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        落后金屬露天礦供電網(wǎng)絡(luò)節(jié)能的必要性

        2021-04-18 16:30:00唐超
        關(guān)鍵詞:變電站設(shè)備

        【摘要】國(guó)內(nèi)建有相當(dāng)數(shù)量的金屬露天礦,其中很多都建設(shè)于建國(guó)初期,年代久遠(yuǎn),供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念落后,能耗高,非常不利用節(jié)能,也給礦山單位增加了運(yùn)營(yíng)成本,因此本文就某金屬露天礦供電網(wǎng)絡(luò)節(jié)能優(yōu)化的必要性進(jìn)行論述。

        【關(guān)鍵詞】露天礦;供配電系統(tǒng)

        我國(guó)金屬礦產(chǎn)的分布比較廣泛,種類繁多,儲(chǔ)量豐富,多種金屬礦的儲(chǔ)量居世界首位。露天開采是把覆蓋在礦體上部及其周圍的浮土和圍巖剝?nèi)?,把廢石運(yùn)到排土場(chǎng),從敞露的礦體上直接采掘礦石,與地下開采相比,露天開采資源利用充分、貧化率低,適于用大型機(jī)械開采,建礦快,產(chǎn)量大,勞動(dòng)生產(chǎn)率高,成本低,勞動(dòng)條件好,生產(chǎn)安全。國(guó)內(nèi)建有相當(dāng)數(shù)量的金屬露天礦,其中很多都建設(shè)于建國(guó)初期,年代久遠(yuǎn),供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念落后,能耗高,非常不利用節(jié)能,也給礦山單位增加了運(yùn)營(yíng)成本,因此本文就某金屬露天礦供電網(wǎng)絡(luò)節(jié)能優(yōu)化的必要性進(jìn)行論述。

        1、露天礦供電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

        金屬露天礦因其開采工藝特點(diǎn),用電設(shè)備較少,功率大,設(shè)備用電電壓高。其供配電系統(tǒng)較常見(jiàn)的有兩種情況,一種是自周邊區(qū)域變電站引6kV或10kV中壓電源經(jīng)配電站直接向設(shè)備供電;一種是自周邊區(qū)域變電站引35kV高壓電源經(jīng)變電站降壓為6kV或10kV中壓向設(shè)備供電。

        本文舉例的露天礦建設(shè)于建國(guó)初期,因歷史原因其設(shè)備用電電壓采用6kV這一電壓等級(jí),采用2回6kV架空線分別向坑內(nèi)設(shè)備供電,供電電源均采用6kV直接引自周邊區(qū)域變電站。實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況中,該露天礦還存在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備啟動(dòng)困難,運(yùn)行不穩(wěn)定等問(wèn)題。

        每回6kV架空線所帶負(fù)荷見(jiàn)下表:

        2、采場(chǎng)現(xiàn)狀線路電壓損失及電能損耗計(jì)算

        1.1 計(jì)算參數(shù)

        根據(jù)露天礦現(xiàn)狀及參考《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第四版)得各線路相關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表:

        1.2 單回電壓損失計(jì)算

        1、電能損耗計(jì)算

        2、采場(chǎng)現(xiàn)狀分析

        由上述計(jì)算可見(jiàn),本采場(chǎng)單回線路電壓損失高達(dá)9.566%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5%的電壓損失限值,而電能損耗也高達(dá)139.76×104kW·h,按照0.55元/kW·h的工業(yè)電費(fèi)估算,電費(fèi)也高達(dá)76.9萬(wàn)元,極大的提高了采場(chǎng)的運(yùn)行成本。產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因如下:

        2.1 功率因數(shù)低,因該采場(chǎng)采用6kV電壓供電,中間未經(jīng)過(guò)任何無(wú)功補(bǔ)償,其功率因數(shù)為電機(jī)的自然功率因數(shù)約0.8,功率因數(shù)低不僅增加了線路的損耗及電壓損失,也降低了線路的供電能力。

        2.2 供電電壓等級(jí)低,采用6kV電壓供電。

        2.3 供配電系統(tǒng)不合理,該采場(chǎng)所有用電設(shè)備均T接于6kV線路,為滿足所有設(shè)備的接電需求,因此供電線路過(guò)長(zhǎng)。

        3、采場(chǎng)供電網(wǎng)絡(luò)節(jié)能優(yōu)化

        結(jié)合上述問(wèn)題,該采場(chǎng)改為自周邊區(qū)域變電站引1回35kV電源向采場(chǎng)供電,在坑口位置建立2套移動(dòng)式35/6kV變電站(電源均T接于35kV供電網(wǎng)絡(luò)),分別經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后各向坑內(nèi)提供2回6kV電源。

        優(yōu)化后線路參數(shù)見(jiàn)下表

        線路電壓損失為2.0%,電能損耗約為32.02×104kW·h,折電費(fèi)約17.61萬(wàn)元,與原系統(tǒng)相比電費(fèi)支出減少59.29萬(wàn)元。

        結(jié)論:

        綜上所述,國(guó)內(nèi)或多或少的落后金屬露天礦存在與上述采場(chǎng)相似的困境,進(jìn)行改進(jìn)或需投入大量人力物力,或會(huì)影響生產(chǎn),但若結(jié)合每個(gè)采場(chǎng)實(shí)際情況,經(jīng)過(guò)合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后優(yōu)化,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,大大的有利于采場(chǎng)節(jié)能,優(yōu)化運(yùn)行成本。

        參考文獻(xiàn):

        [1]中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司.《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第四版).北京:中國(guó)電力出版社,2016.

        [2]中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì).《有色金屬礦山節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50595-2010.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2011.

        作者簡(jiǎn)介:

        唐超(1987.09-),山東鄒城,男,漢,本科,中級(jí),主要從事設(shè)計(jì)工作。

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