金屬礦山電氣節(jié)能措施探討

摘要：金屬礦山的電氣節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，金屬礦山的電氣節(jié)能措施對于提升礦山運(yùn)營安全性和減少資源浪費(fèi)都有著重要的意義。文章對金屬礦山電氣節(jié)能的內(nèi)容進(jìn)行分析后，對于金屬礦山電氣的節(jié)能措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：金屬礦山；電氣節(jié)能；節(jié)能措施；礦山運(yùn)營；資源浪費(fèi) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD63 文章編號(hào)：1009-2374（2016）13-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.072

金屬礦山的電氣節(jié)能措施能夠針對礦山中電能消耗較多的設(shè)備進(jìn)行有效的節(jié)能，可以在滿足金屬礦山生產(chǎn)要求的前提下合理地減少礦山的能源消耗，因此可以為提升金屬礦山生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益起到重要的助力。

1 金屬礦山電氣節(jié)能簡析

金屬礦山的電氣節(jié)能是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，以下從節(jié)能重要性、礦山供電系統(tǒng)、礦山節(jié)能原則、配電系統(tǒng)節(jié)能、降低線路損耗等方面出發(fā)，對于金屬礦山的電氣節(jié)能進(jìn)行了分析。

1.1 節(jié)能重要性

金屬礦山的電氣節(jié)能有著很高的重要性。眾所周知，金屬礦山中有部分是新建礦山，而還有其他的礦山屬于擴(kuò)建改造的礦山。針對不同類型的金屬礦山如何能夠更好地節(jié)能，并且降低電能消耗，才是做好電氣節(jié)能工作的關(guān)鍵。另外，金屬礦山電氣節(jié)能的重要性還體現(xiàn)在其自身的用電設(shè)備容量很大，但是用電設(shè)備相對又比較集中，因此這意味著只有根據(jù)金屬礦山的特點(diǎn)才能夠確定出優(yōu)秀的電氣節(jié)能措施。與此同時(shí)，由于近年來我國大力推行節(jié)能降耗的措施，并且將其上升為我國的基本國策之一，因此以節(jié)能措施的執(zhí)行來促進(jìn)節(jié)能技術(shù)、節(jié)電節(jié)能設(shè)備的不斷進(jìn)步也就有了很高的重要性。

1.2 礦山供電系統(tǒng)

金屬礦山的電氣節(jié)能需要在供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)性進(jìn)行。通常來說，供配電系統(tǒng)的節(jié)能工作需要根據(jù)礦山的實(shí)際情況來進(jìn)行。由于我國許多的金屬礦山都處于較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，這導(dǎo)致了礦區(qū)距離上一級一次供電變電所距離都很遠(yuǎn)，因此可以將其視為供電的末端。另外，由于我國許多金屬礦山的供電電壓多為35kV或者是66kV，因此只有對于35kV或66kV的供電架空線路進(jìn)行優(yōu)化，并且按照用電負(fù)荷來較驗(yàn)電壓降，才能夠在減少線路損耗的基礎(chǔ)上進(jìn)一步滿足電氣節(jié)能要求。與此同時(shí)，由于通常的金屬礦山年最大負(fù)荷利用小時(shí)往往會(huì)超過4000h，因此節(jié)能措施的執(zhí)行可以在5年內(nèi)收回成本，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。

1.3 礦山節(jié)能原則

金屬礦山的電氣節(jié)能需要遵循基本的節(jié)能原則。礦山節(jié)能工作有著自身的原則。通常來說，金屬礦山的主要用電設(shè)備往往會(huì)集中在選礦廠以及采礦部分上，這也導(dǎo)致了礦區(qū)總降壓變電所的位置往往會(huì)靠近選礦廠和采礦部分。另外，在進(jìn)行礦山節(jié)能的過程中有關(guān)人員還需要考慮變電所進(jìn)出線方向，然后從電力電纜和架空線路的消耗及線路功率損失這兩項(xiàng)原則來選擇確定。與此同時(shí)，有關(guān)人員在進(jìn)行礦山節(jié)能的過程中還應(yīng)當(dāng)努力地減少不必要的線損，從而能夠在提高供電質(zhì)量的同時(shí)進(jìn)一步構(gòu)成經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠的供電網(wǎng)絡(luò)中心。

1.4 配電系統(tǒng)節(jié)能

金屬礦山電氣節(jié)能的關(guān)鍵在于配電系統(tǒng)的節(jié)能。在配電系統(tǒng)節(jié)能的過程中，有關(guān)人員可以根據(jù)金屬礦山用電負(fù)荷的特點(diǎn)來判斷配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否經(jīng)濟(jì)合理。工作人員在進(jìn)行配電系統(tǒng)節(jié)能的過程中應(yīng)當(dāng)正確地構(gòu)成配電系統(tǒng)，然后將變電所及變壓器設(shè)置在選定的負(fù)荷中心，從而能夠在合理地劃分供電分區(qū)的同時(shí)更好地減少線路長度，有效地降低線路損耗。與此同時(shí)，工作人員在配電系統(tǒng)節(jié)能的過程中還應(yīng)當(dāng)著眼于實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，從而能夠在減少線損的同時(shí)進(jìn)一步提升供電

質(zhì)量。

1.5 降低線路損耗

金屬礦山電氣節(jié)能的最終目標(biāo)在于降低不必要的損耗。首先，工作人員在降低線路損耗的過程中應(yīng)當(dāng)更加充分考慮其生產(chǎn)使用功能，然后在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行選礦工藝流程的優(yōu)化；其次，工作人員在降低線路損耗的過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)金屬礦山的特點(diǎn)來確定合理的配電方案。例如工作人員可以對于6kV或10kV高壓用電設(shè)備，這些設(shè)備通常包括球磨機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、渣漿泵等。與此同時(shí)，工作人員在降低線路損耗的過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)金屬礦山的礦藏容量和工作特點(diǎn)來進(jìn)一步確定一個(gè)或幾個(gè)高壓供電分區(qū)，從而能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步滿足電氣節(jié)能及生產(chǎn)的需要，并且順利實(shí)現(xiàn)變壓器節(jié)能的目的。

2 金屬礦山電氣節(jié)能措施

金屬礦山電氣節(jié)能措施有很多，以下從提高功率因數(shù)、減少無功損耗、合理諧波抑制、用電設(shè)備節(jié)能、使用電動(dòng)交流機(jī)等方面出發(fā)，對于金屬礦山電氣節(jié)能措施進(jìn)行了分析。

2.1 提高功率因數(shù)

金屬礦山電氣節(jié)能的第一步是合理地提高功率因數(shù)。首先，工作人員在提高功率因數(shù)的過程中應(yīng)當(dāng)合理地采用高壓并聯(lián)電容器以及低壓靜電電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，從而能夠在此基礎(chǔ)上更好地提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)；其次，工作人員在提高功率因數(shù)的過程中還應(yīng)當(dāng)努力地尋找全新的金屬礦山節(jié)約電能源途徑，因此在提高功率因數(shù)的過程中應(yīng)當(dāng)通過正確選擇電動(dòng)機(jī)和變壓器容量以及照明燈具來有效降低線路的感抗，從而能夠起到提高供配電系統(tǒng)的自然功率因數(shù)的作用。與此同時(shí)，工作人員在提高功率因數(shù)的過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)負(fù)荷計(jì)算來采用適當(dāng)?shù)碾娙萜鬟M(jìn)行無功補(bǔ)償，從而能夠有效地提高功率因數(shù)。

2.2 減少無功損耗

金屬礦山電氣節(jié)能的關(guān)鍵在于減少無功損耗。工作人員在減少無功損耗的過程中為了能夠有效地增加有效有功功率輸出和補(bǔ)償容量，需要在提高功率因數(shù)的前提下持續(xù)減少變壓器的無功損耗，最終能夠有效地提高變壓器效率。工作人員在減少無功損耗的過程中應(yīng)當(dāng)確保配電系統(tǒng)的功率因數(shù)能夠經(jīng)過無功補(bǔ)償后參數(shù)在0.9以上。與此同時(shí)，工作人員在減少無功損耗的過程中應(yīng)當(dāng)通過必要的外接裝置和有源吸收濾波裝置及無源有源復(fù)合濾波吸收裝置等來減少相應(yīng)的無功損耗。在這一過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)金屬礦山節(jié)能要求的具體情況來確定，最終能夠有效地降低損耗、提高功率因數(shù)，提高運(yùn)行效率的目標(biāo)。

2.3 合理諧波抑制

金屬礦山電氣節(jié)能離不開諧波抑制的支持。首先，工作人員在合理諧波抑制的過程中應(yīng)當(dāng)理解到電力系統(tǒng)中的無功功率主要由相位角和高次諧波造成的。在這一過程中，用電設(shè)備的非線性負(fù)載產(chǎn)生了高次諧波，并且也增加了電力系統(tǒng)的無功損耗，因此這意味著工作人員在合理諧波抑制的過程中應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放到優(yōu)化供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上；其次，工作人員在合理諧波抑制的過程中應(yīng)當(dāng)正確地選擇用電設(shè)備，這對于抑制諧波、提高電能使用效率有著極為重要的意義。與此同時(shí)，工作人員在合理諧波抑制的過程中應(yīng)當(dāng)合理地采用變頻器控制裝置及可控硅軟啟動(dòng)控制裝置，從而能在礦山的生產(chǎn)運(yùn)行過程中避免供配電系統(tǒng)輸送了過多的諧波，最終起到良好的抑制和治理效果。

2.4 用電設(shè)備節(jié)能

金屬礦山電氣節(jié)能需要將重點(diǎn)放在用電設(shè)備的節(jié)能上。首先，工作人員在用電設(shè)備節(jié)能的過程中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用低損耗、低噪聲的節(jié)能變壓器；其次，工作人員在用電設(shè)備節(jié)能的過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求來確保同一系列新型號(hào)的變壓器自身損耗比前一個(gè)型號(hào)低10%左右，從而能夠達(dá)到必要的金屬礦山節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，工作人員在用電設(shè)備節(jié)能的過程中應(yīng)當(dāng)合理地選擇變壓器容量和臺(tái)數(shù)，并且在這一過程中綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)，然后合理地對用電負(fù)荷進(jìn)行分配，最終能夠有效地避免不必要的線路損耗。

2.5 使用電動(dòng)交流機(jī)

金屬礦山電氣節(jié)能離不開電動(dòng)交流機(jī)節(jié)能的支持。首先，工作人員在使用電動(dòng)交流機(jī)來進(jìn)行節(jié)能時(shí)應(yīng)當(dāng)對于較為常用的電動(dòng)交流及諸如交流鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)或者是繞線轉(zhuǎn)子型異步電動(dòng)機(jī)以及同步電動(dòng)機(jī)等有著足夠的了解與認(rèn)識(shí)；其次，工作人員在使用電動(dòng)交流機(jī)來進(jìn)行節(jié)能時(shí)應(yīng)當(dāng)通過控制其端電壓、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速、功率因數(shù)、傳動(dòng)效率來實(shí)現(xiàn)更好的電能節(jié)能效果。與此同時(shí)，工作人員在使用電動(dòng)交流機(jī)來進(jìn)行節(jié)能時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)負(fù)荷特性和運(yùn)行要求，使之工作在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的范圍內(nèi)。在安全、經(jīng)濟(jì)合理的條件下，大容量的異步電動(dòng)機(jī)宜采取就地補(bǔ)償無功功率的方法，最終達(dá)到提高功率因數(shù)，并降低線損的目標(biāo)。

3 結(jié)語

金屬礦山電氣節(jié)能是做好礦山安全保障工作的前提工作之一。這一技能工作的進(jìn)行能夠在避免并且減少井下事故的同時(shí)確保采礦工作的正常運(yùn)作，因此對于我國礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展有著重要的促進(jìn)作用。

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作者簡介：王憲強(qiáng)（1985-），男，山東諸城人，長春黃金設(shè)計(jì)院中級工程師，研究方向：供配電設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）