落后金属露天矿供电网络节能的必要性

【摘要】国内建有相当数量的金属露天矿，其中很多都建设于建国初期，年代久远，供配电系统设计理念落后，能耗高，非常不利用节能，也给矿山单位增加了运营成本，因此本文就某金属露天矿供电网络节能优化的必要性进行论述。

【关键词】露天矿;供配电系统

我国金属矿产的分布比较广泛，种类繁多，储量丰富，多种金属矿的储量居世界首位。露天开采是把覆盖在矿体上部及其周围的浮土和围岩剥去，把废石运到排土场，从敞露的矿体上直接采掘矿石，与地下开采相比，露天开采资源利用充分、贫化率低，适于用大型机械开采，建矿快，产量大，劳动生产率高，成本低，劳动条件好，生产安全。国内建有相当数量的金属露天矿，其中很多都建设于建国初期，年代久远，供配电系统设计理念落后，能耗高，非常不利用节能，也给矿山单位增加了运营成本，因此本文就某金属露天矿供电网络节能优化的必要性进行论述。

1、露天矿供电网络现状

金属露天矿因其开采工艺特点，用电设备较少，功率大，设备用电电压高。其供配电系统较常见的有两种情况，一种是自周边区域变电站引6kV或10kV中压电源经配电站直接向设备供电;一种是自周边区域变电站引35kV高压电源经变电站降压为6kV或10kV中压向设备供电。

本文举例的露天矿建设于建国初期，因历史原因其设备用电电压采用6kV这一电压等级，采用2回6kV架空线分别向坑内设备供电，供电电源均采用6kV直接引自周边区域变电站。实际运营情况中，该露天矿还存在现场设备启动困难，运行不稳定等問题。

每回6kV架空线所带负荷见下表：

2、采场现状线路电压损失及电能损耗计算

1.1 计算参数

根据露天矿现状及参考《工业与民用供配电设计手册》（第四版）得各线路相关参数见下表：

1.2 单回电压损失计算

1、电能损耗计算

2、采场现状分析

由上述计算可见，本采场单回线路电压损失高达9.566%，远远高于5%的电压损失限值，而电能损耗也高达139.76×104kW·h，按照0.55元/kW·h的工业电费估算，电费也高达76.9万元，极大的提高了采场的运行成本。产生上述问题的原因如下：

2.1 功率因数低，因该采场采用6kV电压供电，中间未经过任何无功补偿，其功率因数为电机的自然功率因数约0.8，功率因数低不仅增加了线路的损耗及电压损失，也降低了线路的供电能力。

2.2 供电电压等级低，采用6kV电压供电。

2.3 供配电系统不合理，该采场所有用电设备均T接于6kV线路，为满足所有设备的接电需求，因此供电线路过长。

3、采场供电网络节能优化

结合上述问题，该采场改为自周边区域变电站引1回35kV电源向采场供电，在坑口位置建立2套移动式35/6kV变电站（电源均T接于35kV供电网络），分别经无功补偿后各向坑内提供2回6kV电源。

优化后线路参数见下表

线路电压损失为2.0%，电能损耗约为32.02×104kW·h，折电费约17.61万元，与原系统相比电费支出减少59.29万元。

结论：

综上所述，国内或多或少的落后金属露天矿存在与上述采场相似的困境，进行改进或需投入大量人力物力，或会影响生产，但若结合每个采场实际情况，经过合理的经济技术比较后优化，从长远来看，大大的有利于采场节能，优化运行成本。

参考文献：

[1]中国航空规划设计研究院有限公司.《工业与民用供配电设计手册》（第四版）.北京：中国电力出版社，2016.

[2]中国有色金属工业协会.《有色金属矿山节能设计规范》GB50595-2010.北京：中国计划出版社，2011.

作者简介：

唐超（1987.09-），山东邹城，男，汉，本科，中级，主要从事设计工作。