煤矿供配电系统节能降耗措施探讨
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摘 要：煤矿产业机械化水平的逐年提高，虽然给企业带来了长足、稳健的发展前景，同时也增加了供电系统的电能消耗。作为节能环保型社会的参与者，对煤矿产业的供电系统进行分析，探讨其节能、降耗的措施，促进煤矿产业的经济结构调整，有很重要的意义。
关键词：煤矿机电设备；供电系统；节能减耗
中图分类号：TB
文献标识码：A
doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.16.101
1 前言
随着建设标准化、现代化煤矿的要求的提出，国内煤矿企业的机械化水平也在逐年提高，大功率、高耗电机械设备的增多，导致了电力消耗在整个煤矿生产成本中所占比例逐步扩大，而煤矿生产工艺较复杂，尤其是井下生产环节不仅复杂恶劣，而且受限因素多，导致煤矿的供电系统较为复杂，因此需结合煤矿各生产环节的实际条件和状况，对煤矿供电系统进行优化、并选用节能低耗的供配电设施，达到节能、环保的要求。
2 煤矿的供电系统概述
目前煤矿内通常有10kV、6kV、3.3kV、1.14kV、066kV、0.4kV、0.22kV和0.127kV的用电设备，其供配电系统是由不同级别变配电所和配电点以及相应电压配电线路组成。现有煤矿常见的供电方式是在煤矿主要工业场地建总变电所，在煤矿地面辅助生产区、生活区等处根据需要建分变电所，在井下建主变电所和采区变电所，为全矿供电，因此一座煤矿内供配电设施较多，为达到简化供配电系统、提高供电可靠性及安全性、减少供配电系统的电能损耗、提高企业经济效益的目的，需要合理经济的设计供配电系统，合理选择供配电设施。
针对煤矿目前供配电现状，结合多年从事设计及现场工作的经验及体会，笔者认为，可以从以下三个方面采取措施，达到节能降排的目的。
3.1 合理设计供配电系统
（1）根据煤矿周边电源情况，在满足煤矿及电力行业现行规范的要求下合理确定煤矿的供电电压以及电源线路的运行方式，以减少电源线路损耗。
（2）煤矿地面及井下高压配电宜采用10kV电压。在用电负荷、线路的长度、材料、负荷功率因数相同的情况下，10kV电压与6kV电压相比，10kV供电线路的工作电流比6kV供电线路的工作电流低1.67倍，线路电能损耗低2.78倍；所以采用10kV电压供电，有利于节约能源、提高煤矿经济效益及远期安全生产。
（3）为减少线网电能损失，采用10kV电压深入用电负荷较集中的区域，以缩短配电半径，根据地面工业场地布置情况，合理选择变配电点，可以将辅助变电所与大容量设备车间联建，即减少供配电设备用量、减少配电线路长度，减少线损又减少建筑物建设面积。
（4）为二级及以下供电的变电所，高压侧可采用线路变压器组接线，即减少高压开关柜用量，又减少建筑物建设面积。
（5）对于立井开拓或井筒较短的斜井开拓的井下供电，可采用电力电缆由地面主变电所10kV侧直接引至井下主变电所为井下供电；但对于井筒很长的平硐开拓矿井或井下主变电所、采区变电所距离地面主变电所较远的矿井，则其下井电源线路的敷设可以采用高压架空线路送至井下主变电所或采区变电所正上方地面后，改为电力电缆沿着钻眼敷设送至井下主变电所或采区变电所的方式，以便减少输送线路的长度、降低铜耗和电能损失。
（6）基于煤矿供电安全要求的特殊性，变压器容量较大，在为二级及以下负荷配电的变电所或为露天矿露天坑内排水泵供电的变压器设置时，可设置为容量大小不同的两台变压器交替运行，以便于能够根据季节或用电设备的变化合理负担电能的负荷，以达到节省变压器能耗的目的。
3.2 合理选择供配电设备
优先选用节能效果好的设备，采用先进的节能工艺和变配电设备。
（1）引进动态无功补偿技术，采用就地与集中相结合的动态无功补偿方式，在煤矿主变电所10kV侧和各车间变电所低压侧设置集中补偿、在采用交变频启动的大功率用电设备旁设置就地补偿设备，以便降低输送线路或供电变压器的损耗，抑制高次谐波，减少无功电能的损耗，提高功率因数，提高供电系统中的供电质量，减少机电设备供电零部件的维修次数，增加其使用寿命，确保煤矿的安全生产。
（2）变压器是供配电系统中的重要设施，煤矿变压器选择应满足二级及以上能效标准的低损耗变压器，以达到节省能耗的目标。
（3）采用变频设备，对于井上下功率大、负荷变化大的设备，采用变频调速，以达到平稳起动和节能的目的。
（4）建筑物照明灯具均采用高品质、节能型、高显色光源，并配以高品质起辉器和高功率因数的电子镇流器，以节约电能；室外照明选用光电自动控制装置，根据室外光线自动控制照明灯具，灯具以发光效率高的高压钠灯为主，室外照明实现分区分控。井下主要巷道、硐室的照明灯具选用防爆节能荧光灯。
3.3 提高煤矿的现代化的管理手段，采用科学的管理方法
（1）建设基于计算机、通信和网络技术的管理信息系统，将煤矿各生产环节的实时运行状况、设备状态、原材料的库存和消耗、市场状况等信息及时反馈到各相关部门，以便领导迅速做出决策，既减少人力及物力消耗，又便于煤矿的安全生产。
（2）加强电网的调度管理水平，合理安排供电系统的经济调度方式（2台配电变压器或电源线路同时运行或单台（单回）独立运行、不分段运行或单母线分段运行等），从而减少配电变压器及备用电源线路的运行损耗，进而实现煤矿的供电系统能够经济且有效地运行。
（3）对井上各用户电源进线、大型固定电器设备、井下各馈出线及地面50kW以上的电器设备均装设电度计量表，便于用电计量考核，并根据奖罚制度严格管理。
（4）安装电能检测系统，合理进行企业电力调度，加强煤矿的用电管理，做好峰谷分时用电、避峰填谷工作。
（5）加强对变压器等供电设备、元器件的检修、维护和监管，制定定期的检修日志记录存档机制，并且做好随时把变压器等零部件调到最佳状态，以便于实现提高功率、节能降耗的目标。
4 结语
企业是经济社会发展的重要推动力，也是低碳经济发展的主要参与者与受益者。矿开采作业中，不可避免电能消耗，因此，大力宣传节能降耗，培养环保意识，采取合理确定供配电系统、合理选择供配电设施、引进先进的无功补偿技术、提高管理水平等措施有利于提高煤矿生产中的节能降耗水平，达到环保、清洁生产的要求，从而实现经济效益与社会责任的双赢。
参考文献
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