煤礦供配電系統(tǒng)的綠色節(jié)能設(shè)計方法分析

唐攻堅

煤炭工業(yè)合肥設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 安徽 合肥 230041

1 煤礦供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

我國煤礦項目應(yīng)用不同電壓的用電設(shè)備，并對應(yīng)配備級別各異的供電系統(tǒng)，因此，會出現(xiàn)礦山內(nèi)部存有多種不同類型供電與配電設(shè)施的情況，煤礦供配電系統(tǒng)情況愈加復(fù)雜。具體表現(xiàn)為以下方面：一方面，分區(qū)供電。煤礦一般劃分為生活區(qū)與開采區(qū)，對電能的需求量有所不同，為保證用電安全并節(jié)約電能，采取分區(qū)供電的形式，根據(jù)各區(qū)不同用電負(fù)荷容量設(shè)計不同電壓等級的變電所。又因為煤礦井下環(huán)境復(fù)雜性，井下供電電壓級別復(fù)雜性，也因此表現(xiàn)出煤礦供電系統(tǒng)的復(fù)雜性[1]。

2 煤礦供配電系統(tǒng)的綠色節(jié)能設(shè)計方法分析

2.1 對供電電壓與電源線路的節(jié)能設(shè)計

需要在設(shè)計供配電系統(tǒng)時，針對電壓與電源線路方面嚴(yán)格保證設(shè)計的科學(xué)性與合理性，這樣才能確保煤礦開采過程中用電的穩(wěn)定性與安全性。應(yīng)考慮電能的實際負(fù)荷情況，在此基礎(chǔ)上，才能夠調(diào)動技術(shù)力量，通過科學(xué)設(shè)計最大化發(fā)揮供電系統(tǒng)的節(jié)能功效，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與安全性有機(jī)融合。在架設(shè)電源線路時，可根據(jù)實際用電需求，綜合考慮所選用電纜線路的橫截面積。對于小型煤礦場地，可根據(jù)實際用電需求，選擇橫截面較小的電纜進(jìn)行架設(shè)，能夠降低配電線路建設(shè)成本的同時，更能保證經(jīng)濟(jì)性。而對于大、中型煤礦場地，考慮到煤礦開采過程中的用電的穩(wěn)定性與安全性，以及后期故障檢修成本問題，應(yīng)選擇更大橫截面積的電纜線路。供電電壓的選擇也是供配電系統(tǒng)中綠色節(jié)能設(shè)計的重要部分，電壓的高低直接決定煤礦供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持續(xù)性。一般在架設(shè)煤礦供配電系統(tǒng)時，要根據(jù)煤礦的電能需求進(jìn)行架設(shè)，大型煤礦對電能的需求量會更大，為了保證煤礦開采用電的穩(wěn)定性和安全性，最好選擇等級較高的電壓。此外，設(shè)計回路線時最好從不同的區(qū)域變電引入能夠更好節(jié)約電能，保證用電穩(wěn)定性和安全性。

2.2 嚴(yán)格篩選電氣設(shè)備

不同類型的電氣設(shè)備組成煤礦供配電系統(tǒng)，設(shè)計時要重視對電氣備的選擇，電氣設(shè)備的質(zhì)量與性能直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性與節(jié)能性。煤礦供電設(shè)備主要包括以下幾種：

電動機(jī)，電動機(jī)是煤礦生產(chǎn)中常見設(shè)備，具有供電功率較大、工作效率較高、空載功率較低等特點。在煤礦供配電系統(tǒng)中，電動機(jī)占據(jù)系統(tǒng)中無功功率的主要部分，即超過70%。因此在電動機(jī)的設(shè)計上，為了達(dá)到綠色節(jié)能的目的，選擇高效電動機(jī)，電動機(jī)功率應(yīng)在經(jīng)濟(jì)運行范圍內(nèi)確定，找到電動機(jī)容量大小與實際用電需求之間的契合點。

變壓器。設(shè)計應(yīng)首要考慮損耗小的節(jié)能型變壓器，以及能夠調(diào)節(jié)電壓波動的變壓器。同樣需要結(jié)合煤礦實際用電需求，進(jìn)行合理設(shè)計，變壓器應(yīng)運行在經(jīng)濟(jì)運行區(qū)，負(fù)荷率宜為額定容量的60%左右，實現(xiàn)節(jié)能的同時，提升整體供電質(zhì)量。

照明設(shè)備與其他設(shè)備。在選擇設(shè)備時的第一標(biāo)準(zhǔn)就是保證設(shè)備的質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并能保障配電系統(tǒng)整體運行安全。針對照明設(shè)備，為實現(xiàn)節(jié)能目的，可在滿足照明標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上減少單位面積中燈具的使用數(shù)量，并匹配相適應(yīng)的節(jié)能控制方式。或者選用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備，可以選擇太陽能燈具、節(jié)能型熒光燈、LED燈具等。

2.3 重視提升供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的提升，可以控制配電系統(tǒng)運行過程中無功電能損耗。對此，煤礦電力相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)注重靜電電容器的應(yīng)用，實現(xiàn)無功補(bǔ)償，使設(shè)備中電流傳輸?shù)臒o功功率損耗減少，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能?？蓪Ω邏哼M(jìn)行集中補(bǔ)償，對低壓進(jìn)行分散補(bǔ)償，采取對電容器組進(jìn)行合理安置，從整體上提升系統(tǒng)運行的效率。而對低壓進(jìn)行分散補(bǔ)償時，對單相負(fù)荷較多的場所，需對電容器分相補(bǔ)償配置，使分散補(bǔ)償能充分發(fā)揮其作用，實現(xiàn)電能的節(jié)約。

2.4 立足于整體合理化設(shè)計

針對煤礦供配電系統(tǒng)的綠色節(jié)能要求，需要結(jié)合煤礦場地實際生產(chǎn)工藝狀況，負(fù)荷分布情況，以保證供配電結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性、合理性。合理布局變電所，縮短配電線路半徑，減少供電線路的長度，控制電路輸送期間的損耗，保證協(xié)調(diào)性，優(yōu)化供電效率，減少電能損耗。根據(jù)工藝情況，合理選擇調(diào)速設(shè)備，輔助煤礦企業(yè)實現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。同時，還需要煤礦企業(yè)加強(qiáng)對現(xiàn)場的監(jiān)督管理力度，深入貫徹節(jié)能指標(biāo)，構(gòu)建可靠合理的電力監(jiān)控系統(tǒng)，增強(qiáng)節(jié)能工作的管控力度，多方面、細(xì)致性把握地面以及井下的用電耗能動態(tài)，便于及時優(yōu)化電能供應(yīng)方式，做到針對性節(jié)約電能。

2.5 加大管理控制力度

在對煤礦供配電系統(tǒng)綠色設(shè)計進(jìn)行實現(xiàn)的過程中，單一靠設(shè)計往往難以實現(xiàn)，需適當(dāng)加大管理控制的力度：首先，設(shè)立電力監(jiān)控系統(tǒng)。了解煤礦中節(jié)能措施的實施情況，避免機(jī)電設(shè)備空轉(zhuǎn)、燈具長明等現(xiàn)象，并對礦井下、地面的具體用電、耗能情況進(jìn)行明確，以便于及時對電能供應(yīng)模式進(jìn)行調(diào)整，從而對電能進(jìn)行有效節(jié)約；其次，加強(qiáng)節(jié)能的控制。在操作相關(guān)電力設(shè)備的過程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)注重電力運行參數(shù)的掌握，全面分析系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障，并及時施予處理措施，使供配電系統(tǒng)運行效率提升，從而實現(xiàn)電能的有效節(jié)約[2]。

3 結(jié)束語

總之，開展煤礦供配電系統(tǒng)的綠色節(jié)能設(shè)計工作，不僅能夠降低電能能耗起到節(jié)約能源的作用，還能保證煤礦用電的穩(wěn)定性與安全性，同時可以降低煤礦開采成本。因此，在設(shè)計煤礦供配電系統(tǒng)時，應(yīng)注重綠色節(jié)能理念的堅持與運用，從多方面對供配電系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)置，減少運行過程中的電能損耗，有效節(jié)約電能，促進(jìn)煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。