煤礦電氣自動化節(jié)能設計原則分析

趙楠

摘要：本文就煤礦電氣自動化節(jié)能設計原則進行分析，分析何為電氣自動化、電氣自動化在現(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)應用的意義以及所應用的策咯，為下一步煤礦電氣自動化的發(fā)展提供相應的方向，為相關人員提供借鑒。

關鍵詞：煤礦;電氣自動化;節(jié)能設計;原則

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的需求不斷增加，煤礦企業(yè)作為我國的支柱型企業(yè)，其重要程度不必多言，而煤礦工程通常存在著安全隱患，因為之前的煤礦企業(yè)并沒有電氣設備的應用，僅僅靠人工，可能因為某些失誤就會造成安全事故，但現(xiàn)階段我國的煤礦企業(yè)大多數(shù)引用先進的設備，進而使煤礦的開采變的自動化與設備智能化，自動化與智能化的應用能夠很大程度上降低安全事故的發(fā)生，進而提高采礦的效率，增大企業(yè)的經(jīng)濟效益。

一、電氣自動化簡介

所謂的電氣自動化指的是運用計算機技術、新型信息技術以及相關的先進控制理論投入到相關的工業(yè)生產(chǎn)里去，進而通過一定的管理上面的優(yōu)化以及控制達到降低能耗與提高生產(chǎn)的一項綜合性技術。電氣自動化的構成成分較多，主要包括軟件的自動化、硬件的自動化與系統(tǒng)的自動化。在現(xiàn)階段的生產(chǎn)中運用電氣自動化能夠很大程度上確保煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中的安全，提高采煤的效率，進而提高煤礦企業(yè)的競爭力。

二、電氣自動化在現(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)應用的意義

我國的煤礦資源眾多，但相應的我國的人口也很多，每年需要耗費大量的煤礦資源，在現(xiàn)階段我國的國民經(jīng)濟的構成中，煤礦資源占據(jù)了較大的比重。同時煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展直接影響著我國的經(jīng)濟發(fā)展。在以前我國的經(jīng)濟并不發(fā)達的情況下，我國的煤礦開采企業(yè)通常會出現(xiàn)較多的安全事故，進而導致在開采的質(zhì)量與效率上得不到保證，直接降低了企業(yè)的經(jīng)濟效益，但近年來，我國的經(jīng)濟不斷發(fā)展，科技不斷的進步，煤礦企業(yè)的開采設備逐漸向自動化與智能化方向發(fā)展，大量設備的智能化能夠保證采礦事業(yè)的安全運行，進而保證了采煤的效率，降低了事故的頻發(fā)性。所以企業(yè)應注重對于煤礦電氣自動化的發(fā)展，使煤礦企業(yè)向著科學化的方向發(fā)展。

三、煤礦電氣自動化節(jié)能設計應遵循的原則

（一）可持續(xù)性

煤礦電氣自動化節(jié)能設計的目的是通過合適的方法對資源進行回收與利用，所以具有著需要具備可持續(xù)性。這是煤礦電氣自動化節(jié)能的重要原則，因為可持續(xù)性也直接影響到了我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。所以在進行煤礦電氣自動化節(jié)能的設計時，相關的設計人員要從我國的具體發(fā)展狀況出發(fā)，實事求是的來進行煤礦電氣自動化的節(jié)能設計。

（二）安全可靠性

在進行煤礦電氣自動化的設計時，電氣設備的安全運行是最為關鍵的，也是根本，設備的安全運行才能保證后續(xù)工作的進行，所以這就要求進行煤礦電氣自動化節(jié)能設計的人員注重安全性與節(jié)能性的關系，確保煤礦電氣自動化節(jié)能設計能夠在安全的環(huán)境下運行。

（三）減少對于環(huán)境的影響

煤礦電氣自動化節(jié)能設計的根本目的是在于減少對于環(huán)境的影響，節(jié)約了能源不僅僅能滿足國家的要求還能推動煤礦企業(yè)。還能提高煤礦企業(yè)的競爭力，進而在現(xiàn)階段激烈的企業(yè)競爭中取得競爭優(yōu)勢。

（四）對配電設計進行優(yōu)化

在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程中最重要的是保證煤礦設備的正常運行，而保證煤礦設備正常工作的前提就是用電設備的正常運行，因此，要對電力設備進行優(yōu)化，另外，進行配電設備的設計時，相關的設計人員要考慮到整個煤礦電氣自動化的所需供電以及負荷的容量，進而確保整個電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、靈活高效的運行。

四、電氣自動化在現(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)中的應用

（一）在通風系統(tǒng)的應用

通過以往的經(jīng)驗來看，煤礦企業(yè)的工作環(huán)境十分惡劣，通風性能較差，但運用電氣自動化之后，煤礦企業(yè)能夠使用分層以及分散的方式進行煤礦通風自動化系統(tǒng)的設計，同時，煤礦企業(yè)也可以采用多機備用技術與光纖傳輸技術進行煤礦通風系統(tǒng)的優(yōu)化通過運用煤礦通風自動化，對煤礦工程的生產(chǎn)環(huán)境有著極大的改善。

（二）在排水系統(tǒng)的應用

在煤礦工業(yè)，排水系統(tǒng)至關重要，主要作用為以下幾方面：（1）當工作人員不在設備旁邊時，煤礦的自動化排水系統(tǒng)能夠根據(jù)實時的情況進行水閥的開關，進而確保排水機械的合理調(diào)度，能夠保證排水工作的節(jié)能效果，提高了排水的效率。（2）能夠?qū)φ麄€系統(tǒng)起到保護作用，防止過載、負壓以及泄露等現(xiàn)象的發(fā)生。（3）能夠?qū)崟r向控制室提供泵房的數(shù)據(jù)，進而掌控著整個設備的運行情況，可以對排水系統(tǒng)進行遠程的控制。（4）運用煤礦排水系統(tǒng)的電氣自動化能夠?qū)崿F(xiàn)手動、自動與遠程控制。在運用煤礦排水系統(tǒng)的自動化時，要對煤礦自動排水的軟件進行實時的更新并提出相關的管理策略，進一步的提高煤礦自動化排水系統(tǒng)的智能化。

（三）在供電系統(tǒng)的應用

在煤礦企業(yè)中，供電系統(tǒng)是最為關鍵的一環(huán)，而供電系統(tǒng)主要是由四個部分所組成，包括：綜合保護器、地面集控中心、傳輸通道以及監(jiān)控分站。綜合保護器的功能為遙測、遙信以及遙控等等。而監(jiān)控分站的作用是進行連接，對其中的設備信息進行收集以及交換，然后實現(xiàn)設備信息的協(xié)議統(tǒng)一。我們可以利用以太網(wǎng)對監(jiān)控中心進行連接，連接到各個變電站，進而讓系統(tǒng)的內(nèi)部形成一個可以互相傳輸?shù)耐ǖ溃褂迷撏ǖ缹⒄麄€系統(tǒng)的運行情況進行實時的反應，另外對網(wǎng)絡性能加以穩(wěn)定，讓其不受到其他信號的影響，從而保證整個供電系統(tǒng)的運行。

五、煤礦電氣自動化節(jié)能設備的應用策略

（一）對電動機進行選擇

煤礦在進行開采時，大部分的電動設備是通過電動機經(jīng)過傳動裝置來進行運動的，在整個煤礦自動化系統(tǒng)中，除卻機械裝置以及附屬系統(tǒng)以外，都需要電動機參與其中，而電動機的效率與負載是息息相關的，所以選擇電動機顯得尤為重要，因為選好電動機也能起到節(jié)能的效果。而在進行電動機選擇時，要根據(jù)實際的生產(chǎn)狀況進行選擇。例如：對于某些不調(diào)速的設備或某些年負載工作時間較長的設備，優(yōu)先選用高效率的電動機，在進行電動機的選擇時，我們可以根據(jù)負載的大小以及利用的時間進行選擇，選擇最適合現(xiàn)階段生產(chǎn)的電動機。在進行煤礦開采時，大部分的設備需要使用到感應電動機，感應電動機的優(yōu)勢較多，在部分設備容量大與變速要求高的設備中應用較為廣泛。但是在進行感應電動機的應用時，要確保不能空載運行，若負載過于低，可以裝設上節(jié)電器，進而實現(xiàn)降壓，使電動機的效率與功率得到提高，在降壓以后也要確保電動機的功率。當使用容量大的電動機時，若額定容量大于負載的容量便可以使用。

（二）對變壓器進行選擇

變壓器的選擇也是在煤礦電氣自動化設備中重要的一環(huán)，因為變壓器負責著升降電壓以及匹配阻抗，所以進行變壓器的選擇時，需要考慮到以下幾方面，首先要對變壓器的容量進行選擇，減少變壓器自身所帶來的損耗，進而達到節(jié)能減排的效果;其次要使用相同線制的變壓器，進而提高傳輸?shù)姆€(wěn)定性，達到負荷的平衡。需要相關人員注意的是，某些舊型號的變壓器，由于技術上的問題，和現(xiàn)階段的線制并不相符，會在一定程度上使得煤礦電氣設備耗能增加，使煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益降低。同時變壓器的相對位置會影響著變壓器的性能，所以工作人員要注重于變壓器的位置安放，要將變壓器安放在電力負荷的中心處，不僅僅使電能輸送的距離縮短，而且也極大程度上降低了電能的消耗。

（三）使用無功補償裝置

無功補償裝置是一項對電力傳輸過程中無功功率進行補償?shù)囊豁椉夹g，而且此裝置有著結(jié)構較為簡單且價格較為低廉的好處，所以該裝置廣泛應用于各個領域，也是實現(xiàn)煤礦電氣設備節(jié)能的有效的手段。但是在進行此項技術的應用時，相關的工作人員要注意以下幾個問題：首先要進行理念上的轉(zhuǎn)變，要對無功補償裝置的機理有著充分的了解，制定合適的管理維護的方案，對該設備實行定期的維護，同時，對整個設備的控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，進而達到補償裝置節(jié)能效果的最有，對該裝置的投切方式進行篩選，防止出現(xiàn)震蕩以及倒送的現(xiàn)象。

（四）對調(diào)速系統(tǒng)進行選擇

有些設備的負載變化較多且與速度的關系較為緊密，想要避免在運行過程中出現(xiàn)浪費，就必須對調(diào)速裝置進行選擇，而調(diào)速系統(tǒng)的選擇要根據(jù)實際的工作情況來進行選擇，例如在感應電動機上，我們所需要用的調(diào)速是變極調(diào)速、變頻調(diào)速以及改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，不同的調(diào)速系統(tǒng)適用于不同的情況，所以要根據(jù)實際的情況來選擇調(diào)速系統(tǒng)，例如恒轉(zhuǎn)矩負載，有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速裝置的節(jié)能效果并不理想，所以要選擇高效的調(diào)速裝備，進而達到節(jié)能的效果。

六、結(jié)論

綜上所述，我國的煤礦企業(yè)電氣自動化還在途中，還需要注意諸多的事項，我們在進行自動化的應用時，應該考慮到諸多的方面，進而促進煤礦電氣自動化的程度。我們不應僅僅在設備上提高要求，還要加強相關人員的專業(yè)意識，確保能夠熟練的應用先進的設備，加強其責任意識，煤礦企業(yè)是我國的能源性企業(yè)，也是用電的大戶，所以我們應對我國煤礦企業(yè)的電氣自動化加以重視，進而促進我國煤礦企業(yè)的發(fā)展。

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