選煤廠供配電系統(tǒng)節(jié)能分析及方法探討①

秦 蕊

(冀中能源股份有限公司邢臺礦，河北 邢臺 054021)

選煤廠供配電系統(tǒng)節(jié)能分析及方法探討①

秦 蕊②

(冀中能源股份有限公司邢臺礦，河北 邢臺 054021)

分析了選煤廠供配電系統(tǒng)中影響功率消耗的主要因素，并結(jié)合邢臺礦洗煤廠擴能改造實際，總結(jié)了一些行之有效的節(jié)能措施。

選煤廠;電氣設備;損耗;節(jié)能

我國是能源短缺的國家，但能源浪費卻很嚴重，無論是供配電系統(tǒng)或者是用電設備，都存在著節(jié)能的巨大潛力。在供配電系統(tǒng)設計中選用節(jié)能產(chǎn)品，實行節(jié)能措施，是建設能源、資源節(jié)約型社會的需要。隨著新型現(xiàn)代化礦井產(chǎn)量的增加，選煤廠的生產(chǎn)能力也相應增大，這就要求我們在進行選煤廠供配電設計時，一定要做到既滿足生產(chǎn)用電的要求，又要設計選型合理，以避免長期經(jīng)營費用的浪費。

邢臺礦選煤廠由于發(fā)展需要自2009年4月始進行擴能改造，新建150萬噸生產(chǎn)系統(tǒng)，于2009年12月26日一次帶煤試運轉(zhuǎn)成功。在此過程中尤其是設計階段，同設計院一起討論研究，學習到了在供配電系統(tǒng)范圍領(lǐng)域的很多很好的經(jīng)驗，結(jié)合現(xiàn)場實際情況及知識做了簡單的總結(jié)。選煤廠供配電系統(tǒng)設計原則是簡單可靠、操作方便，應根據(jù)負荷容量、供電距離及分布、用電設備特點等因素合理設計，變配電所應盡量靠近負荷中心，以縮短配電半徑、減少線路損耗。

1 變壓器的節(jié)能

變壓器損耗包括有功功率損耗和無功功率損耗兩部分。變壓器節(jié)能的實質(zhì)是降低損耗、提高運行效率。針對洗煤廠具體有以下幾項措施:

1)選用新型節(jié)能變壓器。如S9、S10、S11等，它們采用高導磁的優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向矽鋼片，可減少鐵芯渦流損耗及漏磁損耗。

2)合理選擇變壓器容量及臺數(shù)。應根據(jù)負荷情況，綜合考慮投資和年運行費用，對負荷合理分配，選取容量與電力負荷相適應的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)。對車間內(nèi)停產(chǎn)后仍不能停電的負荷，宜設置專用變壓器。

2 三相四線系統(tǒng)的附加損耗

當三相四線系統(tǒng)三相負荷不平衡時，必然會產(chǎn)生附加損耗。初步估算若三相負荷不平衡度為10%時，同等負荷變壓器銅損耗和線路損耗可增加30%，這是一個不容忽視的問題。

3 低壓配電系統(tǒng)的優(yōu)化

提高功率因數(shù)和實現(xiàn)無功就地平衡是電網(wǎng)降損節(jié)能的關(guān)鍵。提高功率因數(shù)可以減少線路無功功率的損耗，從而達到節(jié)能目的。無功補償是提高功率因數(shù)和改善系統(tǒng)電壓質(zhì)量的重要手段。

1)減少供配電設備無功消耗，提高自然功率因數(shù)。可通過以下方法實現(xiàn):合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電氣設備的運行狀態(tài);合理使用異步電動機及變壓器，使變壓器經(jīng)濟運行;限制電動機和電焊機的空載運轉(zhuǎn);條件允許時，用同等容量的同步電動機代替異步電動機。

2)優(yōu)化動態(tài)補償。目前邢臺礦洗煤廠大多采用節(jié)能日光燈照明及空調(diào)等感性用電設備。功率因數(shù)較低，采用性能好的小型動態(tài)無功功率補償裝置，并安裝于各集中供電箱內(nèi)，就可構(gòu)成新的動態(tài)補償優(yōu)化方案，采用這種改進措施后，對于變壓器至各集中配電箱這段線路的損失能得到有效補償，線路損耗明顯降低。

3)采用靜電電容器進行無功補償。如高、低壓電容補償相結(jié)合;分散與集中補償相結(jié)合;固定與自動補償相結(jié)合。

4)就地補償。就地補償是比較科學的無功補償方式，采用自動控制裝置可提高線路功率因數(shù)，達到無功補償優(yōu)化及動態(tài)管理的目的，是理想的節(jié)能降耗方法。

4 電動機的節(jié)能

三相交流異步電動機作為動力設備，應用廣泛。在運行中不僅消耗有功功率，也需要無功功率，屬感性負荷，功率因數(shù)較低，一般為0.76—0.89，屬耗能設備。對它進行無功功率補償具有增容、節(jié)能等優(yōu)點，經(jīng)濟效益顯著。在邢臺礦洗煤廠負荷中異步電動機所占的比重較大，是主要的無功負荷。降低異步電動機的無功損耗，提高異步電動機的功率具有重要意義。具體措施:

1)除了就地電容器補償以減少線路損耗外，主要是減少電動機輕載和空載運行.

2)采用變頻器以及軟啟動器控制實現(xiàn)電動機的節(jié)能目的。變頻調(diào)速控制電動機使其在負載率變化時自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，與負載變化相適應以提高電動機輕載時的效率，從而節(jié)省電能。目前邢臺礦洗煤廠大功率電機及主要設備的電機均采用變頻啟動和軟啟動器啟動

3)采用提高電動機的自然功率因數(shù)的辦法降低電能損耗。電動機的負載率與功率因數(shù)有著密切的關(guān)系。“大馬拉小車”、輕載運行是造成電動機自然功率因數(shù)偏低，耗用無功比例較大、損失電能增加的重要原因。因此合理選擇電動機容量，使之與機械負載功率相匹配，提高電動機的負載率，是改善自然功率因數(shù)的有效辦法為此，可以校核電動機容量是否與機械負荷相匹配。

5 照明的節(jié)能

照明節(jié)能設計就是在保證不降低照明質(zhì)量的前提下，最大限度地利用光能。邢臺礦洗煤廠的節(jié)電方法如下:

1)采用高效光源及高效燈具。邢臺礦洗煤廠的廠房內(nèi)均采用金屬鹵化物燈高效氣體放電光源，已經(jīng)不采用大功率白熾燈。

2)廠房內(nèi)采用分層、分區(qū)控制方式。分區(qū)控制可增加照明分支回路控制的靈活性，使不需要照明的地方不亮燈，有利于節(jié)電。

3)在窗邊或人不經(jīng)常去的地方單獨設置照明開關(guān)，以利于節(jié)電。

4)照明電源線路采用三相四線制供電，以減少電壓損失。

6 低壓電器的節(jié)能設計

低壓電器是組成電氣設備的基礎(chǔ)元件，每件低壓電器所消耗的電能并不大，一般僅數(shù)瓦或數(shù)十瓦，但由于用量大，所以總的耗電量也是很可觀的。因此采用成熟、有效、可靠的節(jié)電型低壓電器是節(jié)電工作中不可忽視的部分。

1)信號燈宜采用高電壓小功率燈泡、發(fā)光二極管芯群組裝成的信號燈。

2)應用交流接觸器的節(jié)電技術(shù)。將交流接觸器操作電源系統(tǒng)由原來的交流操作改為直流吸持，可省去鐵芯和短路環(huán)中絕大部分的損耗功率，從而取得較高的節(jié)電效益，一般節(jié)電率可高達85%，此外，還可降低線圈的溫升及噪聲。

7 結(jié)束語

供配電系統(tǒng)的節(jié)能工作不但可以減少電費支出，挖掘配電設備供電能力，而且對國家能源利用、環(huán)境保護、資源優(yōu)化配置極為有利，因此應引起每個人的關(guān)注，只有這樣也才能全面提高企業(yè)的效益。

［1］ 吳志紅.淺談電動機的節(jié)能措施［N］.中國電力報，2002

［2］ 王磊，中壓供配電系統(tǒng)微機型母線綜合保護的原理研究［D］，合肥工業(yè)大學，2003

［3］ 周富明，攀鋼供配電系統(tǒng)電力諧波分析及其抑制技術(shù)研究［D］，重慶大學，2003

Analysis and Discussion on Provide Electric Energy System Conservation of Preparation Plant

QIN Rui

(Jizhong Energy Co.ltd.，Xingtai Hebei 064021)

This article analyzes systematically and comprehensively various kinds electric loss source of coal preparation plant，and combine the convention of xingtai coal preparation plant，puts forward pointed the specific measures of the energy conservation and reducing consumption.

Coal preparation plant;Electrical equipment;Loss;Energy conservation

TM715

A

1672-7169(2012)03-0074-02

;2012-04-12

秦蕊(1980-)，女，河北邢臺人，大學畢業(yè)，邢臺礦洗煤廠電氣工程師。