落后金屬露天礦供電網(wǎng)絡(luò)節(jié)能的必要性

【摘要】國(guó)內(nèi)建有相當(dāng)數(shù)量的金屬露天礦，其中很多都建設(shè)于建國(guó)初期，年代久遠(yuǎn)，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念落后，能耗高，非常不利用節(jié)能，也給礦山單位增加了運(yùn)營(yíng)成本，因此本文就某金屬露天礦供電網(wǎng)絡(luò)節(jié)能優(yōu)化的必要性進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】露天礦;供配電系統(tǒng)

我國(guó)金屬礦產(chǎn)的分布比較廣泛，種類繁多，儲(chǔ)量豐富，多種金屬礦的儲(chǔ)量居世界首位。露天開采是把覆蓋在礦體上部及其周圍的浮土和圍巖剝?nèi)?，把廢石運(yùn)到排土場(chǎng)，從敞露的礦體上直接采掘礦石，與地下開采相比，露天開采資源利用充分、貧化率低，適于用大型機(jī)械開采，建礦快，產(chǎn)量大，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，成本低，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)安全。國(guó)內(nèi)建有相當(dāng)數(shù)量的金屬露天礦，其中很多都建設(shè)于建國(guó)初期，年代久遠(yuǎn)，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念落后，能耗高，非常不利用節(jié)能，也給礦山單位增加了運(yùn)營(yíng)成本，因此本文就某金屬露天礦供電網(wǎng)絡(luò)節(jié)能優(yōu)化的必要性進(jìn)行論述。

1、露天礦供電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

金屬露天礦因其開采工藝特點(diǎn)，用電設(shè)備較少，功率大，設(shè)備用電電壓高。其供配電系統(tǒng)較常見的有兩種情況，一種是自周邊區(qū)域變電站引6kV或10kV中壓電源經(jīng)配電站直接向設(shè)備供電;一種是自周邊區(qū)域變電站引35kV高壓電源經(jīng)變電站降壓為6kV或10kV中壓向設(shè)備供電。

本文舉例的露天礦建設(shè)于建國(guó)初期，因歷史原因其設(shè)備用電電壓采用6kV這一電壓等級(jí)，采用2回6kV架空線分別向坑內(nèi)設(shè)備供電，供電電源均采用6kV直接引自周邊區(qū)域變電站。實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況中，該露天礦還存在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備啟動(dòng)困難，運(yùn)行不穩(wěn)定等問題。

每回6kV架空線所帶負(fù)荷見下表：

2、采場(chǎng)現(xiàn)狀線路電壓損失及電能損耗計(jì)算

1.1 計(jì)算參數(shù)

根據(jù)露天礦現(xiàn)狀及參考《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第四版）得各線路相關(guān)參數(shù)見下表：

1.2 單回電壓損失計(jì)算

1、電能損耗計(jì)算

2、采場(chǎng)現(xiàn)狀分析

由上述計(jì)算可見，本采場(chǎng)單回線路電壓損失高達(dá)9.566%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5%的電壓損失限值，而電能損耗也高達(dá)139.76×104kW·h，按照0.55元/kW·h的工業(yè)電費(fèi)估算，電費(fèi)也高達(dá)76.9萬(wàn)元，極大的提高了采場(chǎng)的運(yùn)行成本。產(chǎn)生上述問題的原因如下：

2.1 功率因數(shù)低，因該采場(chǎng)采用6kV電壓供電，中間未經(jīng)過(guò)任何無(wú)功補(bǔ)償，其功率因數(shù)為電機(jī)的自然功率因數(shù)約0.8，功率因數(shù)低不僅增加了線路的損耗及電壓損失，也降低了線路的供電能力。

2.2 供電電壓等級(jí)低，采用6kV電壓供電。

2.3 供配電系統(tǒng)不合理，該采場(chǎng)所有用電設(shè)備均T接于6kV線路，為滿足所有設(shè)備的接電需求，因此供電線路過(guò)長(zhǎng)。

3、采場(chǎng)供電網(wǎng)絡(luò)節(jié)能優(yōu)化

結(jié)合上述問題，該采場(chǎng)改為自周邊區(qū)域變電站引1回35kV電源向采場(chǎng)供電，在坑口位置建立2套移動(dòng)式35/6kV變電站（電源均T接于35kV供電網(wǎng)絡(luò)），分別經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后各向坑內(nèi)提供2回6kV電源。

優(yōu)化后線路參數(shù)見下表

線路電壓損失為2.0%，電能損耗約為32.02×104kW·h，折電費(fèi)約17.61萬(wàn)元，與原系統(tǒng)相比電費(fèi)支出減少59.29萬(wàn)元。

結(jié)論：

綜上所述，國(guó)內(nèi)或多或少的落后金屬露天礦存在與上述采場(chǎng)相似的困境，進(jìn)行改進(jìn)或需投入大量人力物力，或會(huì)影響生產(chǎn)，但若結(jié)合每個(gè)采場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后優(yōu)化，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，大大的有利于采場(chǎng)節(jié)能，優(yōu)化運(yùn)行成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司.《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第四版）.北京：中國(guó)電力出版社，2016.

[2]中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì).《有色金屬礦山節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50595-2010.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

作者簡(jiǎn)介：

唐超（1987.09-），山東鄒城，男，漢，本科，中級(jí)，主要從事設(shè)計(jì)工作。