煤矿电网优化技术的研究与应用

王斌

摘 要：电网的安全经济运行离不开科学规划，好的优化方案既能简化电网结构、提高供电质量，又能节省投资费用、提高运行经济效益，因而电网优化技术研究对电网企业具有十分重要的意义。以公司中部电网为研究对象，从优化电网结构入手，对企业电网运行的现状和影响电网正常运行的因素进行了分析，运用电网优化技术对网络结构进行科学改造，提高了电网运行的稳定性、可靠性和经济性。

关键词：优化电网结构;改造;安全可靠性

一、项目研究的目的与意义

优化电网结构是企业实现安全可持续发展的重要保障。随着产业规模的不断发展，国有煤炭企业形成了自供电网。对供电网络进行科学规划是保障自供电网经济运行的基础，要在设计环节考虑改善电网的布局和结构，从源头上保障电网的经济合理性。优化电网结构是煤矿企业降低成本、增强市场竞争力的有效手段。据有关资料统计，煤炭企业用电成本占生产总成本的15-20%，加强用电管理是煤炭企业降低成本的关键环节。在竞争日趋激烈的市场中站稳脚跟，煤矿企业在进行产业结构升级的同时，必须内部挖潜，提升单位能源利用率、电网优化是企业降低生产经营成本的必由之路。

二、中部电网管理的现状与问题

中部电网以中心站为枢纽站，分别向矿区、湾子、燕沟、耿村、西风井、杨村等变电站供电。跃进2×12MW电厂处于中部供电区，作为中部电网的电源之一，在矿区站上网。中部电网的电网结构性缺陷造成供电能力不足，对主力矿井的生产造成影响;高耿线运行可靠性较低，中心变电站的负荷较低，造成跃进一电机组不能实现满发，自备电厂的经济效益无法得到有效发挥;中部电网结构运行经济性较差。综合分析中部电网中存在的问題，并对未来负荷进行了预测，决定对西风井变电站母线区进行改造。改造后，调整中心站的运行方式，其中两台63MVA主变主供中部区域供电，一台31.5MVA主变主供金裕铸金厂负荷，I心千西安全供电容量为27MVA，II心千西安全供电容量为36MVA，II心千西可实现煤矿一用一备的要求。由I、II心千西线路为主供线路，高耿作为备用供电线路，将全部负荷转移至中心站的供电方式，以满足各矿的供电需求，充分满足中部电网负荷增长的需要，且能缩短供电半径，减少电能损耗，提高可靠性，符合设计导则规定，是中部供电网络优化较为合理的方案。

三、中部优化改造关键技术

1、中部电网电磁环网相位角一致问题：通过该项目对西风井母线区进行改造，中部供电区内有可能形成与35KV环网（短时合环）的情况，根据调度规程，电网进行合环操作时，需要满足的条件是：同一系统，相位相同，电压差在20%以内，同时也应考虑设备容量限制和继电保护的要求。从220KV系统至35KV杨村母线未发生电压相位角度的变化（忽略线路及变压器阻抗的移相作用）。对各站35KV母线合环电流进行理论计算，通过近似计算的方法，取各站35KV母线最小方式下系统电抗计算，按并列运行，得到Xxt.min为最小时的最大合环电流，并校验冲击电流满足继电保护要求，满足以上合环条件。

2、供电半径分析：项目实施后，35KVI心千西线按6%电压损失限制的最大输送容量，运行方式带耿村、西风井、杨村，按平均负荷为19200KW时，I心千西长度为5.3KM， I西村长度为3.5KM. I、II耿杨长度为6KM，计算电压损失，经查表35KV LGJ-150单位负荷矩电压损失百分数 为0.0330%MW-KW，35KV LGJ-120单位负荷矩电压损失百分数 为0.0427%MW-KW，I心千西带西风井、耿村、杨村全部负荷时，至西风井站母线电压损失为：3.35%，I西村线带耿村、杨村全部负荷时，至耿村站母线电压损失为1.6%，合计为4.95%，耿杨线带杨村站全部负荷时，电压损失为1.5%，杨村以电压35KV为基准，按6%电压损失限制推算至耿村电压应为37.2KV，中心站至耿村站35KV母线电压降为△U%=4.5%，电压损失百分数按4.5%计算（cos=0.9），耿村、杨村负荷总和不超过15.4MW，可以满足要求。

3、短路电流计算分析：通过短路计算结果可以看出，改造后中部电网主供电源为110KV中心站，除中心站母线短路电流较高外，但也在合理范围之内，中部各站35KV母线侧短路电流较改造之前有所降低，均符合限值要求。

结论：在新的形势下，煤炭企业应主动适应国家政策以及市场变化的要求，充分认识到电网优化技术在煤炭企业生产管理中的重要性，从优化网络结构、调整运行方式、强化目标考核等方面，推动电力资源的合理利用，为企业实现安全发展、科学发展、绿色发展提供强大的能源支撑，更好地履行好国有大型企业应尽的历史使命和社会责任。