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煤矿供电系统节能技术应用研究

贺爱兵

国能神东煤炭集团有限责任公司锦界煤矿,陕西省榆林市,719319

摘要: 我国煤炭消费占能源消费总量比重为55.3%,占我国能源安全的主体地位和作用。由于煤矿采掘、运输、通风、排水等,采用一系列高电能消机电设备,导致煤矿供电系统在煤矿能源消耗中占比超过90%。随着限制煤炭开采和燃烧环保政策的实施以及能源消费结构的调整,煤炭产业面临着重大的变革和挑战。在这种情况下,煤矿供电系统的节能降耗便成了关键的一环。煤矿供电系统作为煤炭生产过程中的主要能源提供者,不仅影响煤炭生产的质量和效率,还直接关系到煤炭行业的可持续发展。因此,进一步探讨煤矿供电系统的节能降耗技术,提高其应用效率,具有重要的现实意义和深远的发展意义。
关键词: 煤矿供电系统;节能技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157467
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前言:要对煤矿生产用电量进行分析和研究,尤其是对煤矿采掘、运输、通风、排水等采用高电能耗设备的用电量进行分析和研究,能够有效优化和升级煤矿供电系统,从而减少供电系统损耗。首先应该了解不同的节能设备的能源消耗状况,在对煤矿供电系统进行整体规划和设计时,一定要满足煤矿生产各环节的供电需求,然后再结合具体用电负荷的特征进行优化,从而满足供电系统的节能降耗要求。

一、研究意义

在煤矿供电节能控制工作主要是为了减少电力资源的浪费,伴随我国煤矿行业的快速发展,煤矿整体呈现规模化、现代化,煤矿企业为了跟上时代发展的步伐、不断提升自己的竞争力,优化和提高自己的价值,2021年10月29日,工信部与市场监管总局发布《电机能效提升计划》,突出强调加快推进泵类产品节能技术研发与节能改造升级;2022年7月28日工信部发布《2022年工业节能监察通知》,聚焦重点用能设备能效提升与专项监察。凸显出矿山行业需要加快向节能高效方面转型。

二、智能化供电系统对节能降耗的影响

近年来,越来越多的供电系统开始采用智能化建设方案,目的就是更好地提升整个供电系统的运营效率、管理质量和电网稳定性。从而大幅降低整个供电系统的能源消耗,达到更好的节能降耗效果。

1.智能电网对能源消耗的优化

智能化供电系统能够实现对整个供电系统的实时监控、分析和管理,以及对各个区域和设备的远程控制,从而大幅度提高了供电系统的运营效率和管理质量。在这种情况下,供电系统可以更加有效地管理和控制能源的消耗,实现对能源的优化配置,从而为供电系统的高效运行提供有力保障。

2.智能化供电系统对煤矿生产各环节的平衡调度

智能化供电系统可以通过对煤矿生产各环节的用电分析和评估,确定最佳用电模式和用电方案,从而实现对煤矿生产各环节用电的平衡调度。这样,不同负荷的用电需求可以被合理地分配,以达到煤矿供电系统的安全可靠及节能高效。

3.智能化供电系统对节能减排的促进

智能化供电系统不仅可以优化各负荷用电模式,还可以促进节能减排。在实际的运行过程中,智能化供电系统可以采用一系列先进的控制技术和优化策略,以减少能源浪费和不必要的能源消耗,从而大幅度节约能源和降低CO2的排放量。

三、煤矿供电系统节能措施

1.优化方案设计

结合煤矿生产的具体用电情况,工作人员在规划供电方案时,要恰当的融入节能设计,综合对电源点、用电距离、变电所位置等方面进行考虑,以此确定最终的电路设计方案。变电所位置的选择要尽量靠近负荷中心,因为在电能输送过程中,也会有电能损耗,缩短两者之间的距离,不仅可以稳定电能的输送情况,还能达到煤矿用电节能的效果。而在煤矿的整体电路设计中,工作人员应该事先考察照明、大型设备使用等方面的具体位置,选择恰当的接线方式,在必要的位置进行电路保护,大型设备可以采用两组不同变压器并使用专用的电缆配线,确保其中一组变压器损坏时,设备仍然能正常使用,在保证节能用电的同时,保障煤矿生产的正常运行。煤矿整体用电设计可以按区供电,避免远距离电器接受电能时受到较大损耗,同时,在用电高峰期仍然可以保证机电设备的正常使用,避免因用电量过大造成短路等现象,保障用电顺利。

2.供电线路与变压器

负荷容量、供电距离、用电设备等因素都会影响供电系统的运行,井下电压等级类型更多。根据经济电流的密度以及电压降要求,选择合适的导线截面实施科学设计,可以降低变供电的负荷,缩短供电的实际距离,从而有效降低能源损失。变压器在设置过程中需要满足多个方面的内容,包括变压器三相负载平衡、内部负载的合理配置。为了满足高导磁的要求,选择优质冷轧晶粒生产技术,搭配最先进的生产工艺,就可以有效提升变压器的节能水平。在煤矿供电系统的构建过程中,要解决取向处理的问题,还需要做好磁场方向的一致性检验,降低铁芯的涡流影响。针对地面变压器,则可以选择变压器限定值节能评价的方式,对于防爆变压设备进行标准化的设定,最好可以匹配低耗的变压器来达到节能优化的效果。

3.人工无功率补偿

在供电系统当中,线路中无功率的损耗情况是非常严重的,因此,通过不断提高系统的功率因素,能够实现节能的目的。通过采取其他的人工无功率的补偿措施,能够使电路上的损耗降低。采取人工无功率的补偿措施,有着很大的灵活性,可以根据供电系统当中的具体情况来采取具体的人工无功率的补偿措施,在采取具体的人工无功率的补偿措施时,一定要根据无功率的大小来合理地选择补偿装置。对于线路中引起的电能损耗,要保证人工无功率补偿的平衡性,并且在进行人工无功率补偿时,一定要注重方向性,如果是高压电容器,那么就要向高压的部分进行补偿,如果是低压电容器,那么就要向低压的部分进行补偿。

4.变频电机设备

对于煤矿供电系统的节能降耗来说,可以通过加入一些变频设备的功能和应用从而达到相应的目的,而变频电机设备的引入和有效的改善原有供电电机上能源耗量大等问题。对于变频电机来说,它就是指在特定的环境下,以百分之百额定负载运行的设备可以将其规定在10%~100%的范围内,既可以满足电机运行中的标准要求,又可以灵活地对它的应用值进行有效的控制。对于变频电机来说,它的主要特点就是具有温升方面的设计,采用的高分子绝缘材料,具有一定的强度,可以在高速运转的条件下保证它的工作质量。而且变频电机还可以进行良好的参数配置,有的放矢的配合现场的工作环境,可以实现低频的情况下完成相应的操作,保持动态的控制,从而达到节能降耗的目的,在应用中主要是通过编码器以及变频器的应用实现相应的功能。

逐步推进技术体系的完备。1)加强能源管理实现能源监控、数据分析和能耗评估。采用先进的能源管理系统,实时监测能源消耗情况,分析能源使用趋势,制定节能计划和评估节能效果从而实现能源的优化利用和节约。2)升级供电设备,提高设备效率和能源利用率。通过提升设备管理水平,进一步优化设备的配置和运行模式,提高设备的能效表现和使用寿命从而减少能源消耗和维护成本。3)推广清洁能源,减少对传统化石能源的依赖。4)加强能源合作和交流,建立联合体,共同推进节能减排工作。

结束语

综上所述,供电系统是促进煤矿生产企业经济效益、社会效益的关键,其本身作为一个复杂的系统,要想实施科学优化,除了做好供电系统、变压线路的节能控制之外,还需要做好功率因数补偿、电动机设备节能等环节的优化工作,提升煤矿供电系统的整体运行水平,为促进企业可持续健康发展做出积极的贡献。

参考文献:

[1]郝国强.煤矿供电系统的节能降耗技术分析[J].供电系统装备,2019,(20):103-104.

[2]董娟.论述煤矿供电系统常用节能降耗技术对策[J].科学中国人,2021,0(10Z).