂有各自的并网线络，互不联结，且由于受历史条件的影响，造成西部电厂上网，东部矿井吸网的局面。
为了降低成本，同时也为了脱贫解困，走出低谷，经过论证通过110KV线路，将东西部电网联结起来，实现余缺互补，同时实现自发自用，减少上网量和吸网量，达到降低成本的目标。
由于矿区三个电厂有各自的不同并网点，矿区电网形成后，要达到安全经济运行，必须解决好几个问题。
一、电磁环网对电网的影响
电磁环网是指电网系统通过不同的电压系统而形成合网的过程。由于电压系统不同，就必然会造成同一个系统的电压，是由某一个高电压经过不同的变化元件和不同的降压次数而形成，如一个10KV系统，有的直接110KV降压成10KV，也有110KV先降压成35KV，再由35KV降压成10KV的，这两个10KV系统尽管在相位和电压的大小是相当的，但当这两个10KV系统相并时，就会有一定的环流出现，环流过小会影响系统中元件(变压器、线路)的出力、分配，造成某个元件的过负荷或欠负荷。
解决电磁环网影响的办法，通过实践，我们认为解决的办法有以下几点：
1.有条件的地方可以通过调整线路的参数加以解决，减少并网的环流，主要是在线路中加上适当的电感元件解决。
2.尽量坚持一点并网的原则，这也是电力系统中强调的，若需并网，且电磁环网不致于影响系统稳定运行的，并网时间要尽量短。
3.倒回路时尽量采用低电压并网，以减少电磁环网的影响，如我们的东西部并网若在35KV并网时，在矿区运行方式不改变的情况下，并网点的指标可以变化40％左右，若在6KV并网，则并网点的指标变化不足20％。极大地保证了电网的稳定运行。
二、配置合理的继电保护系统
继电保护装置是一种能反映电力系统故障和不正常状态，并及时动作于断路器跳闸或发生信号的自动化设备。电网的继电保护系统是电网稳定运行的关键，是一种能反映电力系统故障和不正常状态，并及时动作于断路器跳闸或发出信号的自动化保护。传统的电磁式、机电式继电保护装置的主要缺点是动作选择性差，可调性差，相对可靠性较低，对于简单电网还可适用，但对于矿区稍微有点复杂的网则显的力不从心。首先表现在动作慢。电磁式继电器为了动作可靠，传统的定时限差别设为0.5s，过短则不能正确分辨事故，过长则会扩大事故。电力系统出口继电器的时限有限制，一般不超过2s。这样矿区的自网内的保护时限设置只能是1.5s、1s、0.5s速断四个动作时限。对于简单的网络，它是可以满足可靠性和选择性要求的，但对于稍复杂的网络，既不能满足选择性的要求，扩大了停电范围，增加了事故的概率。解决的办法只有使用微机综合保护，因微机综合保护的时限差可以选为0.3s，仍能满足选择性的前提下可靠动作，动作时限可以由原来的四级增加为七级。
设置合理的低周减载保护，使系统在脱网情况下能够稳定运行，低周减载是指电力系统的交流频率在低于额定周波一定时量，切断系统内不太重要或停电损失较小的用电负荷，使系统内的发电机组出力和用电负荷相匹配，从而使重要的用电负荷达到不间断目的。过去的电磁式继电保护由于机械惯性较大，对于周波的分辨率较低，分辨率一般约为0.2Hz左右，而采用的电子型低耗继电器在50Hz时的测量精度误差小于0.015Hz，这就大大提高了系统的灵敏度，使系统始终保持在稳定运行状态，保证重要负荷的用电，减少事故损失。
但也要注意有些自动化综合保护系统中，内部设有低电压滑差闭锁，主要是针对系统中发生短路时频率变化可能引起的误动，这种保护也掩盖了系统中较大机组突然停机时，也会造成电压下降较快的现象，从而不能有效切除需低周减载的负荷，使系统陷入被拖垮的危险之中。
三、电网电容电流及高次谐波的治理
随着矿区自供网的逐步形成，由于网架内35KV及6KV系统都为中性点不接地系统，若电容电流超标，系统发生接地故障时，会形成谐振，造成过电压。据资料介绍，电容谐振引起的过电压可以达到3倍以上，这种过电压遍及全系统，且持续时间较长，将会危及电网内电气设备的安全。在未形成自供网前，我们的系统都和公用网连接，而公用网会根据其系统的工作情况和结构形势安装有可靠的接地消弧线圈补偿装置。自网运行后，运行方式有了很大的改变，通过测试和计算等手段，加装消弧线圈接地装置，并实现自动跟踪补偿，以达到当系统发生接地时，迅速抑制系统过电压，同时对电容电流进行补偿，制止系统振荡。
随着矿井生产的不断延伸，所使用的生产设备容量也愈来愈大，同时变频整流设备也呈现迅速增加的趋势，主提升机、主扇风机等使用变频调速的装置也愈来愈多，这虽然提高了自动化程度，带来了明显的节电效果，但也带了谐波对电源的污染问题。我公司某矿主井使用的是交交变频提升，副井采用的直流提升，经过测试，主井的特征谐波为11、13、23、25次谐波，副井的特征谐波为5、7、11次谐波，在6KV系统侧叠加后，超标谐波次数为11、13次，必须采取就地就近治理的原则，否则同样会影响系统的安全。
矿区自用网形成以后，我们会不断的遇到一些新的问题，需要不断的开拓思路，根据网架结构进行全面规划，逐步完善系统，加强人员培训，从而保证电网的安全运行。