左麗君

(中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)院新疆分院，新疆 烏魯木齊 830000)

1 前言

隨著建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化煤礦的要求的提出，國內(nèi)煤礦企業(yè)的機(jī)械化水平也在逐年提高，大功率、高耗電機(jī)械設(shè)備的增多，導(dǎo)致了電力消耗在整個(gè)煤礦生產(chǎn)成本中所占比例逐步擴(kuò)大，而煤礦生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，尤其是井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)不僅復(fù)雜惡劣，而且受限因素多，導(dǎo)致煤礦的供電系統(tǒng)較為復(fù)雜，因此需結(jié)合煤礦各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)際條件和狀況，對煤礦供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化、并選用節(jié)能低耗的供配電設(shè)施，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的要求。

2 煤礦的供電系統(tǒng)概述

目前煤礦內(nèi)通常有10kV、6kV、3.3kV、1.14kV、0.66kV、0.4kV、0.22kV和0.127kV的用電設(shè)備，其供配電系統(tǒng)是由不同級別變配電所和配電點(diǎn)以及相應(yīng)電壓配電線路組成?，F(xiàn)有煤礦常見的供電方式是在煤礦主要工業(yè)場地建總變電所，在煤礦地面輔助生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)等處根據(jù)需要建分變電所，在井下建主變電所和采區(qū)變電所，為全礦供電，因此一座煤礦內(nèi)供配電設(shè)施較多，為達(dá)到簡化供配電系統(tǒng)、提高供電可靠性及安全性、減少供配電系統(tǒng)的電能損耗、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的，需要合理經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，合理選擇供配電設(shè)施。

3 煤礦供配電系統(tǒng)節(jié)能降耗措施

針對煤礦目前供配電現(xiàn)狀，結(jié)合多年從事設(shè)計(jì)及現(xiàn)場工作的經(jīng)驗(yàn)及體會(huì)，筆者認(rèn)為，可以從以下三個(gè)方面采取措施，達(dá)到節(jié)能降排的目的。

3.1 合理設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)

(1)根據(jù)煤礦周邊電源情況，在滿足煤礦及電力行業(yè)現(xiàn)行規(guī)范的要求下合理確定煤礦的供電電壓以及電源線路的運(yùn)行方式，以減少電源線路損耗。

(2)煤礦地面及井下高壓配電宜采用10kV電壓。在用電負(fù)荷、線路的長度、材料、負(fù)荷功率因數(shù)相同的情況下，10kV電壓與6kV電壓相比，10kV供電線路的工作電流比6kV供電線路的工作電流低1.67倍，線路電能損耗低2.78倍；所以采用10kV電壓供電，有利于節(jié)約能源、提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益及遠(yuǎn)期安全生產(chǎn)。

(3)為減少線網(wǎng)電能損失，采用10kV電壓深入用電負(fù)荷較集中的區(qū)域，以縮短配電半徑，根據(jù)地面工業(yè)場地布置情況，合理選擇變配電點(diǎn)，可以將輔助變電所與大容量設(shè)備車間聯(lián)建，即減少供配電設(shè)備用量、減少配電線路長度，減少線損又減少建筑物建設(shè)面積。

(4)為二級及以下供電的變電所，高壓側(cè)可采用線路變壓器組接線，即減少高壓開關(guān)柜用量，又減少建筑物建設(shè)面積。

(5)對于立井開拓或井筒較短的斜井開拓的井下供電，可采用電力電纜由地面主變電所10kV側(cè)直接引至井下主變電所為井下供電；但對于井筒很長的平硐開拓礦井或井下主變電所、采區(qū)變電所距離地面主變電所較遠(yuǎn)的礦井，則其下井電源線路的敷設(shè)可以采用高壓架空線路送至井下主變電所或采區(qū)變電所正上方地面后，改為電力電纜沿著鉆眼敷設(shè)送至井下主變電所或采區(qū)變電所的方式，以便減少輸送線路的長度、降低銅耗和電能損失。

(6)基于煤礦供電安全要求的特殊性，變壓器容量較大，在為二級及以下負(fù)荷配電的變電所或?yàn)槁短斓V露天坑內(nèi)排水泵供電的變壓器設(shè)置時(shí)，可設(shè)置為容量大小不同的兩臺變壓器交替運(yùn)行，以便于能夠根據(jù)季節(jié)或用電設(shè)備的變化合理負(fù)擔(dān)電能的負(fù)荷，以達(dá)到節(jié)省變壓器能耗的目的。

3.2 合理選擇供配電設(shè)備

優(yōu)先選用節(jié)能效果好的設(shè)備，采用先進(jìn)的節(jié)能工藝和變配電設(shè)備。

(1)引進(jìn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)，采用就地與集中相結(jié)合的動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方式，在煤礦主變電所10kV側(cè)和各車間變電所低壓側(cè)設(shè)置集中補(bǔ)償、在采用交變頻啟動(dòng)的大功率用電設(shè)備旁設(shè)置就地補(bǔ)償設(shè)備，以便降低輸送線路或供電變壓器的損耗，抑制高次諧波，減少無功電能的損耗，提高功率因數(shù)，提高供電系統(tǒng)中的供電質(zhì)量，減少機(jī)電設(shè)備供電零部件的維修次數(shù)，增加其使用壽命，確保煤礦的安全生產(chǎn)。

(2)變壓器是供配電系統(tǒng)中的重要設(shè)施，煤礦變壓器選擇應(yīng)滿足二級及以上能效標(biāo)準(zhǔn)的低損耗變壓器，以達(dá)到節(jié)省能耗的目標(biāo)。

(3)采用變頻設(shè)備，對于井上下功率大、負(fù)荷變化大的設(shè)備，采用變頻調(diào)速，以達(dá)到平穩(wěn)起動(dòng)和節(jié)能的目的。

(4)建筑物照明燈具均采用高品質(zhì)、節(jié)能型、高顯色光源，并配以高品質(zhì)起輝器和高功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器，以節(jié)約電能；室外照明選用光電自動(dòng)控制裝置，根據(jù)室外光線自動(dòng)控制照明燈具，燈具以發(fā)光效率高的高壓鈉燈為主，室外照明實(shí)現(xiàn)分區(qū)分控。井下主要巷道、硐室的照明燈具選用防爆節(jié)能熒光燈。

3.3 提高煤礦的現(xiàn)代化的管理手段，采用科學(xué)的管理方法

(1)建設(shè)基于計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的管理信息系統(tǒng)，將煤礦各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況、設(shè)備狀態(tài)、原材料的庫存和消耗、市場狀況等信息及時(shí)反饋到各相關(guān)部門，以便領(lǐng)導(dǎo)迅速做出決策，既減少人力及物力消耗，又便于煤礦的安全生產(chǎn)。

(2)加強(qiáng)電網(wǎng)的調(diào)度管理水平，合理安排供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度方式(2臺配電變壓器或電源線路同時(shí)運(yùn)行或單臺(單回)獨(dú)立運(yùn)行、不分段運(yùn)行或單母線分段運(yùn)行等)，從而減少配電變壓器及備用電源線路的運(yùn)行損耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦的供電系統(tǒng)能夠經(jīng)濟(jì)且有效地運(yùn)行。

(3)對井上各用戶電源進(jìn)線、大型固定電器設(shè)備、井下各饋出線及地面50kW以上的電器設(shè)備均裝設(shè)電度計(jì)量表，便于用電計(jì)量考核，并根據(jù)獎(jiǎng)罰制度嚴(yán)格管理。

(4)安裝電能檢測系統(tǒng)，合理進(jìn)行企業(yè)電力調(diào)度，加強(qiáng)煤礦的用電管理，做好峰谷分時(shí)用電、避峰填谷工作。

(5)加強(qiáng)對變壓器等供電設(shè)備、元器件的檢修、維護(hù)和監(jiān)管，制定定期的檢修日志記錄存檔機(jī)制，并且做好隨時(shí)把變壓器等零部件調(diào)到最佳狀態(tài)，以便于實(shí)現(xiàn)提高功率、節(jié)能降耗的目標(biāo)。

4 結(jié)語

企業(yè)是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力，也是低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要參與者與受益者。礦開采作業(yè)中，不可避免電能消耗，因此，大力宣傳節(jié)能降耗，培養(yǎng)環(huán)保意識，采取合理確定供配電系統(tǒng)、合理選擇供配電設(shè)施、引進(jìn)先進(jìn)的無功補(bǔ)償技術(shù)、提高管理水平等措施有利于提高煤礦生產(chǎn)中的節(jié)能降耗水平，達(dá)到環(huán)保、清潔生產(chǎn)的要求，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)責(zé)任的雙贏。

[1] 張峰等.礦山電效節(jié)能技術(shù)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)業(yè)月刊，2011，(8)，143-144.

[2] 隋寒等.加大技術(shù)改造推動(dòng)節(jié)能減排[J].煤炭加工利用，2010，(1)：18-20.

[3] 榮萬中等.探析煤礦合理用電節(jié)電管理措施[J].中國科技財(cái)富，2008，(8)：5.