煤矿供电系统节能技术

摘要：介绍了煤矿供电系统，阐述了煤矿供电系统的线损种类，重点论述了煤矿供电系统的节能技术对策，希望能为煤矿企业节能减排工作的开展尽绵薄之力。

关键词：煤矿；供电系统；节能技术

0引言

在进一步扩大煤矿企业建设规模的影响下，煤矿供电系统需要的电力负荷容量越来越大。因为受到投资资金与建设技术能力的影响，煤矿供电系统面临供电半径超过经济范围、并存各种电压等级、供用电电压低等现状，这就需要根据煤矿实际增加的电力负荷需要和供电结构，实施适宜的节能技术对策，从而实现煤矿供电系统稳定性与电能质量水平的提升，及实现煤矿采掘消耗电能量的减少，最终实现最为理想的煤矿企业经济效益。

1煤矿供电系统

当今，煤矿一般使用的用电装置是0.127kV、0.66kV、1.14kV、10kV、6kV等，其供电系统的组成部分是电压配电线、配电点、配电所等。煤矿一般应用的供电模式是将总变电所建设在煤矿的重点场地，而煤矿辅助生活区、生产区结合要求建设分变电所，矿井建设采区变电所与主变电所。为此，煤矿会存在比较多的供配电装置，而为了实现供配电系统的简化、降低供配电系统的能耗、提升供电的安全性和稳定性、实现理想的煤矿企业经济效益，应对供配电系统和设施进行经济、科学的设计。

2煤矿供电系统的线损种类

2.1技术线损

技术线损指的是在消耗、调度分配、输送电能时，因为装置与线路面临阻抗，这会导致煤矿变配电装置与供电线路的电量出现直接性损失，进而变成空载损耗与负载损耗。而针对技术线损问题，能同时应用先进的节能装置与节能技术对策，从而实现供电系统应用效率的提升。

2.2管理线损

管理线损指的是在管理供配电系统时，特别是在统计和管理电能数据计量的问题上，因为统计错误和电能计算装置出现误差而损耗的电能，且能在健全电能计量管理制度和强化供电系统管理力度的基础上降低损耗的电能[1]。

3煤矿供电系统的节能技术对策

3.1供电系统的科学设计

a)结合矿井附近的电源现状，在实现电力与煤矿行业规范的基础上对煤矿电源线路的工作模式和供电电压进行科学的确定，以使损耗的电能降低；b)煤矿矿井和地面的高压适宜应用的电压为10kV。在相同负荷功率因数、线路长度、用电负荷、材料的现状下，相比较于6kV电压，10kV电压供电线路的电流要高很多，且可实现电能损耗的大大降低。因此，10kV电压供电的选用能大大地节省能源，从而实现理想的煤矿经济效益；c)为了使线网损失的电能降低，借助10kV电压向集中用电负荷的范围深入，能使配电半径缩短，结合地面布置的工业现场实际现状，科学选用变配电点，能联合建设容量较大的装置车间和辅助变电所，也就是实现建筑物建设面积、线损、配电线路长度、使用的供配电装置等的减少[2]；d)对于二级及其以下供电的变电所，高压边的接线能借助线路变压器组进行，也就是使高压开关柜的使用量减少，从而实现建筑物建设面积的减少；e)针对短井筒斜井或立井开拓的矿井供电，能借助电力电缆从地面变电所10kV边向矿井变电所直接引送，从而实现矿井的供电。然而，针对采区和井下主变电所离地面主变电远的矿井或长井筒的平硐开拓矿井，敷设其电源线路能借助高压架空线路向采区变电所或矿井主变电所的正上地面输送，应用顺着钻眼敷设电力电缆向采区变电所或矿井主变电所输送的模式，进而使损失的电能降低和输送线路长度减小；f)由于煤矿供电安全的独特，其需要比较大的变压器容量，在设置露天坑排水泵供电变压器或二级和以下荷载配电变电所时，能应用相同容量的2台变压器交替工作，进而可以结合用电装置或季节的改变对电能荷载进行合理负担，最终节省变压器能耗[3]。

3.2供电装置的科学选用

a)应用动态无功补偿技术，实施集中和就地相统一的动态无功补偿模式，将集中补偿设计在车间的一系列变电所低压边与主变电所的10kV边，然后将就地补偿装置设计在使用交变频启动的功率较大的用电装置，进而使供电变压器与输送线路的能耗减少，对高次谐波进行抑制，实现无功电能损耗的降低，提高供电系统质量；b)在供配电系统当中，变压器属于非常关键的装置，选用的煤矿变压器需要实现至少二级能效指标的低损耗变压器，从而实现降低能耗的目标；c)应用变频装置，针对矿井大变化荷载和大功率的装置，借助变频调速，从而实现节能和稳定启动的目标；d)应用高显色、节能型、高品质光源的建筑照明灯，且设置功率因数较高的电子镇流器与高品质启辉器，进而实现电能的节省。将自动控制光电的设备应用于室外照明，结合室外光线对照明灯具进行自动化控制，灯具的主导是高效率发光的钠灯，分区各自控制室外照明。并且将防爆节能荧光灯应用于矿井的重点硐室和巷道。

3.3科学管理方法和现代化管理手段的应用

a)创建立足于网络技术、通信技术、计算机技术的管理信息系统，实时地向有关部门反馈煤矿一系列环节的市场现状、装置状态、实时工作情况、原料的消耗与库存等信息，进而方便领导及时进行决策，这样不但能实现物力和人力消耗的降低，而且方便煤矿的安全生产[4]；b)提高电网的管理调度能力，对供电系统的经济调度方式进行科学组织，如电源线路跟2台配电变压器一起工作、单母线分段工作、小分段工作、单台自主工作等，进而使备用电源线路和配电变压器的工作消耗降低，最终确保煤矿供电系统故障的经济性；c)将电度计量表都安装在地面至少50kV的电气装置、大型固定电器装置、用户电源进线、矿井馈出线，方便计量考核用电，且结合相应奖惩机制实施严格管理；d)安装检测电能的系统，科学调度煤矿企业的电力，注重管理煤矿用电，搞好避峰填谷和峰谷分时的用电事项；e)注重供电元件和装置的监管、维修、检查，制定检修日志记录存档体系，及调整变压器零件为最为理想的状态，从而实现能耗的降低与功率的提升[5]。

4结语

电能是现代煤炭工业的主要能源和动力，在煤炭企业生产中占据着极其重要的地位，是制约煤炭企业经济发展的一个重要因素。因此，煤炭企业在加强能源开发的同时，应最大限度提高电能使用的经济效果，降低电能消耗。煤矿企业属于社会经济发展的重要促进者，也属于发展低碳经济的关键参与者。在煤矿企业的开采中，电能损耗不可避免。为此，需要积极宣传节能减耗，增强环保观念，应用适宜的供电装置、供电系统，及应用无功补偿技术和提升管理能力等，这样可大大提升煤矿企业中的节能降耗能力，从而实现清洁化生产和环保的需要，最终使煤矿企业实现理想的经济效益、环境效益、社会效益。

参考文献：

［1］周大全.煤矿机械设备选型、安装［M］.北京：煤矿科技出版社，2010．

［2］牛树仁，陈滋平.煤矿固定机械及运输设备［M］.北京：煤矿工业出版社，1994．

［3］郭贺飞.电机车变频技术改造及效益分析［J］.河北煤炭，2010，33(1)：35-36．

［4］钱立栋，张宏伟.带式输送机自适应节能控制技术［J］.中州煤炭，2014，36(12)：65-67．

［5］姚文玲，靳永刚，赵传语.一机双能带式输送机设计应用［J］.矿山机械，2009，37(6)：58-59.

作者:赵峰 单位:西山煤电有限责任公司