煤矿地面输煤系统节能改造的应用

【摘 要】由于大功率冲击性负荷，电流波动大，瞬变、浪涌及谐波大量存在于系统中，造成整个低压网络及用电设备运行效率降低，使用系统安全节电器，对配电系统进行电效节能改造。

【关键词】煤炭；地面供电；电效节能改造。

1 梁家煤矿地面输煤供电系统简介

梁家煤矿地面生产系统有风选和破碎楼两个变电所，风选变电所内有两台1000KVA变压器，其中一台工作一台备用；破碎楼变电所内有两台500KVA变压器，其中一台工作一台备用。这两个变电所担负梁家煤矿地面生产系统的全部供电任务。

2 供电系统存在的问题

由于该变压器所带大功率冲击性负荷，对电网影响较大，设备在运行中电流波动大，瞬变、浪涌及谐波大量存在于系统中，造成整个低压网络及用电设备运行效率降低，使电能浪费比较大，设备故障率偏高，而大量的瞬变会对电网造成极大的危害瞬变产生的原因与形式是多种多样的。低压交流电路中电源的干扰多种多样，但是最普遍存在并对用电设备危害最大的是浪涌瞬变，浪涌是沿电源线或电路传播的快速上升但缓慢下降的电流、电压、功率瞬变波，它不仅造成电能的浪费，而且能使用电设备造成误动作或损害，尤其是整流器件、固态器件更敏感，易造成击穿。瞬变的另一种形式是电压尖峰，它是突发的、短暂的（持续时间几十微秒至几毫秒）电压波幅的增长，为正常电压波幅的150%到6000伏之间，还有一种和尖峰干扰十分相似的瞬变是振铃干扰，其频率是400-5000HZ，幅值为正常电压的数倍，它形成的主要原因是的di/dt或du/dt造成的，也就是用开关方式改变电感中的电流或电容中的电压造成的。

通过专业仪器测定及数据分析，这些设备在运行过程中，极易产生瞬变尖峰电压和电流，对用电系统非常有害，严重污染电网质量危及用电安全并造成用电设备铁损增加，产生严重的涡流损失，造成非常大的电能浪费。

3 电效节能改造的方法和工作目标

针对梁家煤矿地面生产系统的具体工况，为降低用电成本，提高用电品质，使用系统安全节电器，对低压配电系统进行全面的升级改造。

通过电效工程改造，预期达到的目标：

（1）通过电效改造，可以达到良好的节能效果，降低企业电费开支，有效节省用电成本；

（2）可以有效地缓解和消除电缆发热现象，从而有效消除因电缆过热而带来的不安全因素，减少电气设备的故障；

（3）可以有效的抑制和消除电网和系统自身的谐波、瞬变等电力污染，提高用电的品质；

（4）最大限度地保护整个系统和用电器具工作的安全性；

（5）有效地延长用电器具和设备的使用寿命；

（6）少用于维护、检修、更新所带来的人力、物力和财力的投入。

4 系统安全节电器原理简介

系统安全节电器是一种适用于动力设备的通用型的节电装置。它采用高科技的瞬流抑制技术，可有效抑制电网电路中的浪涌瞬变、谐波，减小用电系统的集肤效应，防止开关触点间的碳膜电阻，保护末端设备不受影响或损坏，通过动态跟踪监测电网的污染情况，从堵截外部的来路、切断内部的回路两个方面抑制瞬变、谐波对设备冲击，减小铁芯材料由于过度的磁滞使电流损失增加。提高系统设备的运行效率，降低运行成本和设备维护费用，延长设备的使用寿命。具有节电和保护设备的双重功效。

系统安全节电器能够实时监控电源输出的各相电压，清洁、去除和吸收系统中破坏性和不经济的电力污染，它能高速吸收高能瞬变，最终达到节电的目的。实施分级系统布控，将外部和内部产生的瞬变浪涌及时、迅速地加以抑制和吸收和对地泄放，降低整个系统的能耗，起到了清洁电源提高电源品质的作用。

由于瞬变具有高频特性，电源线在高频状态下表现为一个很大的阻抗，电网中频繁的瞬变会使电源线产生附加的热能损耗。因此通过对高频浪涌的吸收，可以有效降低线路高频线损。

通过对高能瞬变的吸收，还可以降低电机的涡流损耗和铁损，这样将大大减少电机的损耗，同时降低了电机的发热。此外节电器的电压箝位功能有效抑制了瞬时过电压，使其对末端设备和整个系统的不良影响减少到最轻的程度。

清除氧化电阻节电。瞬变长期冲击会在开关装置及其他接触器件形成氧化性炭膜层，每一1欧姆阻抗炭膜层可使电机效率损失13%，节电器使氧化炭膜不再生成，减少磁滞，提高系统用电效率。

5 电效节能改造工程的方案：

6 技术参数及技术数据

最大浪涌抑制能力（8/20μs）电流波形：每相80KA。

脉冲承载能力：2000个8/20μs，C类脉冲没有阻碍。

最大连续工作电压：相电压250V，线电压430V。

相对湿度：0―90%，不结露。

工作温度范围：-20～+50℃。

7 经济效益及推广应用前景

梁家煤矿地面输煤系统电效改造已经一年多了，设备运行稳定，经济可靠，经数据对比测试节电率为10%-15%，年可节约电量约50万度，年可节约电费约31万元，具有良好的经济效益和社会效益，值得推广应用。

作者简介：

曲焕武，男，1970出生年，汉，本科，工程师；研究方向：矿山机电。

郑焕友，男，1985出生年，汉，本科，助理工程师，研究方向：矿山机电。

丁桂红，女，1968出生年，汉，本科，高级工程师，研究方向：矿井供电技术管理。