煤矿供电系统节能降耗技术分析

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摘要：对煤矿供电系统的线损类型进行了分析，简要概述了煤矿供电节能降耗的主要途径，从技术措施和管理措施两个方面提出了节能降耗的对策。对煤矿企业煤矿开采节约成本、降低能耗有一定的参考价值，能够帮助煤矿供电系统进行节能降耗，更好地提高经济效益。

关键词：煤矿；供电系统；节能降耗；技术分析

煤矿企业的数量和规模正在逐年增多，煤矿供电系统电力需求也在逐渐的增长。煤矿供电系统由于建设水平比较落后，投资资金不足等多方面的原因，煤矿供电系统的供电电压普遍比较低，并且还存在多种电压等级并存的现象，供电半径也经常出现不合理的现象，非常有必要进行节能降耗[1]。要想提高供电系统的供电质量和水平，必须根据煤矿企业现有的供电结构和电力负荷的增长情况，增强煤矿供电系统的可靠性，降低单位煤炭开采的耗电量，从而综合提高煤矿企业的经济效益。

1煤矿供电系统线损类型

煤矿供电系统的线损类型主要有两种：一种是技术线损，一种是管理线损。这两种不同的线损出现的原因不同，采取的应对措施也不同。1.1技术线损。技术线损占煤矿供电系统电力损耗的很大一部分，主要是电能在进行传输和分配调度过程中出现的损耗。技术线损出现的原因是因为线路和设备的阻抗，因此煤矿供电系统的线路和设备在运行的过程中会出现直接的电量损失。技术线损也被称为负载损耗和空载损耗，这一部分的损耗是可以进行控制的，主要的方法是选择更为先进的节能降耗的技术措施和设备，提高煤矿供电系统电能的利用率，这样就能够控制技术线损的量[2]。1.2管理线损。煤矿供电系统的管理线损指的是在对煤矿供电系统进行管理的过程中出现的一些纰漏和偏差，其中最容易出现错误的环节是电能数据剂量统计的缓解，在这一环节上由于电能计量装置出现错误，或者人为因素导致的错抄、漏抄或者统计计算等一系列的错误，会导致误差的产生，导致电能的管理损耗[3]。对于这样的管理线损，可以加大煤矿供电系统的管理力度，完善煤矿供电系统的管理措施和办法，利用这些方式来尽可能的避免和减少电能的损耗，有效的提高煤矿企业的经济效益。

2煤矿供电系统节能降耗的主要途径

2.1选择合理的工艺。煤矿供电系统要想更好的实现节能降耗，首先要在生产的重要环节选择合理的工艺，既要满足煤矿的功能要求，同时也要选择合理的设备和配置，尽量使用节能的大容量的设备，改善煤矿机械设备的使用情况，从而达到节能降耗的目的。保证较高的煤矿开采率，并且保证较高的工作效率，减少不必要的电力浪费，尽可能的做到节能降耗。2.2节水降耗。煤矿企业在生产和开采的过程中所需要的生产用水量是很庞大的，因此在节水环节采取一定的方式和措施可以很好地起到节能降耗的目的。在煤矿生产和开采的过程中对加入的清水量进行先限定，采用水的闭路循环使用方法，可以有效控制生产和开采的用水量，降低清水的补给。通过这种方式进行节水降耗，并且循环回收利用水资源。2.3节电降耗。由于煤矿企业的机械化程度高，使用的机械大多负载变动大，并且使用年度长，设备部件都存在一定程度的磨损，在使用的过程耗电量大，因此要改善煤矿厂的机械设备，让煤矿厂的机械设备运行的更加合理，保证煤电厂的低电耗量[4]。2.4降低介耗。在煤矿厂节能降耗的过程中，还有一个重要的途径就是降低介耗。煤矿厂的节制耗损成本本身就很大，并且在生产的过程中会出现重悬浮液密度控制的不稳定，容易导致悬浮效果出现[5]。要想有效降低介质损耗，需要先进行脱介，然后再进行磁选，一般情况下通过这两个环节可以有效的降低介质的损耗。

3煤矿供电系统节能降耗技术措施

3.1供电系统优化规划。煤矿供电系统节能降耗最主要的技术措施是进行供电系统的优化规划，了解煤矿供电系统具体的电负荷种类，摸清楚具体的等级、容量以及分布，根据煤矿供电系统的实际情况制定科学合理的供电系统优化规划方案[6]。煤矿供电系统包括地面和矿井高低压供电系统，针对煤矿供电系统可以采用线路优化布设、负荷优化组合、关停并转等措施，实现降低电量损耗的目的，从而大量节约用电量。例如，煤矿地面以及井下高压配电适合采用10kV的电压，在用电负荷、线路的长度、材料以及负荷功率因素都一致的情况下，选择10kV的电压比6kV的电压，供电线路的工作电流要低1.67倍，线路电能损耗要低2.78倍。因此选用10kV的电压进行供电，更加能够实现节能降耗，同时也可以提高煤矿的经济效益和生产安全。虽然这一优化整改的过程需要花费一定的费用，但是在短时间内通过节能降耗就可以收回用于供电系统优化规划的费用，后期煤矿厂如果需要扩容扩建也可以满足电量的需求，持续进行节能降耗，因此能够取得显著的经济效益。如某煤矿，共有集控室17个，高压配电室16个，低压配电室82个，500kVA以上变压器63台。总照明负荷是991.6kW，其中使用了节能灯具的部分占了63.6%。没有使用节能灯具的部分占了36.4%。低压配电室电容补偿柜的使用方面，有39个配电室没有使用电容补偿柜，其中有15个配电室具备进行技术改造的条件。变频设备的使用中有129台55kW的电动机拖动设备使用的是变频控制，可以改造成使用变频控制设备的有164台，其中有两台10kV的高压电机。通过对高低压供电系统优化、节能灯具的使用、配电室的技术改造以及变频器的安装，对地面和矿井高低压供电系统进行优化规划后，每年大概可以节约28万kWh的电量，整体优化改造仅花费了30万元，不到2年的时间，节约的电量就能够收回整体规划整改的成本。3.2节能灯具的推广使用。在煤矿供电系统节能降耗的过程中，还可以推广使用节能灯具。煤矿厂的照明等的总功率是非常大的，负荷也很大，电的损耗量是非常可观的。如果将照明的灯具全部使用节能灯进行替换，那么照明系统可以大量节约用电，并且节能灯和一般的白炽灯相比，亮度更亮，寿命更长，节约的电量也更多。煤矿厂应该重视照明系统的节能，并且制定节电的制度，要求职工遵守节点制度，养成节约用电的习惯。除此之外，还可以不断提高照明系统的智能化，采用智能化操控、声控、时控等多种控制办法更加智能的控制照明装置，让照明装置能够及时的断电，从而起到节能降耗的目的。3.3配电变压器的经济运行。在煤矿供电系统的节能降耗中，还可以采用配电变压器的经济运行来实现。选择适合的供电系统进行电压的运行，降低配电变压器的损耗。配电变压器不适合在电压过高的情况下工作，如果电压过高，那么其损耗会大幅度增高。如果过电压过高，那么配电变压器的损耗则增长的更快[7]。例如，配电变压器如果处于过电压5%的情况下工作，那么其损耗将增加15%左右；如果在过电压10%的情况下工作，配电变压器的损耗会增加到50%以上。另外，如果供电系统的电压过高，配电网变压器的空载电量就会显著增加，供电系统的务工损耗量也会随之增加，长期如此会导致变压器的设备绝缘老化程度变快，配电变压器的。综合使用寿命也会大大缩短，因此要想实现煤矿供电系统的节能降耗，需要让配电变压器在适合的电压下工作，经济运行才能够更好的节省电量。3.4合理安排供电系统经济调度运行方式。煤矿系统节能降耗的技术性措施还有合理地进行供电系统的经济调度，可以根据煤矿作业的面和该期工程建设的店里符合的大小选择双电源或者单母线分段进行没空供电电器的主接线[8]。采用经济调度的方式对供电系统进行控制，采用两台配电变压器并列工作或者单台配电变压器工作的方式，达到煤矿供电系统经济运行的目的。还可以采用单母线分段或者不分段的方式进行，也可以起到很好的经济运行的效果。煤矿供电系统的优化规划，必须要依据煤矿供电的实际情况，分析煤矿供电系统具体的电负荷的大小，可以先进行一台配电变压器的配置，尝试是否能够满足煤矿广目前的需求，然后在根据煤矿厂的扩建完成情况，在逐步增加电负荷的量，考虑是否需要再投入一台配电变压器进行使用。这样每款供电系统才能够更加可靠，操作也能够更加灵活，还可以有效避免低电负荷的时段，避免配电变压器长期空载以及长期轻载的情况。这样可以更好减少配电变压器的运行损耗，从而实现优化煤矿供电系统，达到经济节能调度的目的。3.5变频调速设备的合理选用。变频调速设备的合理选用也可以有效节能降耗，具体的变频调速的方式可以对原有的机电设备进行模式的控制和升级改造。采取这种方式可以节约大量的电能资源，还可以解决机电设备利用不足的问题，更好地实现机电设备系统运行电能转换的效率，延长机电设备的使用寿命，提高机电设备的工作性能，从而节约机电设备的维修费用，减少维修机电设备的工时和投入[9]。对于一些大功率的采煤机电设备使用变频调速控制系统进行控制，可以更好地实现技术升级改造，这样才能有效的让单机平均的节点效率增高，明显增强节点控制的效果。例如，对于泵类等煤矿井下大功率的采煤机电设备采用变频调速控制，其单机平均节点效率可以达到30%～70%左右，这样的技术升级改造方式适用于恒转矩负载系统，采用这种方式平均节电率可以达到18%～45%左右。在这一基础上，还可以采用变频调速的方式进行控制，让机电设备都能够在在软启动的状态下工作，启动时不会有较大的电流冲击，使用起来也有更强的安全性，可以延长机电设备的综合使用寿命。3.6无功功率补偿设备的合理选用无功功率补偿设备的合理选用也能够起到煤矿供电系统的节能降耗的目的，无功功率补偿装置的安装和改造，也就是无功功率补偿，在供电系统中起着至关重要的目的，可以有效提高电网的功率因素，还可以有效降低供电变压器和输送线路中的损耗，更好地提高供电的效率，改善供电的质量。因此煤矿厂安装低压配电室电容补偿柜，可更好地实现无功功率的补偿，更好地节能降耗。

4煤矿供电系统节能降耗的管理措施

4.1加强煤矿用电计量考核。煤矿供电系统出了有技术方面的节能降耗措施之外，在管理上也可以采用相应的管理措施达到节能降耗的目的。首先可以对各个部门的用电进行计量和考核，分别对煤矿地面和井下的各个生产点的用电量进行归纳和统计，制定出具体的考核方案。不同的生产部门可以根据自己的实际用电情况进行电量承包管理，如果没有特殊原因，每月在完成生产任务之后，能够节约一定的电量就可以得到一定的奖励。采用这种办法激励员工主动节能降耗，这样动态双向的考核办法，能够更好地对用电进行管理。管理部分还可以定期召开节能降耗的分析会，针对用电较多的部门可以分析其用电缓解的损耗问题，针对这些问题及时采取节能降耗的措施，最大程度实现节能降耗。4.2加强生产环节中的电能节约管理。对于煤矿厂的生产缓解的用电，要进行有效的管理，合理加入无功补偿的装置，采用无功发生器等进行自动无功补偿，并且对谐波进行合理的智力，对装备进行及时的技术升级和改造，根据煤矿供电系统的电功率的因素，安排好煤矿供电系统的系统维护工作。除此之外，还应当定期对煤矿供电系统进行检修，排查煤矿供电系统线路中的障碍和隐患，避免电力故障带来的经济损失和对煤矿生产效率的影响。对于煤矿机电设备也要定期的检修和保养，保证机电设备的润滑，避免机电设备的长期空转等问题带来的电力损耗。

5结束语

综上所述，煤矿供电系统的节能降耗要区分损耗和节能的途径，从技术层面和管理措施两个方面进行有效的节能降耗。除此之外，煤矿厂还应当加大电力系统优化规划的力度，增加资金的投入，对煤矿供电系统进行技术改造，以长远的眼光看待煤矿电力系统优化规划和改造。对于大型功率的采煤机电设备需要对其进行合理的利用，并且定期的检修和维护，却被机电设备的高效和稳定。除此之外，还应当经常进行检修和维护，确保机电设备的润滑以及工作中的良好状态，从而达到节能降耗的目的，有效的提高煤矿的经济效益和开采效率。

参考文献：

［1］李晓婕，高岳达.供电系统节能降耗的措施探讨［J］.中国高新区，2017（17）：123-123.

［2］杜王军.选煤厂供电系统节能降耗的有效途径［J］.内蒙古煤炭经济，2015（05）：58-58.

［3］李兴明.供电系统节能降耗方法与对策［C］.2013年全国冶金能源环保生产技术会，2013.

［4］赵欣欣.煤矿供电系统常用节能降耗技术措施探讨［J］.科技与企业，2012（08）：149-149.

［5］卢宏龙.选煤厂供电系统节能降耗的有效途径［J］.山西煤炭，2011，31（07）：47-48.

［6］王伯韬，王可.供电系统节能降耗的措施探讨［J］.科技风，2010（23）：235-235.

［7］杨巴图.煤矿供电系统常用节能降耗技术措施探讨［J］.电源技术应用，2014（2）：149-149.

［8］霍志超.煤矿供电系统常用节能降耗技术措施探讨［J］.科技风，2017（2）：96-96.

［9］张小英.煤矿供电及主要耗能设备的节能与降耗探讨［J］.工程技术：全文版，2016（12）：211-211.

作者:赵春凤 单位:山西兰花大宁发电有限公司