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【摘要】分析了童庄矿井可研阶段提出的两套供电接入系统方案的优缺点，鉴于这两套方案均有较多不足，提出了更为科学合理的第三套方案。与前两套方案相比供电安全性和可靠性高，投资和运行更经济，供电接入系统方案更合理。
【关键词】矿井供电；接入系统
1、矿井概况
童庄矿井位于安徽省蒙城县境内，涡河以北，蒙城北面许疃镇和范集镇交界处，与濉溪县相邻，属淮北临涣矿区；矿井南部与许疃煤矿相接，东北部与任楼煤矿为邻，西北与界沟煤矿相望；矿井设计年产量为60万吨；属高瓦斯矿井。
2、可研阶段推荐矿井供电接入系统方案
可研阶段初步确定了两个供电接入系统方案，下面具体介绍。
2.1电源点简介
在介绍具体方案前，先对方案中选用的电源点进行介绍。矿井临近电网归属亳州供电公司管辖,该矿井临近的110kV和220kV电源点共有五个（含一个在建），分别为220kV变电站2座，即蒙城变(2×120MVA)和漆园变（在建中）；110kV变电站3座，即望月变(40+31.5MVA)、范集变(50MVA)和政通变(50+50MVA)，附件一;蒙城地区电源网络系统图。
推荐方案中选择了其中的四个，分别介绍如下：
（1）范集变：位于蒙城县范集镇（涡河以北），距矿井距离约8km，为110kv变电所。
（2）政通变：位于蒙城县城关镇经济开发区（蒙城县城东侧，涡河以南），距矿井距离约35km，为110kv变电所，没有35千伏电源间隔。
（3)漆园变（在建）：位于蒙城县漆园镇（涡河以北），距矿井距离约18km，为新建220kv变电所，预计2014年10月份建成并投入运行。
（4)蒙城变：位于蒙城县城关镇城区内（蒙城县城西侧，涡河以南），距矿井距离约40km，为220kv变电所，没有35千伏电源间隔。
另望月变位于蒙城县城关镇县城西侧，涡河以南，距矿井较远，约40公里，供城关镇及周边用户，负荷已满。
2.2推荐供电接入系统方案一
政通变和范集变各提供一路35千伏间隔。该方案为引自蒙城县城110kV政通变电所一路35千伏电源，线路全长约35公里；引自110kV范集变电所一路35千伏电源，线路全长约8公里。
2.2.1优点
两路电源三相相位角分别相同，矿井变电所可以分别在35千伏和10千伏侧带电合环切换。
2.2.2缺点
（1）政通变电源线路经过蒙城县城关镇经济开发区，因现场没有架空线路走廊，所以必需使用电缆出线和电缆敷设，且电缆需要在地下埋设（开发区不允许地面敷设），埋设电缆长度约4km（需3根），另外根据现场情况，电缆埋设路径只有在城市道路的中间绿化带内（已有两趟220kv架空线路），且要穿越多处道路，所有电缆埋设均需顶管施工（不允许开挖），施工、协调难度大，费用高。
（2）电缆在地下埋设（特别是在城区内），存在着检测和维护困难、故障率高、安全威胁大等问题。
（3）电源线路较长，且跨过涡河，工程造价相对较高。
（4）供电距离较长，负荷大（约9000kW），线路压降大，供电质量相对较差。
（5）线路运行、维护费用相对较高，使用不经济。
（6）目前110kV政通变电所没有35千伏电源间隔，需扩建，增加投资费用；另外，城区电力资源紧张，造成电力资源分配不合理。
2.3推荐供电接入系统方案二
蒙城变和待建漆园变各提供一路35千伏間隔。该方案为引自220kV蒙城变电所一路35千伏电源线路全长约40公里，引自待建220kV漆园变电所一路35千伏电源线路全长约18公里。该方案优缺点跟方案一基本上是一样的，主要是蒙城变电所一路35千伏电源线路存在的问题。
由于方案一与方案二均存在着各有一路从蒙城县城内供电的电源和线路，供电距离长，均超过35km以上，且均有约4km电缆需从地下埋设，造成矿井供电的安全性和可靠性相对较差，投资和运行费用相对较高，供电不合理等问题，因此该两方案均不是最理想方案。
3、优化后供电接入系统方案
根据矿井临近的电源实际状况，优化后的方案调整为：分别从110千伏范集变电所和待建220千伏漆园变电所各提供一路35千伏电源间隔，形成矿井双回路的供电接入系统方案（简称方案三）。
由于该方案两路电源存在约30度相位差，矿井供电系统不能实现带电合环倒电操作，造成矿井供电的安全、灵活、可靠存在着一定的局限性，因此，必须采取措施，消除电源相位差，矿井供电系统才具备带电合环切换能力，以保证矿井供电安全、可靠、灵活。
方案三的具体情况为：引自110kV范集变电所一路35千伏电源，线路全长约8公里；引自待建220kV漆园变电所一路35千伏电源，线路全长约18公里。
4、方案三的可行性分析
4.1矿井供电安全的相关要求
《煤矿安全规程》规定年产6万吨及以上矿井供电必须有独立的双回路供电；矿井供电系统运行方式为一用一备（热备）或分列运行（各带一半负荷）。根据煤矿安全生产的需要，矿井供电系统应具备带电合环倒电操作切换电源的能力。矿井供电系统带电合环倒电操作主要是为了矿井不停电切换电源，实现连续供电，属变压器短时并联运行，因此，矿井带电合环倒电操作必须满足电力变压器选用、运行的相关规定，符合相关带电合环条件要求。
4.2方案三消除电源相位差的具体措施
方案三消除电源相位差的具体措施有两个：分别为在矿井一路35kv电源侧增加移相变压器和改变矿井一台主变接线组别类型。
4.3方案三消除电源相位差措施的可行性分析
4.3.1在矿井一路35kv电源侧增加移相变压器的可行性分析
该措施需增加一台与矿井主变同容量的移相变压器、一台35kv高压进线开关及相关的材料和场地等，因此需增加适当的投资。由于通过移相变压器在35kv电源侧将相位差消除，所以矿井变电所在主变一次侧和二次侧均可以实现带电合环倒电操作，实现矿井供电安全、灵活、可靠。要求设备生产厂家严格按标准制造移相变压器和主变，确保其相关技术参数和技术性能相匹配；同时该措施要适当增加前期投资和后期运行损耗和维护费用。该方案完全满足电力变压器选用、运行的相关规定，符合相关带电合环条件要求，具有可行性。
4.3.2改变矿井一台主变接线组别类型的可行性分析
该措施是将矿井两台35kv主变中的一台主变接线组别由原Yd11接法改为Dd0接法，接入到矿井35kv变电所，即可实现矿井变电所二次侧电源相位角相同，消除相位差，从而实现矿井变电所二次侧具备带电合环倒电操作的能力（一次侧严禁带电合环倒电操作），实现矿井供电安全、灵活、可靠。要求设备生产厂家严格按标准制造两台接线组别不同的变压器，确保其二次侧相关技术参数相同和技术性能相匹配；为了增加带电合环倒电操作的可靠性，该方案可在变电所二次侧线路总开关和母线分段开关上安装检同期装置，其它不需要增加任何设备、材料和场地。该方案也完全满足电力变压器选用、运行的相关规定，符合相关带电合环条件要求，具有可行性。
综上所述，以上两个消除电源相位差的措施均具有可行性，采用改变矿井一台主变接线组别类型的方案在投资和运行维护方面更经济。
5、三种供电接入系统方案的安全、技术、经济比较
注：LGJ-185 5mva ：9kw/km 单位：万元
通过以上分析可知，方案三与方案一和方案二相比，方案三比方案一和方案二的供电安全性和可靠性高，投资和运行更经济，供电方案更合理，方案三优于方案一和方案二，但必须要采取消除电源相位差的措施，才能保证矿井供电安全、灵活、可靠，符合相关规定要求。
6、结束语
童庄矿井供电接入系统方案的优化设计评审已获得相关部门和专家的认可，实践证明也是可行的，达到了较好的效果，值得总结和借鉴：
1、取消电缆线路，缩短供电距离，降低线路故障率，提高了矿井供电的安全可靠性。
2、与方案一相比节约前期投资1372万元，工程造价降低45.6%。
3、与方案一相比节约后期运行空损和更换主材（电缆）费用2068万元，同比降低47.8%。
4、取消电缆线路，缩短供电距离，大大减少运行维护工作量，同时提高供电质量。
5、取消电缆线路，缩短供电距离，降低施工协调难度，大大缩短工程工期。
参考文献
[1]煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2013.
[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].2011.
[4]GB/T 13499-2002《电力变压器应用导则》
[5]GB/T 17468-2008《电力变压器选用导则》
[6]DL/T 572-2010《电力变压器运行规程》
作者简介
翁兴怀，1964年2月出生，安徽霍山人，工程师，现任童庄煤矿筹建处副主任，主要从事煤矿机电管理及技术工作。
【关键词】矿井供电；接入系统
1、矿井概况
童庄矿井位于安徽省蒙城县境内，涡河以北，蒙城北面许疃镇和范集镇交界处，与濉溪县相邻，属淮北临涣矿区；矿井南部与许疃煤矿相接，东北部与任楼煤矿为邻，西北与界沟煤矿相望；矿井设计年产量为60万吨；属高瓦斯矿井。
2、可研阶段推荐矿井供电接入系统方案
可研阶段初步确定了两个供电接入系统方案，下面具体介绍。
2.1电源点简介
在介绍具体方案前，先对方案中选用的电源点进行介绍。矿井临近电网归属亳州供电公司管辖,该矿井临近的110kV和220kV电源点共有五个（含一个在建），分别为220kV变电站2座，即蒙城变(2×120MVA)和漆园变（在建中）；110kV变电站3座，即望月变(40+31.5MVA)、范集变(50MVA)和政通变(50+50MVA)，附件一;蒙城地区电源网络系统图。
推荐方案中选择了其中的四个，分别介绍如下：
（1）范集变：位于蒙城县范集镇（涡河以北），距矿井距离约8km，为110kv变电所。
（2）政通变：位于蒙城县城关镇经济开发区（蒙城县城东侧，涡河以南），距矿井距离约35km，为110kv变电所，没有35千伏电源间隔。
（3)漆园变（在建）：位于蒙城县漆园镇（涡河以北），距矿井距离约18km，为新建220kv变电所，预计2014年10月份建成并投入运行。
（4)蒙城变：位于蒙城县城关镇城区内（蒙城县城西侧，涡河以南），距矿井距离约40km，为220kv变电所，没有35千伏电源间隔。
另望月变位于蒙城县城关镇县城西侧，涡河以南，距矿井较远，约40公里，供城关镇及周边用户，负荷已满。
2.2推荐供电接入系统方案一
政通变和范集变各提供一路35千伏间隔。该方案为引自蒙城县城110kV政通变电所一路35千伏电源，线路全长约35公里；引自110kV范集变电所一路35千伏电源，线路全长约8公里。
2.2.1优点
两路电源三相相位角分别相同，矿井变电所可以分别在35千伏和10千伏侧带电合环切换。
2.2.2缺点
（1）政通变电源线路经过蒙城县城关镇经济开发区，因现场没有架空线路走廊，所以必需使用电缆出线和电缆敷设，且电缆需要在地下埋设（开发区不允许地面敷设），埋设电缆长度约4km（需3根），另外根据现场情况，电缆埋设路径只有在城市道路的中间绿化带内（已有两趟220kv架空线路），且要穿越多处道路，所有电缆埋设均需顶管施工（不允许开挖），施工、协调难度大，费用高。
（2）电缆在地下埋设（特别是在城区内），存在着检测和维护困难、故障率高、安全威胁大等问题。
（3）电源线路较长，且跨过涡河，工程造价相对较高。
（4）供电距离较长，负荷大（约9000kW），线路压降大，供电质量相对较差。
（5）线路运行、维护费用相对较高，使用不经济。
（6）目前110kV政通变电所没有35千伏电源间隔，需扩建，增加投资费用；另外，城区电力资源紧张，造成电力资源分配不合理。
2.3推荐供电接入系统方案二
蒙城变和待建漆园变各提供一路35千伏間隔。该方案为引自220kV蒙城变电所一路35千伏电源线路全长约40公里，引自待建220kV漆园变电所一路35千伏电源线路全长约18公里。该方案优缺点跟方案一基本上是一样的，主要是蒙城变电所一路35千伏电源线路存在的问题。
由于方案一与方案二均存在着各有一路从蒙城县城内供电的电源和线路，供电距离长，均超过35km以上，且均有约4km电缆需从地下埋设，造成矿井供电的安全性和可靠性相对较差，投资和运行费用相对较高，供电不合理等问题，因此该两方案均不是最理想方案。
3、优化后供电接入系统方案
根据矿井临近的电源实际状况，优化后的方案调整为：分别从110千伏范集变电所和待建220千伏漆园变电所各提供一路35千伏电源间隔，形成矿井双回路的供电接入系统方案（简称方案三）。
由于该方案两路电源存在约30度相位差，矿井供电系统不能实现带电合环倒电操作，造成矿井供电的安全、灵活、可靠存在着一定的局限性，因此，必须采取措施，消除电源相位差，矿井供电系统才具备带电合环切换能力，以保证矿井供电安全、可靠、灵活。
方案三的具体情况为：引自110kV范集变电所一路35千伏电源，线路全长约8公里；引自待建220kV漆园变电所一路35千伏电源，线路全长约18公里。
4、方案三的可行性分析
4.1矿井供电安全的相关要求
《煤矿安全规程》规定年产6万吨及以上矿井供电必须有独立的双回路供电；矿井供电系统运行方式为一用一备（热备）或分列运行（各带一半负荷）。根据煤矿安全生产的需要，矿井供电系统应具备带电合环倒电操作切换电源的能力。矿井供电系统带电合环倒电操作主要是为了矿井不停电切换电源，实现连续供电，属变压器短时并联运行，因此，矿井带电合环倒电操作必须满足电力变压器选用、运行的相关规定，符合相关带电合环条件要求。
4.2方案三消除电源相位差的具体措施
方案三消除电源相位差的具体措施有两个：分别为在矿井一路35kv电源侧增加移相变压器和改变矿井一台主变接线组别类型。
4.3方案三消除电源相位差措施的可行性分析
4.3.1在矿井一路35kv电源侧增加移相变压器的可行性分析
该措施需增加一台与矿井主变同容量的移相变压器、一台35kv高压进线开关及相关的材料和场地等，因此需增加适当的投资。由于通过移相变压器在35kv电源侧将相位差消除，所以矿井变电所在主变一次侧和二次侧均可以实现带电合环倒电操作，实现矿井供电安全、灵活、可靠。要求设备生产厂家严格按标准制造移相变压器和主变，确保其相关技术参数和技术性能相匹配；同时该措施要适当增加前期投资和后期运行损耗和维护费用。该方案完全满足电力变压器选用、运行的相关规定，符合相关带电合环条件要求，具有可行性。
4.3.2改变矿井一台主变接线组别类型的可行性分析
该措施是将矿井两台35kv主变中的一台主变接线组别由原Yd11接法改为Dd0接法，接入到矿井35kv变电所，即可实现矿井变电所二次侧电源相位角相同，消除相位差，从而实现矿井变电所二次侧具备带电合环倒电操作的能力（一次侧严禁带电合环倒电操作），实现矿井供电安全、灵活、可靠。要求设备生产厂家严格按标准制造两台接线组别不同的变压器，确保其二次侧相关技术参数相同和技术性能相匹配；为了增加带电合环倒电操作的可靠性，该方案可在变电所二次侧线路总开关和母线分段开关上安装检同期装置，其它不需要增加任何设备、材料和场地。该方案也完全满足电力变压器选用、运行的相关规定，符合相关带电合环条件要求，具有可行性。
综上所述，以上两个消除电源相位差的措施均具有可行性，采用改变矿井一台主变接线组别类型的方案在投资和运行维护方面更经济。
5、三种供电接入系统方案的安全、技术、经济比较
注：LGJ-185 5mva ：9kw/km 单位：万元
通过以上分析可知，方案三与方案一和方案二相比，方案三比方案一和方案二的供电安全性和可靠性高，投资和运行更经济，供电方案更合理，方案三优于方案一和方案二，但必须要采取消除电源相位差的措施，才能保证矿井供电安全、灵活、可靠，符合相关规定要求。
6、结束语
童庄矿井供电接入系统方案的优化设计评审已获得相关部门和专家的认可，实践证明也是可行的，达到了较好的效果，值得总结和借鉴：
1、取消电缆线路，缩短供电距离，降低线路故障率，提高了矿井供电的安全可靠性。
2、与方案一相比节约前期投资1372万元，工程造价降低45.6%。
3、与方案一相比节约后期运行空损和更换主材（电缆）费用2068万元，同比降低47.8%。
4、取消电缆线路，缩短供电距离，大大减少运行维护工作量，同时提高供电质量。
5、取消电缆线路，缩短供电距离，降低施工协调难度，大大缩短工程工期。
参考文献
[1]煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2013.
[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].2011.
[4]GB/T 13499-2002《电力变压器应用导则》
[5]GB/T 17468-2008《电力变压器选用导则》
[6]DL/T 572-2010《电力变压器运行规程》
作者简介
翁兴怀，1964年2月出生，安徽霍山人，工程师，现任童庄煤矿筹建处副主任，主要从事煤矿机电管理及技术工作。