摘要：随着现代化煤矿改革的深入推进，我国煤矿企业的机械水平也得到了全面提升，但随之也带来了电能消耗过高的问题，再加上矿井生产环节复杂、受限因素较多，造成了矿井供电系统十分复杂，成为了煤矿企业电能的最大消耗区。所以，煤矿企业要想实现健康可持续发展，就必须结合生产实际，对现有矿井供电系统进行优化改造，以达到节能环保的要求，这也是本文研究的根本出发点。
关键词：矿井供电系统；节能环保；生成路径
引言
“十三五”以来，全国正在加速能源生产和消费的绿色低碳发展，电能是煤矿企业生产中消耗量最大的能源，为了满足社会用电需求，减缓能源供应紧缺趋势，煤矿企业对电力消耗做出合理的规划与管理，采取措施降低供电线路和生产设备的能耗，这既是降本提效的需要，也是实现绿色低碳发展应该做的工作。
1煤矿供电系统能耗现状
长期以来，在煤矿企业的供电系统中，由于设备选型不合理及技术管理上存在漏洞，造成诸多方面出现不必要的电能损耗，如功率损耗和电能损耗等。这些损耗不但造成能源的浪费，还对整个供电系统的运行产生不利的影响。有鉴于此，煤矿企业应对供电系统进行节能降耗研究，加强用电管理力度，强化电能计量管理，以减少供电系统的非生产电力损耗，提高设备的电能利用效率，进而促进经济效益的提高。
2供电系统能耗分析
2.1供电系统的功率因素相对低，电能浪费严重
依照之前测试以及统计数据能够得出，王庄煤矿供电系统的功率因数在0.6~0.7之间，尤其是在一些较长距离的供电线路中，会出现非常多的无功电流，电能浪费极大。而且目前煤矿的吨煤电能消耗值呈现逐年增加的趋势。
2.2变压器容量利用率偏低
带载能力欠缺变压器带负荷能力计算公式如下：Pw=Py×βMcosφ式中：Pw表示变压器带负荷能力，kVA；Py表示变压器容量大小，kVA；βM表示变压器负荷率，通常按照80%计算；cosφ表示功率因数。
2.3供电系统末端电压低，机电设备启动困难
由于供电系统存在相对多的无功电流，使系统压降较大，用电高峰阶段极易导致功率大的机电设备启动困难。近3年来，由于线路末端位置电压降低而导致正常生产时间以及产量受到影响的程度越来越严重，呈现逐渐递增的发展趋势。
3矿井供电系统节能环保的生成路径
3.1供电系统的优化
3.1.1井上供电系统的优化
首先，要对空调和运输系统的双回路供电进行改革，增强用电的安全性和灵活性，避免因二级负荷停电而造成整个系统崩溃，甚至给整个矿井运作带来安全隐患。其次，独立设计工作区、生活区和办公区用电系统，尤其是对于生活区和办公区，一定要配备专门的供电设施，以避免工作用电过大，引起其他方面用电短缺，确保对电能的合理分配和高效使用。
3.1.2井下供电系统的优化
首先，在矿井区域利用环形供电技术，减少负电荷时间，这样不仅可以增强用电可靠性，而且能够增强供电灵活性，在确保节能省电的同时，提高供电效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，杜绝进行交配用电，各部门用电电路要独立运行，集中供电极易引发安全隐患，且集中供电区域的一个小问题很容易造成整个供电系统的崩溃，最终造成井下停工而提高事故风险。
3.2关键设备的优化
3.2.1降低变压器损耗
在煤矿供电系统的节能降耗中，还可以采用配电变压器的经济运行来实现。选择适合的供电系统进行电压的运行，降低配电变压器的损耗。配电变压器不适合在电压过高的情况下工作，如果电压过高，那么其损耗会大幅度增高。如果过电压过高，那么配电变压器的损耗则增长的更快。例如，配电变压器如果处于过电压5%的情况下工作，那么其损耗将增加15%左右；如果在过电压10%的情况下工作，配电变压器的损耗会增加到50%以上。另外，如果供电系统的电压过高，配电网变压器的空载电量就会显著增加，供电系统的务工损耗量也会随之增加，长期如此会导致变压器的设备绝缘老化程度变快，配电变压器的综合使用寿命也会大大缩短，因此要想实现煤矿供电系统的节能降耗，需要让配电变压器在适合的电压下工作，经济运行才能够更好的节省电量。
3.2.2电动机节能
在矿井生产中最常见的电动机是异步电动机，它的功率与效率之间呈正比例关系，在整个系统的无功功率中，异步电动机占据七成多，空载功率因素处于0.2-0.3范围内，当达到满载时，功率因数能够达到0.85-0.89。因此，在设计矿井供电系统的架构时，一定要选用容量能够达到满负荷标准的电动机，以最大程度地降低电动机能耗。
3.2.3节能灯具的推广使用
在煤矿供电系统节能降耗的过程中，还可以推广使用节能灯具。煤矿厂的照明等的总功率是非常大的，负荷也很大，电的损耗量是非常可观的。如果将照明的灯具全部使用节能灯进行替换，那么照明系统可以大量节约用电，并且节能灯和一般的白炽灯相比，亮度更亮，寿命更长，节约的电量也更多。除此之外，还可以不断提高照明系统的智能化，采用智能化操控、声控、时控等多种控制办法更加智能的控制照明装置，让照明装置能够及时的断电，从而起到节能降耗的目的。
3.2.4无功功率补偿设备的合理选用
无功功率补偿设备的合理选用也能够起到煤矿供电系统的节能降耗的目的，无功功率补偿装置的安装和改造，也就是无功功率补偿，在供电系统中起着至关重要的目的，可以有效提高电网的功率因素，还可以有效降低供电变压器和输送线路中的损耗，更好地提高供电的效率，改善供电的质量。因此煤矿厂安装低压配电室电容补偿柜，可更好地实现无功功率的补偿，更好地节能降耗。
3.2.5变频调速设备的合理选用
变频调速设备的合理选用也可以有效节能降耗，具体的变频调速的方式可以对原有的机电设备进行模式的控制和升级改造。采取这种方式可以节约大量的电能资源，还可以解决机电设备利用不足的问题，更好地实现机电设备系统运行电能转换的效率，延长机电设备的使用寿命，提高机电设备的工作性能，从而节约机电设备的维修费用，减少维修机电设备的工时和投入。例如，对于泵类等煤矿井下大功率的采煤机电设备采用变频调速控制，其单机平均节点效率可以达到30%～70%左右，这样的技术升级改造方式适用于恒转矩负载系统，采用这种方式平均节电率可以达到18%～45%左右。在这一基础上，还可以采用变频调速的方式进行控制，让机电设备都能够在在软启动的状态下工作，启动时不会有较大的电流冲击，使用起来也有更强的安全性，可以延长机电设备的综合使用寿命。
结束语
总而言之，矿井供电系统节能环保的生成是一个复杂的系统工程，在实践维度要灵活采取有效措施提高系统运行效率，全面降低电损，而这就要求相关主体立足于矿井生产实际，对供电系统、供电设备、供电管理等进行合理建构，这样才能最大程度地降低矿井电能损耗，提高矿井环保水平，拓展矿井生产效益空间。
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论文作者:姜博
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
标签：供电系统论文; 矿井论文; 煤矿论文; 变压器论文; 电能论文; 节能论文; 机电设备论文; 《防护工程》2018年第31期论文;