煤矿电气综合节能设计

赵凯

摘 要：随着煤矿的大型化发展，对于电能的需求越来越大，伴随着电能的消耗增加，研究煤矿电气的节能设计，成为了对于煤矿发展及社会发展来说，十分重要的方向。

关键词：煤矿电气;节能;能耗

煤炭资源是我国重要的能源支撑，我国是世界上用煤产煤的大国，特别是近些年，大型化煤矿的建设为我国的经济发展提供了重要的支撑。在煤矿建设开采过程中，煤矿的用电问题也成为了人们要考虑的问题，特别是随着建设节约型社会的需求，如何进行煤矿电气的节能设计成为人们关注的重点。煤矿电气的节能设计，需要从整体上进行考虑，我国目前处于广泛的发展阶段，对于节能体系的建设尚不完备，因此，对于煤矿电气节能进行研究，具有重要的现实意义，良好的节能设计体系，对于经济社会的发展起到巨大的推动作用。

1 煤矿电气节能设计的必要性

电气生产领域，电气自动化的出现时间并不长，但对于人们的生产生活具有重大的影响，特别是在工业生产中，电气自动化的应用，为工业生产取得了良好的经济效益，并且可以实现较高的生产效率，改善生产加工的条件，降低人工生产带来的成本。随着经济技术的不断进步，国家制定了相应的节能政策，建设节约型低碳社会成为了人们的共识，技能技术的发展成为了人们研究的重点，在煤矿行业同样需要进行节能化的设计[1]。对于煤矿行业的节能设计来说，采用先进的自动化技术实现节能化的设计，对于煤矿的生产发展具有重要的作用。

煤炭行业的广泛发展，各种大型化煤矿的不断出现成为了煤矿发展的方向，而随之出现的就是对于电能的需求的增加，用电负荷不断增高，在这种情况下，进行煤矿电气的节能设计到了刻不容缓的地步。采用先进的自动化节能技术，不仅可以降低对电能的需求，在社会建设、环境改善方面也具有积极的意义。同时，在大型化的煤矿建设中，伴随着科学技术的发展，随之用到的各种新型的电气设备数量繁多，这些设备的利用产生一定的谐波，这些谐波的存在，一方面提高了单个设备的使用性，但在整体中，过多的谐波存在对彼此之间的设备造成扰动，使得系统的整体运行出现问题[2]。采用先进的煤矿电气综合节能设计，来减小设备的使用量，保证系统的稳定运行，是一种行之有效的方式。因此，对于煤矿电气进行综合节能设计是势在必行要做的工作。

2 煤矿电气自动化节能技术原则

进行煤矿的电气自动化节能设计，依据节能化的目标，通过对电气系统的设计优化，实现较小的能耗实现生产的目的。在进行电气节能设计过程中，首选要保证系统的功能需求。对于煤矿生产来说，首要的是要保证生产过程的顺利运行，节能优化的电气系统要能满足需求，不可为了节能而减少了必要的设备，从而影响到煤矿正常的生产运行。在节能设计中，以系统需求为主，满足生产过程的正常运行。

在进行煤矿电气的节能设计时，对于相关设备及技术的应用，要优先选取先进性的设备及技术，这样在保证生产的情况下，先进的设备及技术能在较长的时间内，保证设备的运行及技术的使用不会落后，可以相对长时间的为生产过程提供支持。同样的，进行煤矿电气节能设计的目的是减少能耗，降低成本，实现较好的经济效益。在设计过程中，也要充分考虑所选取的设备及技术的成本，对于煤矿的实际应用来说，要追求经济利益的最大化，进行设备及技术的选取时，要在成本及使用时长上进行综合考虑，不可仅仅追求先进性而忽视了成本，导致增加了煤矿运行的其他负荷。

3 煤矿电气综合节能设计的技术实施

3.1 减少电力传输中的能源消耗

在电力进行传输的过程中，对于给定的电能是有所消耗的，这部分消耗的电能对于生产过程没有任何的帮助，进行电气的节能设计，要减少电力在传输过程中的消耗，提高电能的利用率，实现电能的高效率利用。对于传输过程中损失的无用电能，主要的原因是由于电路传输中电阻的存在，在传输过程中，电路的电流保持不变，这样对于电能的计算，要针对传输中电阻采取一定的措施，减小电路中的电阻，从而可以减少传输过程中的能源消耗[3]。

电阻对于导电电线来说，是其自身的固有属性，要减小电路的电阻，就要从影响电阻的因素出手，在进行煤矿电气综合节能设计时，进行电线选取时，要优先选取电阻较小的电线，电导率对于电阻的大小有直接的影响，要选取电导率小的导线，降低导线的电阻值;单根导线的横截面积影响电阻值的大小，在电力负荷的要求中，要选取横截面大的导线，降低导线的电阻值，减小能耗;在进行电路及电力设备的布置设计时，要尽量的减小供电设备与用电负荷之间的距离，从而可以减小所使用的电线的距离，同样，在进行电路铺设时，尽量采用直线的方式减小所需铺设的电线的距离，从而可以降低传输过程中的消耗。

3.2 选用能耗小的变压器

变压器是煤矿电气线路中的重要设备，其工作原理如图1所示，变压器在改变电压的同时，还具有匹配电路中的电阻值，稳定功率的作用。在对煤矿电气进行节能设计中，变压器的选择使用对于节能的实现具有重要的影响。

在进行变压器的选择使用时，在保证使用需求的基础上，优先选取功率小的变压器，变压器的功率对于能源的消耗所占比重较大，因此，应优先选择功率小的变压器。其次，在变压器的类型上，选用三相四线制、单相自动补偿的变压器，采用单相自动补偿的变压器可以保证在电路传输过程中，电流值的稳定性，使得电路系统处于平衡状态，这样可以降低变压器所需的能耗。

3.3 选用无功补偿装置

采用无功补偿装置进行煤矿电气的节能使用，用来补偿无功功率造成的能源消耗，是实现节能设计的有效方式。无功补偿装置可以减小输电线路中变压器的消耗，从而可以实现节能的目的。

对于无功补偿装置，最好的方式就是进行就地安装，这样磁能最大限度的利用无功补偿装置的优势，实现节能的目的，无功补偿装置的接线图如图2中所示。在进行无功补偿装置的选择时，要结合煤矿的实际应用情况进行选择，筛选符合要求的无功补偿装置。

3.4 其他节能技术措施

在煤矿电气的节能设计中，在综合的电路中，对于谐波的出现，可以采用有源滤波器进行抑制谐波的作用，同时可以补偿无功，保证电路系统的稳定运行。在用电设备的选择上，也可以选用一些节能的设备，例如高效的节能灯，从用电端来降低对于电能的需求，也可以实现节能的目的。

4 结论

煤矿电气的节能设计，是符合现代化社会发展需求的，对于煤矿电气的节能设計来说，采用先进性的设备及关键设备的选用是进行节能设计的一部分，在进行电路的综合设计时，对于无功补偿装置、有源滤波器等调整设备的选用，也是实现节能设计的有效手段。对于煤矿电气的节能设计，要从多个方面出发，综合考虑，实现电气系统的综合节能。

参考文献：

[1]安华.煤矿电气自动化节能设计原则分析[J].山东工业技术，2018（15）：81.

[2]李宾.煤矿电气综合节能技术的研究与应用[D].青岛：青岛科技大学，2018.

[3]丁亮.煤矿电气自动化节能设计思路解析[J].科技创新与应用，2017（20）：100-101.