煤礦電氣自動化節能設計思路解析

丁亮

摘 要：隨著現代化進程的不斷加快，各個領域在不斷發展過程中產生的能源消耗也越來越大，污染越來越嚴重，人類文明發展與生態環境保護之間的矛盾也逐漸被激化。為了有效的遏制人類發展對自然環境的破壞，減少工業發展過程中對能源的消耗，我國始終堅持節能減排的思想，在科學技術不斷發展的過程中，節能減排技術也逐漸得到了廣泛的普及與應用。文章針對煤礦企業電氣自動化設計中，如何實現節能減排的目標進行了分析，并對其設計思路以及設計過程中的注意事項展開了討論。

關鍵詞：煤礦企業；電氣自動化；節能設計

中圖分類號：TD40 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）20-0100-02

引言

我國國土面積廣闊，煤礦資源豐富。然而，在煤礦企業施行電氣自動化開采的過程中，對電能的消耗量較大，與當代節能環保的理念相沖突，務必要在技術方面實行改革。電氣自動化節能技術是一項較為先進的新興節能技術，在煤礦企業使用的過程中，務必要明確其設計思路，并為煤礦企業的電力系統節能問題指明了方向。

1 我國煤炭企業電氣自動化節能技術設計的概述

從我國目前的情況來看，煤炭企業在未來的發展中，項目規模會越來越大，其電力系統中的供電負荷也會不斷增加。在如今的大環境下，電氣自動化節能技術在煤炭企業發展中的作用，也越來越重要，不僅能夠有效的降低供電系統中對電力能源的消耗，還能有效的改善煤炭企業的施工環境。

然而，在科學技術的不斷發展過程中，各類先進科學技術的使用，導致煤礦施工環境受到了嚴重的污染，諧波就是其中的一種。不僅影響電力能源的正常傳輸，還會造成電力能源的無端浪費，使電氣設備在長期的使用過程中，不斷出現老化、破損等故障。由此看來，無論是從經濟效益還是節能減排的目的上來看，在煤礦企業發展過程中，施行電氣自動化節能技術都是勢在必行的。

2 煤炭企業電氣節能設計應遵守的原則

2.1 充分考慮設計的經濟性原則

煤炭企業在生產經營的過程中，必須保持以盈利性為目的的基本原則。因此，在電氣自動化節能設計的過程中，務必要將設計中的經濟性原則作為主要原則，最終實現企業經濟效益的最大化。由此看來，在電氣自動化節能設計的過程中，不能為有效的節約能源、降低能耗而損失煤炭企業自身的利益，在設計節能減排方案的同時，也要兼顧效益的回收。

2.2 充分考慮設計的技術性原則

科學技術的發展是生產力不斷提升的標志，因此，在煤炭企業電氣自動化節能設計的過程中，要充分的考慮到設計方案中的技術性原則，將其作為設計中的核心原則來使用。在技術選擇的過程中，在保證其經濟性的基礎上，盡可能使用最新的科學技術，從而實現煤炭企業節能減排的目標。也就是說，在自動化設備的選擇中，要充分地考慮設備的技術含量。在人才的儲備過程中，也要重視人才的專業技術水平。

2.3 充分考慮設計的功能性原則

煤礦企業電氣自動化節能設計的過程中，不能僅僅考慮到其經濟性原則與技術性原則，還要充分的考慮其功能性原則。不能因為節能，而降低必需的照明用電。不能為了提高經濟效益，而減少風機的安置數量。無論是煤礦企業的經濟性目的、技術性目的，還是節能減排的目的，在實現的過程中，都要優先考慮其功能性原則，在確保煤礦企業能夠正常工作的情況下，才能實現其他相關目的。

3 關于煤炭企業電氣自動化節能設計思路的解析

3.1 降低電能消耗

為了有效的降低煤礦企業日常生產中所消耗的電源，可以從降低電氣傳輸過程中的電能消耗入手，從而有效的降低其中的供電負荷，最終實現電能總消耗量的減少。通常情況下，電能傳輸過程中，導線的電阻也會產生一定的電能，從而導致了功率消耗現象的發生，進而使得煤礦企業的供電系統時常出現不穩定的狀態與情況。從目前的情況來看，若要有效的降低電能傳輸過程中產生的損耗，就務必要降低導線的電阻。從理論上來看，導線中的電阻始終與其電阻率以及導線長度成正比，與導線的橫截面積成反比。因此，在降低導線電阻的過程中，可以采用兩種方法來進行。

首先，可以采用增加導線橫截面積的方法來增加導線中的電阻；其次，可以在設計電流傳輸路線的過程中，盡可能的縮短傳輸路線的長度。也可以在選擇導線的過程中，選擇電阻率較低的導線進行使用，從而有效的降低了導線中的電阻， 最終實現降低導線中電能損耗的目的。

除此之外，在電力供應路線的設計中，要盡可能的縮短供電設備與負荷間的距離，從而縮短導線傳輸的長度，達到降低電阻，減少電能消耗的目的。

3.2 合理選擇變壓器

在煤礦企業電力傳輸的過程中，變壓器不僅能夠承擔電壓的升降工作，還能起到合理匹配抗組的作用。因此，在煤礦企業電氣自動化節能設計過程中，務必要根據煤礦企業電力傳輸的實際情況，選擇最為適合的變壓器進行使用。具體內容包括以下幾個方面：

首先，在功率方面。在確保煤礦企業電力供應正常的情況下，盡可能選擇功率相對較小的變壓器進行使用，從而有效的降低變壓器傳輸過程中所造成的電能損失與功率消耗。

其次，在變壓器的選擇過程中，盡可能的選擇單相自動補償或者是三相四線制的變壓器。此類變壓器在使用的過程中，可以確保電流在傳輸的過程中始終保持在平衡的狀態，從而有效的降低變壓器的電能消耗。

3.3 在無功補償設備方面的應用

有功功率系統與無功功率系統是煤礦電氣自動化系統中的兩大組成形式，從電能實際的傳輸情況來看，無功功率所占比例相對較大，由此看來，在煤礦電氣自動化設計過程中，無功補償設備的使用，可以對無功功率產生的電能消耗進行補償。通常情況下，在選擇無功補償設備的過程中，應注意以下幾點內容：

（1）無功補償設備的選擇，要符合實際運行參數。除了實際運行參數以外，還要充分考慮到設備的容量、適用電壓以及功率因數等因素，從而做出最為科學、合理的選擇。

（2）在選擇無功補償設備的過程中，要重視投切方式的合理性選擇。在實際的選擇過程中，可以將投切參數的物理量作為參考依據。既能有效的提高所選設備的適用范圍，提高其準確系數，還能夠對倒送、振蕩等情況起到有效的預防作用。

（3）由于無功補償設備用于煤礦電氣自動化節能設計當中，因此，在選擇設備時，應以煤礦供電系統的實際情況為基準，從而有效的降低供電電能損耗。從無功補償設備實際的使用情況來看，設備的選擇會受多方因素的影響而產生變化。例如：供電系統中的負荷情況。為了實現其節能降排的目的，在負荷較小的情況下，應選擇靜態的無功補償設備。負荷較大的情況下，則應選擇動態的無功補償設備。

（4）在無功補償設備的安裝過程中，要采用就地安裝的方式，從而使其能夠實現就地補償的效果。從而有效的實現了降低電能消耗，節約供電能源的目的。

3.4 有源濾波器的應用與選擇

近年來，煤碳開采技術水平突飛猛進，許多先進的科學技術都應用到了煤碳開采工作當中。隨著這些先進技術設備使用數量的不斷增加，諧波數量也不斷增加。諧波的存在，必將使供電設備的使用性能受到一定的損害，不僅降低了電能的傳輸效率，也降低了供電設備的可靠性與使用過程中的穩定性，最終導致了電能損耗效果的增加。不僅如此，由于諧波的長期存在，電力系統的供電質量也會大打折扣。當供電設備正式啟動時，大量的諧波會影響整個供電網絡中電壓與電流的穩定性，使其很難保持正常的工作效率。有源濾波器的存在，不僅可以有效的抵制諧波對電網供電的影響，還能提高無功補償的效果。從其功能上來看，如果有源濾波器采用并聯的形式，則可以有效的消除電流諧波；若采用串聯的形式，則可消除電壓諧波。由此看來，有源濾波器在使用的過程中，不僅能夠有效的降低電網系統中存在的運行風險，消除諧波所產生的危害，還能夠有效的改善當前電網的供電運行環境，確保供電設備在使用過程中的安全。

3.5 高效光源的選擇與應用

煤礦企業在采掘煤炭的過程中，除了一些露天煤礦的采掘以外，其他煤礦的采掘作業都需要進行井下作業，能見度較低。因此，高效節能的光源，是其必備的基礎設備之一，無論是井下巷道作業，還是井上的生產工作。高效光源的使用不僅有效的實現了節能的目的，還能有效的提高員工自身的節能意識，加強對環保建設事業的有效認識。在光源的選擇方面，提高光源的節能效果，盡可能的使用高效節能的光照產品，對煤礦電氣自動化節能設計打下了堅實的基礎。

4 結束語

綜合上文所述，煤礦電氣自動化節能設計中，無論是設計方法的選取，還是相關設備的選用，都要圍繞著節能降排的基本理念來施行?，F如今，隨著人類文明發展與自然環境保護之間的矛盾越來越嚴峻，節能環保已經成為了未來各項產業發展過程中的主題。因此，在煤礦電氣自動化節能設計未來的發展過程中，務必要根據煤礦電氣系統的實際情況，以及明確節能設計思路的重要性，從而有效的解決煤礦電氣自動化的進程與使用。

參考文獻：

[1]石愛文.談煤礦用電氣自動化控制設備可靠性的提高[J].城市建設理論研究：電子版，2015，5（36）.

[2]楊錦峰.單片機在煤礦電氣自動化系統控制中的選型及應用[J].華東科技：學術版，2015（06）：380.

[3]姜志華.關于電氣自動化控制在礦山生產中重要性及其節能設計的探討[J].科學與財富，2015，7（z1）.