供电技术范文

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中图分类号：C35文献标识码： A

一、前言

当今矿井供电系统与供电技术方式中存在很大的问题，因此在供电系统的设计的规范显得尤其重要，设计的合理性，直接关系到矿井供电系统与供电技术的顺利进行。所以，对电系统要求清晰明了，有助于确保矿井供电系统与供电技术的工作质量。

二、地面配电系统

本矿井35kV变电所除主变外，其余设备均为全户内布置形式，其中35kV配电设备及控制设备设在二层，35kV侧设置了KYN61-40.5型金属铠装移开式高压开关柜9台和1台开关柜的备用位置；10kV侧设置了KYN28A型金属铠装抽出式高压开关柜26台、2台TXK-M-10kV-80A型消弧消谐选线及过电压保护和6台开关柜的备用位置，电容器室设置了2套MSVC型静止型动态无功补偿及滤波装置，35kV、10kV及0.4kV侧均采用单母线分段接线，其中除10kV侧采用双列布置外，35kV及0.4kV侧采用单列布置；变电所设KR-2000系列分散式微机综合保护装置，采用信号集中，就地保护控制的方式。2台SZ11-12500/1012500kVA，35±2×2.5%/10.5kV主变压器设置于一层；两间配电变压器室内各设一台SGB10-400/10400kVA10/0.4kV配电变压器；低压配电室内设5台GCS型低压配电柜。根据本次扩建后的负荷计算，本设计将该变电所两台主变更换为SZ11-16000/1016000kVA，35±2×2.5%/10.5kV，并调整35kV侧进出线柜及10kV进线柜内的相应元器件，其余维持不变。

变电所为本矿供电的10kV侧配出回路共22回，其中4回电缆线路至井下中央变电所、2回电缆线路为设在变电所内的地面配电变压器供电、2回电缆线路为电容补偿回路、2回电缆线路至空压机站10kV变电所、2回电缆线路至风机工业场地10kV变电所、2回电缆线路至副井提升机10kV配电室、2回电缆线路至主斜井带式输送机房、2回电缆线路至生产系统10kV变配电室、2回电缆线路至生活区10kV变配电室、1回电缆线路至机修间实验变压器，1回备用，所内预留多台开关柜备用位置。

变电所380V侧配出线共有33回，其中4回电缆线路至矿灯房联合建筑、2回电缆线路至救护队办公楼、1回电缆线路至坑木加工房、2回电缆线路至副井空气加热室、1回电缆线路至联合泵房、1回电缆线路至矿井水处理间、2回电缆线路至电机车库、1回为厂区内各车间照明配电、2回为所用电、1回为工业场地路灯照明，其余备用。

三、正确的配备保护设备

保护装置应根据煤矿电力系统的接线和运行的特点选择配准，对于煤矿高压6KV供电系统一般装设单相接地高压漏电保护装置和相间短路保护装置就可以，对于井下低压供电系统，也必须按规定和系统的需要装设保护设备。

地面变电所高压开关保护设备应具备：过电流保护、电流速断保护、有选择型的检漏保护。在这里，我推荐大家使用勃继生产 的BJ100系列微机保护装置，该保护装置不仅可以满足上述所有功能，其测量精度更是达到了国标0.2级。而且价格也不贵，是煤矿供电系统地面变电站的最 佳选择。

2、对于变压器部分

以前在320KVA以下的变压器，一次侧基本都是采用的熔断器作为短路保护、二次侧装设自动开关为短路保护。在这里，我建 义大家还是用微机保护装置好一点，现在微机保护技术已经发展成熟了，大家可以选用BJ104变压器高压测保护测控装置、可选用BJ212变压器差动保护作 为主保护，为了更好的满足煤矿供电系统的需要，也可选用BJ222和BJ232分别作为变压器高、低压侧的后备保护。对于电力电容器，必须装设电流速断保 护。

3、对于井下变电站

井下一般采用的都是BGP系列或者PBG系列的矿用隔爆型高压开关柜，他需要装设井下电力系统专用的电流保护和失压保护及 防越级跳闸保护、高压选漏保护，在这里，我建义大家使用BJ400矿用防爆型微机保护装置，这是一款专业用于矿井下的保护装置，并可BJ-MASCAD矿 用电力监视控制系统组成完善的井下配电网络。

四、矿井供电系统与供电技术要求

1、无功补偿及谐波治理

已建矿井35kV变电所内10kV侧设有2套MSVC-10-3600kvar型高压电网动态无功补偿装置，经核算2套无功补偿装置可保证在矿井达产5Mt/a初期变电所35kV侧的功率因数在0.93以上，矿井生产7年后，再分别在该变电所10kV不同母线段各新增一套容量为2400kvar的无功补偿装置，使变电所内10kV侧不同母线段每段无功补偿容量增至6000kvar，形成MSVC-10-3600+FC--10-2400两套配合使用，从而保证矿井后期负荷增加后变电所35kV侧的功率因数维持在0.95以上。

MSVC是通过电抗器和母线相连，而各个电容是各自和一空心电抗器串联后挂在母线上的，电容器组和其串联的空心电抗器构成滤波支路，对系统中的5、7、11次等主要谐波进行滤波，这样当电容投入时，既可以提供容性无功补偿，又可以对系统谐波进行滤波，从而保证矿井35kV变电所谐波分量在允许范围内。

2、所用电及操作电源

已建矿井35kV变电所的所用电取自所内控制室内的1台所用电屏，该屏2回电源分别引自35kV侧Ⅰ段母线上所用变压器和0.4kV开关柜内的一回所用电回路，35kV侧Ⅰ段母线上的所用变压器容量50kVA。

已建矿井35kV变电所采用直流操作，所内装设了一套220V、100Ah的铅酸免维护蓄电池直流装置（整套装置由2面屏组成）。该装置采用单母线分段接线方式，设一套电压监察装置、一套绝缘监察装置，主要为所内设备的控制、保护、自动装置、合、跳闸回路、通信及事故照明等提供直流电源。

3、防雷和接地

已建矿井35kV变电所内设置了3基30m高的避雷针；其35kV及10kV侧配电设备采用的是过电压保护器；在35kV架空线路的变电所进出线两端各架约1.5km避雷线，以防雷电波侵入引起的过电压，现有防雷措施满足规程规范要求。

已建矿井35kV变电所内接地采用环形接地网，要求接地电阻小于1Ω。此外还在控制室控制屏下设二次接地汇流排（35m铜棒），并与主接地网一点连接。

4、保护装置

已建矿井35kV变电所二次系统采用目前成熟的变电所综合自动化系统，采用集中组屏与分散安装结合的构成方式。所用电源分别引自变电所35kV侧所用电柜和0.4KV侧所用电配出回路。变电所主要设备所需的各种保护功能，保护配置方便，保护动作迅速、准确；除主变外将微机保护监控装置直接装在高压配电柜内，把监控、保护分散到就地完成，简化了二次接线，提高了系统的可靠性，尽可能的避免了因二次连接电缆接触不良而引发的故障。变电所的系统通信以光纤通信为主要通讯方式，市话作为备用方式。

五、结束语

随着矿井供电系统与供电技术方式及供电系统设计管理体制的不断完善，矿井供电系统与供电技术的管理将会得到更多管理者的重视，在供电系统逐渐完善的背景下，矿井供电系统与供电技术方式及供电系统设计工作将会发挥着越来越重要的作用。

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Abstract: mine from power system for the substation, the electricity, accept the voltage and distribution of electricity transformation duty, and it is the hub of the mine power supply system. The correct choice of substation and line the position of the substation and way of the power supply system, reasonable planning and improve the power supply firm sex, economy and the quality of power supply are all very important. The author combined with their experience, mine safety of power supply for technology research, with a certain reference.

Keywords: mine; Security power supply; Ground protection

中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：

0 引言

科学、合理的供电系统接线方式可保证供电系统的可靠、经济运行，然而部分煤矿井下供电接线方式不合理，给安全生产带来隐患，主要为:大部分重负荷集中在线路末端，采用多级供电形式;供电电缆短，短路电流大;大型设备驱动频繁，驱动电流大，时间长，电压质量差;保护动作级差小，过流保护电流和时间级差无法配合，越级跳闸时，停电范围增大，影响保安负荷工作等。牢靠、平安、经济的供电，对提高矿山经济效益及保证安全生产等方面都有十分重要的意义。因此，矿山企业对供电提出以下基本要求：

一是供电牢靠：供电牢靠就是要求供电连续。在矿山企业中，各种电力负荷对供电牢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能够性的要求，把电力负荷分为一类负荷、二类负荷、三类负荷三类。 二是供电质量：用电设备在额定参数下运转时效率最好。因此，要向用户供应质量合格的电能。

二是供电经济：供电的经济性主要包括尽量降低企业变电所与电网的基本投资、尽能够降低设备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。

一、矿井变电所高压安全用电技术

电力系统是指由发电厂发电机、电网的各种输电线路和升降压变电所，以及电力用户组成的一个整体部分。为了经济合理地应用国度资源，发电厂普通建在煤炭或水力资源丰厚的地区。这样往往距离用电负荷中心较远，所以必需大容量、远距离地输电。但是，由于发电机的输入电压较低，而大容量、远距离输电，必需采用高电压。矿企业用电设备的使用电压较低，为了将电力系统的高压电能降低为用户所需求的高压电能，需设置降压变电所，将电压降低后再输送至用电设备。主结线与供电的牢靠性、操作运转的灵敏性、平安性和经济性有着紧密的关系。

1、线路变压器组结线依据变压器一次侧使用的开关不同，线路变压器组结线可有三种方式：当供电线路不长，线路电源侧维护装置能维护变压器内部和高压侧的短路故障时，可采用隔分开关作为进线开关，这时隔分开关应能切断变压器的空载电流;当系统短路容量较小，熔断器能切断短路缺点时，则可采用跌落式熔断器作为进线开关；若熔断器的断流安全系数不够，应采用断路器作为进线开关。变压器高压侧通常采用断路器与母线衔接。这种结线结构电气设备少、投资省，供电牢靠性差。适用于只要三类负荷的中小企业变电所。

2、单母线结线这种结线复杂，是一条回路直接供电，所用设备少，投资少。但供电牢靠性差，一旦母线和电源进线出现故障或需求检修时，用户全部停电。因此，它只适用于容量小、对供电牢靠性要求不高的变电所。

3、单母线分段结线电源进线至少有两路，各路电源互不影响，并分接于不同的母线段上。各段母线之间用联络开关衔接。关于变电所的重要负荷，其配出线分接在两段母线上，构成平行双回路或环形供电方式，以防因母线故障影响供电。对只要一回路电源线路的其他负荷，分散接在两段母线上，并尽量使两段母线负荷分配平均。这种结线能保证重要负荷的供电牢靠性，但当母线出现故障或检修时，将会形成一半单回路用户停电。适用于出线回路不太多、母线故障较少的变电所，大中型工矿企业变电所多采用这种结线方式。

二、煤矿电气接地保护研究

电气接地本身是一个大概念，按其作用分为电气功能性接地和电气保护性接地两大类。电气功能性接地是保证系统能够成立、设备能够正常运行所必须的，例如变压器中性点接地、电子设备专用工作接地等。电气保护性接地是保证系统和设备运行安全及保证相关人员与财产安全，如防雷接地、用电设备正常不带电金属部分接地、架空线N线重复接地等。在保护性接地概念中，用电设备可以分为接零和接地两种保护性接地形式。有些现场施工人员对于接地（接零）和辅助等电位联结的概念容易混淆，其实两者并不是一个概念。

保护接地（接零）的范围是：①变压器、电动机及电器；②电力设备的传动装置；③室内、室外配电装置的金属构架、钢筋混凝土构架的钢筋及靠近带电部分的金属围栏等；④配电装置与控制装置的框架；⑤电缆的金属外皮及电缆接线盒、终端盒；⑥电力线路的金属保护管、各种金属接线盒（如开关、插座等金属接线盒）、敷线的钢索及起重运输设备的轨道；⑦在非沥青地面场所的小接地短路电流系统架空电力线路的金属杆塔；⑧安装在电力线路杆塔上的开关、电容器等电力设备及其支架等。

以上这些都是与电气装置有关的。辅助等电位联结范围包含固定式设备的所有够同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分及PE线。它包括结构内金属物、金属水管和风道等非电气装置。保护接地（接零）是必须要做的，而辅助等电位联结则不一定必须要做，如设备故障接触电压经计算能在安全限值以下是可以不做的。保护接地（接零）不允许串联连接，而辅助等电位联结则允许形成环形网路。

三、井上、井下日常供电的安全管理

1、树立健全各项系统

①机电系统机构健全，管理和技术人员队伍装备充足，特殊工种及各种岗位操作人员都经培训考试合格，持证上岗。

②树立健全各种规章制度、操作规程及岗位责任制，并严格考核执行。制定《供用电管理制度》和《机电及各管理制度》。严格执行停送电任务票制度，不得带电作用、带电搬迁电气设备。

2、增强日常供用电维护监管任务

①加大机电监管力度，消灭井下电器失爆，定期检修和检测供电线路设备。②井下局部通风机全部完成“三专二闭锁”“双风机”“双电源”自动切换。③设备的各种维护完全牢靠，满足《煤矿平安规程》的规则并活期实验。④运用先进的机电设备，淘汰落后设备。⑤装设灵敏牢靠的过流、漏电、接地“三大”维护装备，并定期测试、实验。⑥供电设备按《规程》要求装设牢靠的防雷电装备，并定期检测。⑦一切闭锁装置灵敏牢靠，防止私自送电，煤电钻、井下照明、信号装置完成综合维护，保证供电系统及设备运转平安牢靠。

四、结束语

随着我国科学技术的继续前进及发展，变电所一次设备的发展趋势是体积越来越小， 功能越来越强; 二次保护装置也经历了由原来的继电器型式到晶体管保护型式，直到现在的微机综合保护的发展整个过程。现在煤矿35 kV 变电所已经开始由有人值班向无人值班过渡。所有这些都将使得矿井35 kV 变电所的建筑面积及占地面积大大减少， 运行安全可靠性及自动化程度越来越高，这使得矿井35 kV 变电所可以更好地为矿区安全生产服务。

参考文献：

[1] 李宗强，煤矿供电系统的谐波及抑止对策，煤矿现代化，2008（2）.

[2]仇如庆、王庆华、王日全、王广文，兴隆庄煤矿煤矿井下电网监控系统，煤矿现代化，2007（5）.

[3]刘成刚，基于GPS系统的供电线路巡检管理系统，煤矿现代化，2007（4）.

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关键词：供电企业；窃电；防窃电技术

Key words: supply enterprises；electricity stealing；anti-electric power thefttechnology

中图分类号：TM05 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）33-0304-01

1供电企业窃电基本类型

1.1 移相法窃电窃电者采用各种手法故意改变电能表的正常接线，或接入与电能表线圈无电联系的电压、电流，还有的利用电感或电容特定接法，从而改变电能表线圈中电压、电流间的正常相位关系，致使电能表慢转甚至倒转，这种窃电手法就叫做移相法窃电。

1.2 扩差法窃电窃电者私拆电能表，通过采用各种手法改变电能表内部的结构性能，致使电能表本身的误差扩大，以及利用电流或机械力损坏电能表，改变电能表的安装条件，使电能表少计等，这种窃电手法就叫做扩差法窃电。

1.3 无表法窃电未经报装入户就私安闲供电部门的线路上接线用电，或有表用户私自甩表用电，叫做无表法窃电。

1.4 欠压法窃电窃电者采用各种手法，故意改变电能表计量电压回路的正常接线，或故意造成计量电压回路故障，致使电能表的电压线圈失压或所受电压减少，从而导致电量少计，这种窃电方法就叫欠压法窃电。

1.5 欠流法窃电窃电者采用各种手法，故意改变计量电流回路的正常接线，或故意造成计量电流回路故障，致使电能表的电流线圈无电流通过或只通过部分电流，从而导致电量少计，这种窃电方法就叫做欠流法窃电。

2供电企业常见的窃电方式

2.1 调接零火线窃电这种窃电方法是事先将电能表进线端的火、零线调接，根据电能表的内部电路结构，接零线端的输入跟输出是用联片短接的。

2.2 断零窃电这种窃电方法事先必须将电能表进线端的零线断开并将其隐蔽。跟调接法窃电相似，都需要另接或自设地线，并在室内安装倒闸开关。

2.3 更换计数器齿轮其具体做法是用小容量电能表的计度器更换大容量电能表的计度器，被更换后的电能表计出的电量比实际用电量成倍减少。

2.4 改变电流的窃电①把TA的P1端与P2端短接，使大部分电流不经过TA的一次绕组，从而绕过电能计量装置窃电；②断开TA二次侧、短接TA二次侧或使TA分流，使电流幅值从大变小或为零；③改变TA变比，将大电流比的TA名牌换成小电流比的TA名牌；④TA变比过大，利用TA的误差特性窃电；⑤将TA二次极性接反，使电能表反转窃电，或在电能表电流线圈中通入反向电流窃电。

2.5 改变电压的窃电①失压窃电，将TV的保险断开或在TV二次回路装一个开关，随时断开电压进行窃电；②欠压窃电，虚接电压线。③将TV二次相序接反，使电能表反转。

3供电企业计量回路窃电的主要方法

①分流：主要就在CT二次并联一个分流引线，部分电流从计量回路流过，另一部分电流通过接线流过流，使得计量回路少计量的目的。②相序错接线：改变正常的相序接线方式，使得某一相或全部有功功率为负值，从而达到计量或少计量的目的。③极性错接线：改变电流互感器的进出线极性，即改变K1K2的引线，使其电压与电流角度反相180度产生反向功率。④失压窃电：即计量回路的某相或全部相，电压引线等拆除，使计量表只有电流无电压。无法计量用电量。⑤欠压窃电：正常用电计量时，计量表的表尾电压应与实际系统电压相等或计量回路电压相等，其计算的有功电量等于实际用电量。⑥CT短接：在用电过程中，将CT短接，使得计量回路电流经短接线流出计量表无电流流过，达到表计不计量。⑦CT开路：在低压用户中，将电流回路引线拆除，也就是将CT开路，计量回路中无电流，也同样使得表计不计量。⑧其他方法：改变表计变速比，卡死表盘等机械不收你有功电度表。

4供电企业防窃电建议

①防止电能表相线加接一导线至用电负荷或插座这部分电流不通过电流线圈。②防止用机械方法阻止电能表转盘转动或者外加磁钢改变阻尼情况。③防止私自折封电能表壳，倒拨计度器，或者把电能表调慢，再加上伪造封印。④防止电流互感器二次k1k2短接，电能表极慢或者不转。

5供电企业防窃电技术措施

5.1 更换原有的机电式电能表使用新一代全电子式多功能电能表。因全电子式多功能电能表具有不能倒装、不可更改常数、失压、失流记录及电流不平衡记录、逆相序记录、设表等事件记录防窃电功能。

5.2 对用电量大而且有窃电嫌疑的用户还应在表箱中加装“电能计量装置异常运行测录仪”，这种测录仪可以利用移动通信网络直接报警计量回路的各种故障，又能随时和定时采集用户用电负荷情况，对用户的用电情况进行实时监测和科学治理。

5.3 对原有的编程器加装设置密码程序安装了设置密码程序的编程器，可以很方便和快捷地为电能表加装密码保护，假如不输入正确地密码，任何编程器将无法对电能表进行操作，这是解决通过编程器窃电最为简单和有效的办法。

5.4 对居民用户采用集中装表箱或全封闭表箱，即线进管、管进箱、箱加锁和封印的办法，使人、表分离，让用户无法接触到电能表和二次线。

5.5 对高压用户电能计量装置的改造方案：采取加装干式组合互感器，并在组合互感器一次侧用热缩套进行封闭，以防止在一次接线端子人为短路窃电，二次回路使用铠装导线，电能表、联合接线盒安装在设有密码和防撬锁的全封闭式表箱内等方法，使整个电能计量装置处在一个全封闭状态。

5.6 对低供低计带TA的用户改造时将电能计量装置用计量箱或柜进行一次全封闭防止窃电。

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（1）所谓可靠性，是指元件、设备和系统在预定的时间内、规定的条件下完成规定功能的概率。

（2）所谓电力系统可靠性，是指把可靠性工程的一般原理和方法与电力系统中的工程问题相结合所形成的一种应用科学。

（3）电力系统可靠性划分为发电系统可靠性、输变电系统可靠性和配电系统可靠性三大部分。其中配电系统可靠性问题是我们电力企业可靠性管理的关键所在，所以，这是我们分析的重点。

2供电可靠性管理存在问题分析

由于电网规划、资金、技术水平等方面原因，使得电网结构、新技术应用、主设备改造等一定程度上不到位，存在远距离供电，导线截面小，设备老化等影响可靠供电因素，同时，管理人员，技术人员素质存在差异，不能适应高水平的供电可靠性管理需要，经过多年来对供电可靠性管理，本人认为电力企业供电可靠性管理主要存在以下几方面问题。

2.1供电可靠性管理组织结构不合理

随着电力企业不断发展，供电可靠性管理工作各种弊端逐渐显现出来，各职能部门更专注于职责范围内的工作，可靠性管理工作得不到优先考虑。

2.2对供电可靠性管理缺乏系统认识

（1）部分人员缺乏对供电可靠性管理系统认识，存在管理漏洞，导致不能按照预期完成指标任务。

（2）供电可靠性指标完成情况是供电可靠性管理水平高低的反应，将指标分解后，为完成指标采取哪些技术措施、管理措施等多数兼职人员并不了解。

（3）供电可靠性管理渗透电力企业日常工作的方方面面，而相关部门都有自己的主营业务，可靠性管理属于兼职，不能引起足够的重视，工作达不到预期目标。

2.3设备及技术存在的问题

（1）线路供电半径大，设备老化严重等，存在运行安全隐患。根据运行数据统计，10kV配网故障率占整个电网故障率的70%，在10kV配网中10kV农村电网的故障率又是最高的，是影响供电可靠性主要因素。

（2）配电变压器高压控制部分绝大多数是跌落式熔断器，由于其结构简单、价格便宜等优点，目前在配电网中大量使用。据不完全统计，配电变压器故障的70%是发生在跌落式熔断器上。

（3）架空线路故障约25%为线路通道内树木影响，线树矛盾，仍是影响电力设备安全稳定运行的主要问题。

（4）用户配电变压器的维护检修不当，一些选矿厂、水泥厂等企业，环境污染严重，容易发生污闪事故；一些用电户为季节性生产，如砖窑、糕点厂等，配电变压器时停时用，开工生产前未对配电变压器等电气设备进行全面的清扫检修，易发生事故；一些用电负荷较大，转包频繁、季节性用电较强的企业，如石子厂等，电气设备运行环境恶劣，引起线路跳闸次数较多。

（5）电力设备在线智能监控手段不完善，不能及时有效发现消除设备隐患，存在潜在威胁。

（6）运维人员业务技术不高，对供电可靠性提高存在间接影响。

（7）部分设备抵御自然灾害能力较弱，如遇雷电、暴雨雪等恶劣天气，极易出现设备事故，影响电网设备安全可靠运行。

（8）配电网络的自动化水平较低，当前10kV配电线路手拉手和线路分段，一般只在城区试点建设，农村基本没有，配网整体智能化运行水平较低。

3提高供电可靠性管理技术措施

（1）加强供电可靠性理论计算：供电可靠性理论计算式供电可靠性管理工作的重要组成部分，可以作为可靠性理论管理指导依据。通过理论计算可以对施工运维工作时间提出合理要求，提前谋划，减少用户停电时间，还可以对月度停电计划进行预控，确保指标控制在合理范围内。

（2）加强计划停电刚性管理，优化停电次数和停电时间，避免临时检修维护停电，提高供电可靠性。

（3）做好架空线路通道治理，加强安全用电细想教育：加大力度解决线路通道内树木，开展电力安全宣传，向广大居民及用电客户宣传安全用电知识，说明线路通道树木与架空线路之间的厉害关系，使人们明白安全用电的重要性，做到人人懂电力安全知识，支持电力工作。

（4）强化供电设备选型管理：通过开展设备评价工作，梳理出运行可靠、稳定的供电设备，重点做好设备类型、技术参数把关，确保合格、高质量的供电设备进入电力网。

（5）加快电网改造，优化电网结构：加快电网改造力度，超前规划，满足日益增长的供电需求，电网建设方面重点应放在10千伏配网，配网线路重点做好自动化功能建设。