煤礦電氣綜合節能設計

趙凱

摘 要：隨著煤礦的大型化發展，對于電能的需求越來越大，伴隨著電能的消耗增加，研究煤礦電氣的節能設計，成為了對于煤礦發展及社會發展來說，十分重要的方向。

關鍵詞：煤礦電氣;節能;能耗

煤炭資源是我國重要的能源支撐，我國是世界上用煤產煤的大國，特別是近些年，大型化煤礦的建設為我國的經濟發展提供了重要的支撐。在煤礦建設開采過程中，煤礦的用電問題也成為了人們要考慮的問題，特別是隨著建設節約型社會的需求，如何進行煤礦電氣的節能設計成為人們關注的重點。煤礦電氣的節能設計，需要從整體上進行考慮，我國目前處于廣泛的發展階段，對于節能體系的建設尚不完備，因此，對于煤礦電氣節能進行研究，具有重要的現實意義，良好的節能設計體系，對于經濟社會的發展起到巨大的推動作用。

1 煤礦電氣節能設計的必要性

電氣生產領域，電氣自動化的出現時間并不長，但對于人們的生產生活具有重大的影響，特別是在工業生產中，電氣自動化的應用，為工業生產取得了良好的經濟效益，并且可以實現較高的生產效率，改善生產加工的條件，降低人工生產帶來的成本。隨著經濟技術的不斷進步，國家制定了相應的節能政策，建設節約型低碳社會成為了人們的共識，技能技術的發展成為了人們研究的重點，在煤礦行業同樣需要進行節能化的設計[1]。對于煤礦行業的節能設計來說，采用先進的自動化技術實現節能化的設計，對于煤礦的生產發展具有重要的作用。

煤炭行業的廣泛發展，各種大型化煤礦的不斷出現成為了煤礦發展的方向，而隨之出現的就是對于電能的需求的增加，用電負荷不斷增高，在這種情況下，進行煤礦電氣的節能設計到了刻不容緩的地步。采用先進的自動化節能技術，不僅可以降低對電能的需求，在社會建設、環境改善方面也具有積極的意義。同時，在大型化的煤礦建設中，伴隨著科學技術的發展，隨之用到的各種新型的電氣設備數量繁多，這些設備的利用產生一定的諧波，這些諧波的存在，一方面提高了單個設備的使用性，但在整體中，過多的諧波存在對彼此之間的設備造成擾動，使得系統的整體運行出現問題[2]。采用先進的煤礦電氣綜合節能設計，來減小設備的使用量，保證系統的穩定運行，是一種行之有效的方式。因此，對于煤礦電氣進行綜合節能設計是勢在必行要做的工作。

2 煤礦電氣自動化節能技術原則

進行煤礦的電氣自動化節能設計，依據節能化的目標，通過對電氣系統的設計優化，實現較小的能耗實現生產的目的。在進行電氣節能設計過程中，首選要保證系統的功能需求。對于煤礦生產來說，首要的是要保證生產過程的順利運行，節能優化的電氣系統要能滿足需求，不可為了節能而減少了必要的設備，從而影響到煤礦正常的生產運行。在節能設計中，以系統需求為主，滿足生產過程的正常運行。

在進行煤礦電氣的節能設計時，對于相關設備及技術的應用，要優先選取先進性的設備及技術，這樣在保證生產的情況下，先進的設備及技術能在較長的時間內，保證設備的運行及技術的使用不會落后，可以相對長時間的為生產過程提供支持。同樣的，進行煤礦電氣節能設計的目的是減少能耗，降低成本，實現較好的經濟效益。在設計過程中，也要充分考慮所選取的設備及技術的成本，對于煤礦的實際應用來說，要追求經濟利益的最大化，進行設備及技術的選取時，要在成本及使用時長上進行綜合考慮，不可僅僅追求先進性而忽視了成本，導致增加了煤礦運行的其他負荷。

3 煤礦電氣綜合節能設計的技術實施

3.1 減少電力傳輸中的能源消耗

在電力進行傳輸的過程中，對于給定的電能是有所消耗的，這部分消耗的電能對于生產過程沒有任何的幫助，進行電氣的節能設計，要減少電力在傳輸過程中的消耗，提高電能的利用率，實現電能的高效率利用。對于傳輸過程中損失的無用電能，主要的原因是由于電路傳輸中電阻的存在，在傳輸過程中，電路的電流保持不變，這樣對于電能的計算，要針對傳輸中電阻采取一定的措施，減小電路中的電阻，從而可以減少傳輸過程中的能源消耗[3]。

電阻對于導電電線來說，是其自身的固有屬性，要減小電路的電阻，就要從影響電阻的因素出手，在進行煤礦電氣綜合節能設計時，進行電線選取時，要優先選取電阻較小的電線，電導率對于電阻的大小有直接的影響，要選取電導率小的導線，降低導線的電阻值;單根導線的橫截面積影響電阻值的大小，在電力負荷的要求中，要選取橫截面大的導線，降低導線的電阻值，減小能耗;在進行電路及電力設備的布置設計時，要盡量的減小供電設備與用電負荷之間的距離，從而可以減小所使用的電線的距離，同樣，在進行電路鋪設時，盡量采用直線的方式減小所需鋪設的電線的距離，從而可以降低傳輸過程中的消耗。

3.2 選用能耗小的變壓器

變壓器是煤礦電氣線路中的重要設備，其工作原理如圖1所示，變壓器在改變電壓的同時，還具有匹配電路中的電阻值，穩定功率的作用。在對煤礦電氣進行節能設計中，變壓器的選擇使用對于節能的實現具有重要的影響。

在進行變壓器的選擇使用時，在保證使用需求的基礎上，優先選取功率小的變壓器，變壓器的功率對于能源的消耗所占比重較大，因此，應優先選擇功率小的變壓器。其次，在變壓器的類型上，選用三相四線制、單相自動補償的變壓器，采用單相自動補償的變壓器可以保證在電路傳輸過程中，電流值的穩定性，使得電路系統處于平衡狀態，這樣可以降低變壓器所需的能耗。

3.3 選用無功補償裝置

采用無功補償裝置進行煤礦電氣的節能使用，用來補償無功功率造成的能源消耗，是實現節能設計的有效方式。無功補償裝置可以減小輸電線路中變壓器的消耗，從而可以實現節能的目的。

對于無功補償裝置，最好的方式就是進行就地安裝，這樣磁能最大限度的利用無功補償裝置的優勢，實現節能的目的，無功補償裝置的接線圖如圖2中所示。在進行無功補償裝置的選擇時，要結合煤礦的實際應用情況進行選擇，篩選符合要求的無功補償裝置。

3.4 其他節能技術措施

在煤礦電氣的節能設計中，在綜合的電路中，對于諧波的出現，可以采用有源濾波器進行抑制諧波的作用，同時可以補償無功，保證電路系統的穩定運行。在用電設備的選擇上，也可以選用一些節能的設備，例如高效的節能燈，從用電端來降低對于電能的需求，也可以實現節能的目的。

4 結論

煤礦電氣的節能設計，是符合現代化社會發展需求的，對于煤礦電氣的節能設計來說，采用先進性的設備及關鍵設備的選用是進行節能設計的一部分，在進行電路的綜合設計時，對于無功補償裝置、有源濾波器等調整設備的選用，也是實現節能設計的有效手段。對于煤礦電氣的節能設計，要從多個方面出發，綜合考慮，實現電氣系統的綜合節能。

參考文獻：

[1]安華.煤礦電氣自動化節能設計原則分析[J].山東工業技術，2018（15）：81.

[2]李賓.煤礦電氣綜合節能技術的研究與應用[D].青島：青島科技大學，2018.

[3]丁亮.煤礦電氣自動化節能設計思路解析[J].科技創新與應用，2017（20）：100-101.