煤礦電氣自動(dòng)化節能設計思路研究論文
摘要：隨著(zhù)我國工業(yè)化建設進(jìn)程的加快以及工業(yè)體系的推進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對于能源的消耗也在迅速增加，與此同時(shí)，也對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的影響，基于此，我國積極倡導節能減排。在這樣的背景下，節能減排技術(shù)大量涌現，并在我國各行各業(yè)中得到了廣泛的推廣應用，其中也包括煤礦行業(yè)，煤礦是一種不可再生資源，在煤礦行業(yè)中應用節能技術(shù)顯得更為重要。在煤礦的生產(chǎn)、運行過(guò)程中，對電能資源的消耗相對來(lái)說(shuō)較為嚴重�；诖�，本篇論文中，筆者主要對煤礦電氣自動(dòng)化節能設計的思路進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，以供同行參考。
關(guān)鍵詞：煤礦；電氣自動(dòng)化；節能設計；設計思路
我國擁有眾多大型煤礦，這些煤礦對電能的消耗相對來(lái)說(shuō)較為嚴重，在節能環(huán)保理念越來(lái)越深入人心的當今時(shí)代下，如何在煤礦生產(chǎn)、管理以及運行的過(guò)程中，實(shí)現節能、減排，這不僅是現階段煤礦企業(yè)面臨的一大重點(diǎn)問(wèn)題，也是廣大群眾普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。電氣自動(dòng)化節能技術(shù)是一種新興的節能技術(shù)，為煤礦的節能問(wèn)題指出了發(fā)展方向，加強對煤礦電氣自動(dòng)化節能設計思路的研究，有重要的意義。
1煤礦電氣自動(dòng)化節能設計應當遵循的基本原則
1）經(jīng)濟性原則。對于一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，創(chuàng )造經(jīng)濟效益是其進(jìn)行生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)的最終目標，煤礦企業(yè)也不例外。因此，經(jīng)濟性原則是煤礦電氣自動(dòng)化節能設計過(guò)程中應當遵循的一項最基本的原則，也就是說(shuō)，不能因為追求節能、減排效果，而盲目開(kāi)展投資，在倡導節能的同時(shí)，也要兼顧回收效益。2）技術(shù)性原則。煤礦電氣自動(dòng)化節能設計過(guò)程中，應盡可能多地利用目前最新的技術(shù)，以便于事半功倍地實(shí)現煤礦節能、減排的目標。如在選擇自動(dòng)化設備時(shí)，也要考慮其技術(shù)含量。3）功能性原則。煤礦電氣自動(dòng)化節能設計過(guò)程中，應充分考慮生產(chǎn)用電需求，不能只注重節能，而忽略照明設備的正常功能、生產(chǎn)設備的正常功能。也就是說(shuō)，必須在滿(mǎn)足煤礦正常生產(chǎn)需求的前提下，才能進(jìn)行電氣自動(dòng)化節能設計。
2煤礦電氣自動(dòng)化節能設計思路解析
2.1減少電氣傳輸過(guò)程中的電能消耗
為了使煤礦日常生產(chǎn)中對電能這一重要資源所造成的消耗、損耗得到切實(shí)有效的降低，就必須降低電氣傳輸過(guò)程中所產(chǎn)生的電能消耗問(wèn)題，實(shí)現供電負荷的減少，最終實(shí)現總電耗的減少。在電能傳輸中，一般情況下，導線(xiàn)的電阻也會(huì )產(chǎn)生一定的電能，從而出現消耗功率的現象，使煤礦生產(chǎn)的供電電流處于不穩定狀態(tài)�；谶@樣的現象，為了有效減少傳輸過(guò)程中的電能消耗、損耗，就要使導線(xiàn)的電阻降低。1）由于導線(xiàn)的電阻與導線(xiàn)橫截面積成反比，因此，要想得到較低的電阻，在對導線(xiàn)進(jìn)行選擇的時(shí)候，應當盡可能地選擇橫截面積相對來(lái)說(shuō)較大的導線(xiàn)；2）由于導線(xiàn)的電阻與導線(xiàn)長(cháng)度成正比，因此，要想得到較低的電阻，在設計傳輸線(xiàn)路、進(jìn)行布線(xiàn)時(shí)，應當盡可能地利用直線(xiàn)布線(xiàn)方法，避免復雜的、彎曲的線(xiàn)路，最大限度地使導線(xiàn)的長(cháng)度縮短；3）由于導線(xiàn)的電阻與電阻率成正比，因此，要想得到較低的電阻，在選擇電能傳輸導線(xiàn)時(shí)，應當盡量選擇電阻率相對來(lái)說(shuō)較小的導線(xiàn)；4）此外，應盡可能地使供電設備、負荷間的距離縮短，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這也是使導線(xiàn)傳輸長(cháng)度縮短。
2.2變壓器的合理選擇
在煤礦的生產(chǎn)過(guò)程中，變壓器在電能進(jìn)行傳輸時(shí)承擔著(zhù)升降電壓、匹配阻抗的作用，基于這樣的原因，為實(shí)現煤礦的節能，必須合理選擇變壓器。在選擇變壓器時(shí)，需要考慮下面兩點(diǎn)：第一，盡量選擇功率相對來(lái)說(shuō)較小的變壓器，以降低變壓器的傳輸損失、功率損耗；第二，盡量選擇單相自動(dòng)補償、三相四線(xiàn)制的變壓器，之所以選擇這種變壓器是因為其能夠良好地平衡負荷，從而能夠使電流在電能的傳輸過(guò)程中始終保持在平衡狀態(tài)，最終實(shí)現變壓器電能消耗的降低。
2.3應用無(wú)功補償設備
電氣自動(dòng)化系統之中，主要有有功功率、無(wú)功功率兩種功率。在電能的傳輸過(guò)程中，無(wú)功功率占的比例相對來(lái)說(shuō)比較大，因此，實(shí)際進(jìn)行電氣自動(dòng)化節能設計的過(guò)程中，應選擇無(wú)功補償設備，補償無(wú)功功率造成的電能消耗。一般情況下，選擇無(wú)功補償設備需注意以下幾點(diǎn)：第一，應參照實(shí)際運行參數進(jìn)行合理選擇，與此同時(shí)，也要考慮容量、電壓等級、功率因數、供電系統的具體情況等進(jìn)行來(lái)對無(wú)功補償設備進(jìn)行選擇；第二，需要對無(wú)功補償設備具有的投切方式進(jìn)行合理選擇，選擇投切方式的時(shí)候，參考無(wú)功功率投切參數的物理量進(jìn)行選擇，不僅適用范圍廣、準確系數高，還可以有效預防倒送、振蕩；第三，參考煤礦供電系統的具體情況進(jìn)行選擇，選擇無(wú)功補償設備時(shí)會(huì )受到很多因素的影響，如補償位置、負荷情況、補償線(xiàn)路等，以負荷情況為例，負荷情況不同，補償手段也會(huì )相應的有所不同，在負荷情況較小時(shí)，無(wú)功補償設備也要選擇靜態(tài)的，在負荷情況較大時(shí)，無(wú)功補償設備也要選擇動(dòng)態(tài)的，以實(shí)際情況為根據進(jìn)行合理搭配，從而能夠有效降低供電電能損耗[2]；第四，對無(wú)功補償設備進(jìn)行就地安裝，從而實(shí)現就地補償，有效降低了電能消耗，實(shí)現了節能。
2.4選擇有源濾波器
煤礦日常運行過(guò)程中，應用了諸多先進(jìn)的技術(shù)，這樣的情況下，電氣設備數量，如變頻器、增整流器等不斷增加，這就導致很多諧波的產(chǎn)生，這些諧波均會(huì )在一定程度上損害供電設備，最終使電能傳輸效率、供電設備的可靠性降低，不僅在很大程度上增加了電能損耗，與此同時(shí)，也對供電質(zhì)量造成了嚴重的影響。供電設備處于工作狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生的諧波還會(huì )對電網(wǎng)中的電壓造成影響，造成電流不穩定，最終會(huì )對設備的正常運行造成影響[3]。應用有源濾波器之后，不僅可以起到有效抑制諧波的作用，還有利于補償無(wú)功。此外，有源濾波器的濾波功能相對來(lái)說(shuō)比較強，若對有源濾波器進(jìn)行并聯(lián)，能夠消除電流諧波，這就有利于確保安全；若對有源濾波器進(jìn)行串聯(lián)，能夠消除電壓諧波�；谶@樣的原因，有源濾波器的使用，不僅能夠有效降低電網(wǎng)系統的運行風(fēng)險，還可以消除諧波所造成的危害，也有利于改善電網(wǎng)系統的運行環(huán)境，確保供電設備安全。
2.5選擇應用高效光源
在煤礦之中的生產(chǎn)過(guò)程中，各種廠(chǎng)房、車(chē)間以及礦井下的巷道均需應用眾多照明裝置�；诖�，煤礦電氣自動(dòng)化節能設計過(guò)程中，需要加強在照明裝置方面的節能設計。應用有節能效果的照明燈，既可以有效實(shí)現節能目的，還有利于提高員工的節能意識。而在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，使用高效光源這種新型的節能照明產(chǎn)品，是一個(gè)有效方法，相比較于普通光源，高效光源具有耐用、亮度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，可以對煤礦照明裝置的節能設計起到非常大的幫助。[4]
3結語(yǔ)
綜上所述，在節能環(huán)保理念越來(lái)越深入人心的當今時(shí)代下，加強對煤礦電氣自動(dòng)化節能設計的研究具有重要的意義。本人認為煤礦電氣自動(dòng)化節能設計的思路主要包括減少電氣傳輸過(guò)程中的電能消耗，合理選擇變壓器，應用無(wú)功補償設備、有源濾波器以及高效光源等。
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