煤矿供配电系统的绿色节能设计方法分析

唐攻坚

煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司 安徽 合肥 230041

1 煤矿供配电系统结构分析

我国煤矿项目应用不同电压的用电设备，并对应配备级别各异的供电系统，因此，会出现矿山内部存有多种不同类型供电与配电设施的情况，煤矿供配电系统情况愈加复杂。具体表现为以下方面：一方面，分区供电。煤矿一般划分为生活区与开采区，对电能的需求量有所不同，为保证用电安全并节约电能，采取分区供电的形式，根据各区不同用电负荷容量设计不同电压等级的变电所。又因为煤矿井下环境复杂性，井下供电电压级别复杂性，也因此表现出煤矿供电系统的复杂性[1]。

2 煤矿供配电系统的绿色节能设计方法分析

2.1 对供电电压与电源线路的节能设计

需要在设计供配电系统时，针对电压与电源线路方面严格保证设计的科学性与合理性，这样才能确保煤矿开采过程中用电的稳定性与安全性。应考虑电能的实际负荷情况，在此基础上，才能够调动技术力量，通过科学设计最大化发挥供电系统的节能功效，实现经济效益与安全性有机融合。在架设电源线路时，可根据实际用电需求，综合考虑所选用电缆线路的横截面积。对于小型煤矿场地，可根据实际用电需求，选择横截面较小的电缆进行架设，能够降低配电线路建设成本的同时，更能保证经济性。而对于大、中型煤矿场地，考虑到煤矿开采过程中的用电的稳定性与安全性，以及后期故障检修成本问题，应选择更大横截面积的电缆线路。供电电压的选择也是供配电系统中绿色节能设计的重要部分，电压的高低直接决定煤矿供配电系统的稳定性和持续性。一般在架设煤矿供配电系统时，要根据煤矿的电能需求进行架设，大型煤矿对电能的需求量会更大，为了保证煤矿开采用电的稳定性和安全性，最好选择等级较高的电压。此外，设计回路线时最好从不同的区域变电引入能够更好节约电能，保证用电稳定性和安全性。

2.2 严格筛选电气设备

不同类型的电气设备组成煤矿供配电系统，设计时要重视对电气备的选择，电气设备的质量与性能直接影响系统的稳定性与节能性。煤矿供电设备主要包括以下几种：

电动机，电动机是煤矿生产中常见设备，具有供电功率较大、工作效率较高、空载功率较低等特点。在煤矿供配电系统中，电动机占据系统中无功功率的主要部分，即超过70%。因此在电动机的设计上，为了达到绿色节能的目的，选择高效电动机，电动机功率应在经济运行范围内确定，找到电动机容量大小与实际用电需求之间的契合点。

变压器。设计应首要考虑损耗小的节能型变压器，以及能够调节电压波动的变压器。同样需要结合煤矿实际用电需求，进行合理设计，变压器应运行在经济运行区，负荷率宜为额定容量的60%左右，实现节能的同时，提升整体供电质量。

照明设备与其他设备。在选择设备时的第一标准就是保证设备的质量符合相关标准，并能保障配电系统整体运行安全。针对照明设备，为实现节能目的，可在满足照明标准的基础上减少单位面积中灯具的使用数量，并匹配相适应的节能控制方式。或者选用先进的节能设备，可以选择太阳能灯具、节能型荧光灯、LED灯具等。

2.3 重视提升供配电系统的功率因数

供配电系统功率因数的提升，可以控制配电系统运行过程中无功电能损耗。对此，煤矿电力相关技术人员应注重静电电容器的应用，实现无功补偿，使设备中电流传输的无功功率损耗减少，进而实现节能。可对高压进行集中补偿，对低压进行分散补偿，采取对电容器组进行合理安置，从整体上提升系统运行的效率。而对低压进行分散补偿时，对单相负荷较多的场所，需对电容器分相补偿配置，使分散补偿能充分发挥其作用，实现电能的节约。

2.4 立足于整体合理化设计

针对煤矿供配电系统的绿色节能要求，需要结合煤矿场地实际生产工艺状况，负荷分布情况，以保证供配电结构设计的科学性、合理性。合理布局变电所，缩短配电线路半径，减少供电线路的长度，控制电路输送期间的损耗，保证协调性，优化供电效率，减少电能损耗。根据工艺情况，合理选择调速设备，辅助煤矿企业实现绿色节能的目标。同时，还需要煤矿企业加强对现场的监督管理力度，深入贯彻节能指标，构建可靠合理的电力监控系统，增强节能工作的管控力度，多方面、细致性把握地面以及井下的用电耗能动态，便于及时优化电能供应方式，做到针对性节约电能。

2.5 加大管理控制力度

在对煤矿供配电系统绿色设计进行实现的过程中，单一靠设计往往难以实现，需适当加大管理控制的力度：首先，设立电力监控系统。了解煤矿中节能措施的实施情况，避免机电设备空转、灯具长明等现象，并对矿井下、地面的具体用电、耗能情况进行明确，以便于及时对电能供应模式进行调整，从而对电能进行有效节约；其次，加强节能的控制。在操作相关电力设备的过程中，相关技术人员应注重电力运行参数的掌握，全面分析系统可能出现的故障，并及时施予处理措施，使供配电系统运行效率提升，从而实现电能的有效节约[2]。

3 结束语

总之，开展煤矿供配电系统的绿色节能设计工作，不仅能够降低电能能耗起到节约能源的作用，还能保证煤矿用电的稳定性与安全性，同时可以降低煤矿开采成本。因此，在设计煤矿供配电系统时，应注重绿色节能理念的坚持与运用，从多方面对供配电系统进行合理设置，减少运行过程中的电能损耗，有效节约电能，促进煤矿企业的可持续发展。