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矿区电网安全分析与优化 一、煤矿电网的特点 供电级数多 地面变电所、井下中央变电所、采区变电所、移动变电站 负荷集中 负荷集中在几个大型设备上，导致负荷变化对供电系统影响大 大功率设备多 大功率的设备对电网的冲击影响较大 二、煤矿电网存在的问题 设计生产能力小，经过多次扩容改造，使得电网结构复杂； 对供电系统缺乏整体性的规划，使得运行管理混乱； 保护的越级和无选择性跳闸； 功率因数的调整； 其它安全隐患 为进一步提高煤矿的供电质量、供电可靠性，有必要针对该矿高压电网特点，通过测试、仿真等手段对高压供电系统的现状进行分析研究，找出问题，提出整改方案，提高供电系统可靠性。 三、煤矿电网安全评价与分析的意义 通过对煤矿供电系统进行仿真建模，可实现从系统整体角度对煤矿供电系统供电质量及可靠性进行分析与安全评价，对接地系统现状、无功补偿现状、继电保护设置及整定、谐波水平等几个方面进行专题分析与综合评价。在分析基础上找出系统存在的问题，为进一步改造或扩容提供建议与方案。同时利用分析结果确定紧急预案，进一步提高供电系统可靠性，确保煤矿安全生产、增产增效。 四 主要工作 根据煤矿高压电网的特点和存在的问题，我们在本次课题中主要做了以下几项工作： 高压供电系统参数的收集与测试 高压供电系统网络仿真建模与分析 高压供电系统稳态分析 高压供电系统暂态分析 高压供电系统继电保护分析与评价 高压供电系统中性点接地方式及接地保护分析与评价 高压供电系统无功、谐波治理分析与评价 高压供电系统典型故障特定分析 1、高压供电系统参数的收集与测试 谐波测试 单相接地电容电流测试 系统参数的收集、整理和分析 2 高压供电系统网络仿真建模与分析 问 题 由于供电系统规模庞大、结构复杂，难以用手工计算进行细致分析； 系统设备参数繁多，不可能完全收集，影响模型真实性 解决办法 利用已知参数推导未知参数； 根据国家标准、相关规程和系统特征确定参数； 利用局部手工计算验证模型准确性、真实性。 潮流计算 对运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知各种负荷变化和网络结构的改变会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。 利用建立的电网仿真模型，采用电力系统专用仿真计算软件，可以对煤矿电网进行全系统各种运行方式下的潮流计算与分析，给出运行分析评价报告，提出整改建议。 短路计算 短路计算就是在某种故障下，求出流过短路点的故障电流、电压及其分布的计算。短路计算是进行保护整定与稳定性分析的基础。利用建立的电网仿真模型，采用电力系统专用仿真计算软件，可以对煤矿电网进行任意短路故障情况下，各种运行方式的全系统短路计算与分析、残压计算与分析，给出运行分析评价报告，提出整改建议。 3、高压供电系统稳态分析 根据现场的调研，确定所有可能的运行方式，在每种方式下进行了下列分析： 高压供电系统网损分析 高压供电系统网络优化 高压供电系统故障的分析 高压供电系统各种运行方式的比较 通过以上的计算和分析，发现了电网存在的问题和安全的隐患，指出了电网需要更新或改造的薄弱环节，为更新改造和进一步规划发展，提供了科学的参考依据。 （1）高压供电系统网损分析 考核供电系统的一个重要指标就是供电的经济性，而网损率则是供电经济性的根本体现。根据建立的电网仿真模型，可以在煤矿电网任意运行方式下，进行供电系统网络损耗计算，对供电的经济性给出评价和分析，提出整改建议。尤其是对工作面多或较乱的煤矿，其井下采区线路也比较乱，进行网损分析，提出最经济的馈线方案。 （2）高压供电系统网络优化 电网的结构直接关系到系统的稳定性和可靠性，若煤矿电网扩容或工作面变迁，就需要改变电网的网络结构。此时，必须预先分析结构的变化对电网潮流分布、网络稳定性、供电可靠性造成的影响，对可能出现的问题有充分预计。另外现有网络系统各种运行方式下，对系统稳定性、可靠性进行分析，对指导电网安全运行具有重要意义。 （3）高压供电系统故障的分析 采用电力系统专用仿真计算软件，利用建立的电网仿真模型，通过短路计算在某种故障下，求出流过短路点的故障电流、电压及其分布。依据短路计算的结果对电网各种高压设备（主要是断路器）进行安全校验。课题对煤矿电网进行任意短路故障情况下，各种运行方式的全系统短路计算与分析、残压计算与分析，给出运行分析评价报告，提出整改建议。 （4）高压供电系统各种运行方式的比较 目前全国不少煤矿或为新建或是经过不断的改造，很多拥有自备电厂。这样，煤矿高压供电系统的电源就不再仅仅是上级电网系统单独供电。煤矿自备