关键词：选煤厂；电动机；节电技术
1现状及存在的问题
1.1电机容量大的设备
由于根据最大负荷考虑机组的容量，当机组正常工作时，驱动负荷相对较小，只有在偶然情况下才能使大负荷工作。例如惯性负载，机组启动时，负载最大，机组启动后，负载变小。如果没有大容量机组，当负荷较大时就不能工作。
1.2长时间轻载运行
选煤厂设备多，生产设备多联锁，且启停频繁。直接影响正常生产，所以有时负荷很轻，而且不会停下来，因为经常上下损坏设备，为了保证生产的安全可靠，有些设备会长期空载运行。
1.3长期不规则负荷运行
由于二选煤厂属于矿井式选煤厂，受矿井原煤生产的影响，选煤厂设备负荷变化大、不规则，机组容量小，能满足瞬时大负荷运行的需要，因此有必要配置更大的机组，并留有更多的剩余，以防止超负荷运行的需要。
1.4长时间有规律变化的负荷运行
有些机组经常在空载或轻载和重载之间正常运行。有些机组在运行过程中由于设备本身的自由落体或惯性运动，一部分电能多年不能充分利用。
1.5电源电压过高造成浪费
在供电系统中，为了避免传输过程中的线损和峰值功耗引起的终端电压低，供电系统采用高电压传输。电源电压经常超过机组的额定电压。机组的磁通或磁通密度随电压的升高而增大，铁损和铜损增大。最终导致机组运行温度升高，使用寿命缩短，能耗增加。
2电动机合理选型和节能改造
2.1选用节能型电动机
在我国统一设计的新型电动机产品中，Y系列电动机是较为先进的一种三相异步电动机。Y系列电动机具备启动性能好、运行效率高、节能效果明显的优点，使其在20世纪80年代中后期，在我国得到了较为广泛的应用与推广。然而直至现在，仍然有不少老选煤厂选择使用JO2系列电动机，但是，随着大量的实践与研究证明，与JO2系列电动机相比，Y系列电动机效率提升0.413%，所以，Y系列节能型电动机必将取替老式电动机的运用。某煤矿选煤厂电动机基本上是选用这种新型号电动机。
2.2 合理选用电动机类型
对电动机类型进行合理选择，不仅仅是要考虑其能实现的拖动功能是否能够满足选煤厂的需要，同时对于其运行过程的经济性也应予以充分考虑。若是对于运行时间大于3000h/a，负载率超过50%的运行要求，则应选用X系列的高效率三相异步电动机，它比Y系列的效率平均高出3%，损耗减少20%～30%，但是在价格方面却要比Y系列的电动机高出20%左右，然而就其长期的运行考虑，有着较大经济性优势。
虽然同步电动机在提高电网功率、减少线路损耗方面有着较大优势。但是其控制系统操作极为复杂，且成本较高。同时，异步电动的机制造性能与水平越来越高，许多同步电动机逐渐退出了应用市场。
2.3合理选用电动机额定容量
关于三相异步电动机的运行区域，国家做出了以下规定：经济运行区的负载率为70%～100%之间；一般运行区的负载率在40%～70%之间；非经济运行区的负载率则处于40%以下。如果选择了容量过大的电动机，设备也能正常进行运作，但是投资成本将大幅上升，加上电动机的容量与设备效率、功率等不匹配，导致电力大量浪费。所以，出于对设备运行实际需要，以及确保较高的运行效率，选煤厂对与电动机额定负载率的选择应保持在60%～100%较为理想。若是实际需要采用负载率小于40%的电动机，其与设备的连接方式，可通过使用星型接法代替三角形接法，实现效率的提升。
3电动机启动和运行形式的合理设计
3.1低压笼型大中型电动机
该类型的电动机若使用全压直接启动方式，对于电力系统的要求是必须要有足够大的容量，但是实际上电力系统繁荣负载率通常较低，供电效率不足，此时若是用直接启动方式极易导致电动机、开关等的烧毁，同时对其他电网设备的正常运行造成影响。因此，有时选煤厂让电动机空转也不会停车，不但造成设备损耗，也导致了电力浪费。对于此，可通过利用电动机软启动器控制启动。
电动机软启动器发挥的是开关元件的功能，能够实现软特性电压爬升，对电网造成的冲击较小，对于设备产生的机械振动也较小，以及启动的转矩较为平滑稳定。加上启动电流较大范围内可调，因此启动时间的可调性也十分充足。
3.2高压笼型电动机
自耦变压器、电抗器等是较为传统的设备启动方式，因难以得到理想的启动数据，不能很好地满足当前设备启动要求，进而被变电阻软启动装置所取代，这种启动方式能够较好地满足设备启动的要求。当启动电动机时，产生电流是电阻体温度升高、阻值降低，启动转矩随着电动机的电压升高逐步加大，实现电动机平稳启动。
对于有着参数与负载要求的电动机启动转矩，可通过对启动电阻值进行适当配置实现，可以在较小启动电流条件下使电动机拥有足够大的启动转矩。可见变电阻软启动装置应用于电动机的启动过程有着较大的节能效果，降低对设备的冲击，同时使得电动机的使用寿命得到大幅延长。加上启动装置具备较大的热容量，维修次数较少，所以在选煤厂节电措施中有着明显的应用价值。
3.3大型绕线型电动机
在过去较多的是利用频敏变阻器进行启动，该启动方式故障率较高。而现在被液体变阻启动器所取代。这种启动方式较为成熟，利用两极液体电阻，以机械传动的方式使极板距离逐步靠近、接触，使转子回路电阻平缓变小直至为零，实现对电动机平滑启动。其优势在于无冲击、启动电流小、热容量大、易维护、可连续启动等。
4电动机的调速节能
4.1 变频调速
变频调速器具备结构简单、运行稳定、调速精确且范围广、启动转矩大、节能效果明显的优点。某煤矿选煤厂在给料泵、消防泵以及斗式提升机等设备安装了变频调速器，其应用情况如表1所示：
表1 电动机变频器应用情况
生产实践显示，变频调速器的应用较为稳定、可靠，能够获得明显的节能效果。
4.2绕线式电动机液体调速
对于风机、水泵等设备的绕线式异步电动机，其调速精度、频率及范围要求不严，采用液体调速可获得较为显著的效果。并且与变频调速等其他方式相比使用更为经济、可靠，而且易于维护、虽然调速效率不高但是功率因数高，在全速时效率明显比变顿调速要高，而价格比变额调速低得多。此外，液体调速设备使用强制冷却循环水装置，降低液体电阻受电升高的温度，解决了热容量不足而引起开锅的现象。
5电动机的功率因数补偿
并联电容器就地补偿，是笼型电动机较为常用的就地补偿方法。功率37kW以上笼型低压电动机，以并联电容器就地补偿方法每年可最少节电4800kW·h。进相机补偿，是绕线式电动机常见的补偿方式，又可分旋转式与静止式两类，因为旋转式进相机在结构方面存在缺陷，正逐渐被静止式进相机取代。
值得注意的是，存在以下状况的电动机不适宜进行就地补偿：如，多速电动机、经常反复停开的电动机、使用频率较低的电动机以及双向转动或反接制动的电动机等。
结论
目前，随着选煤行业用电指标考核越来越严格，而且电动机电耗成本极大，所以实现电动机降耗增效非常重要。选煤厂应从电动机选型、启动方式和运行方案设计等各个环节进行严格把控，加强对新技术与新成果的应用，实现节能降耗。
参考文献：
[1]赵乐琴,郭建斌.电动机优化智控节电技术在选煤厂的研究与应用[J].水力采煤与管道运输,2018(03):167-168.
[2]孙银辉.选煤厂电动机加装剩余电流保护功能[J].电世界,2018,56(10):50-51.
作者简介：杨俊岭，男，1986年9月，本科，中级工程师，主要从事工程技术研究
论文作者:杨俊岭
论文发表刊物:《科学与技术》2019年13期
论文发表时间:2019/12/5
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