秦 蕊

(冀中能源股份有限公司邢臺(tái)礦，河北 邢臺(tái) 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(tái)礦，河北 邢臺(tái) 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(tái)礦洗煤廠擴(kuò)能改造實(shí)際，總結(jié)了一些行之有效的節(jié)能措施。

選煤廠;電氣設(shè)備;損耗;節(jié)能

我國(guó)是能源短缺的國(guó)家，但能源浪費(fèi)卻很嚴(yán)重，無(wú)論是供配電系統(tǒng)或者是用電設(shè)備，都存在著節(jié)能的巨大潛力。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用節(jié)能產(chǎn)品，實(shí)行節(jié)能措施，是建設(shè)能源、資源節(jié)約型社會(huì)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(yīng)增大，這就要求我們?cè)谶M(jìn)行選煤廠供配電設(shè)計(jì)時(shí)，一定要做到既滿足生產(chǎn)用電的要求，又要設(shè)計(jì)選型合理，以避免長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)費(fèi)用的浪費(fèi)。

邢臺(tái)礦選煤廠由于發(fā)展需要自2009年4月始進(jìn)行擴(kuò)能改造，新建150萬(wàn)噸生產(chǎn)系統(tǒng)，于2009年12月26日一次帶煤試運(yùn)轉(zhuǎn)成功。在此過(guò)程中尤其是設(shè)計(jì)階段，同設(shè)計(jì)院一起討論研究，學(xué)習(xí)到了在供配電系統(tǒng)范圍領(lǐng)域的很多很好的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及知識(shí)做了簡(jiǎn)單的總結(jié)。選煤廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是簡(jiǎn)單可靠、操作方便，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷容量、供電距離及分布、用電設(shè)備特點(diǎn)等因素合理設(shè)計(jì)，變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)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(wú)功功率損耗兩部分。變壓器節(jié)能的實(shí)質(zhì)是降低損耗、提高運(yùn)行效率。針對(duì)洗煤廠具體有以下幾項(xiàng)措施:

1)選用新型節(jié)能變壓器。如S9、S10、S11等，它們采用高導(dǎo)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(tái)數(shù)。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況，綜合考慮投資和年運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)負(fù)荷合理分配，選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器，使其工作在高效低耗區(qū)。對(duì)車間內(nèi)停產(chǎn)后仍不能停電的負(fù)荷，宜設(shè)置專用變壓器。

2 三相四線系統(tǒng)的附加損耗

當(dāng)三相四線系統(tǒng)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生附加損耗。初步估算若三相負(fù)荷不平衡度為10%時(shí)，同等負(fù)荷變壓器銅損耗和線路損耗可增加30%，這是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。

3 低壓配電系統(tǒng)的優(yōu)化

提高功率因數(shù)和實(shí)現(xiàn)無(wú)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(wú)功功率的損耗，從而達(dá)到節(jié)能目的。無(wú)功補(bǔ)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(shè)備無(wú)功消耗，提高自然功率因數(shù)?？赏ㄟ^(guò)以下方法實(shí)現(xiàn):合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài);合理使用異步電動(dòng)機(jī)及變壓器，使變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;限制電動(dòng)機(jī)和電焊機(jī)的空載運(yùn)轉(zhuǎn);條件允許時(shí)，用同等容量的同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)。

2)優(yōu)化動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。目前邢臺(tái)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(shè)備。功率因數(shù)較低，采用性能好的小型動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，并安裝于各集中供電箱內(nèi)，就可構(gòu)成新的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償優(yōu)化方案，采用這種改進(jìn)措施后，對(duì)于變壓器至各集中配電箱這段線路的損失能得到有效補(bǔ)償，線路損耗明顯降低。

3)采用靜電電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。如高、低壓電容補(bǔ)償相結(jié)合;分散與集中補(bǔ)償相結(jié)合;固定與自動(dòng)補(bǔ)償相結(jié)合。

4)就地補(bǔ)償。就地補(bǔ)償是比較科學(xué)的無(wú)功補(bǔ)償方式，采用自動(dòng)控制裝置可提高線路功率因數(shù)，達(dá)到無(wú)功補(bǔ)償優(yōu)化及動(dòng)態(tài)管理的目的，是理想的節(jié)能降耗方法。

4 電動(dòng)機(jī)的節(jié)能

三相交流異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力設(shè)備，應(yīng)用廣泛。在運(yùn)行中不僅消耗有功功率，也需要無(wú)功功率，屬感性負(fù)荷，功率因數(shù)較低，一般為0.76—0.89，屬耗能設(shè)備。對(duì)它進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償具有增容、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。在邢臺(tái)礦洗煤廠負(fù)荷中異步電動(dòng)機(jī)所占的比重較大，是主要的無(wú)功負(fù)荷。降低異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功損耗，提高異步電動(dòng)機(jī)的功率具有重要意義。具體措施:

1)除了就地電容器補(bǔ)償以減少線路損耗外，主要是減少電動(dòng)機(jī)輕載和空載運(yùn)行.

2)采用變頻器以及軟啟動(dòng)器控制實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能目的。變頻調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)使其在負(fù)載率變化時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，與負(fù)載變化相適應(yīng)以提高電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)的效率，從而節(jié)省電能。目前邢臺(tái)礦洗煤廠大功率電機(jī)及主要設(shè)備的電機(jī)均采用變頻啟動(dòng)和軟啟動(dòng)器啟動(dòng)

3)采用提高電動(dòng)機(jī)的自然功率因數(shù)的辦法降低電能損耗。電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率與功率因數(shù)有著密切的關(guān)系?！按篑R拉小車”、輕載運(yùn)行是造成電動(dòng)機(jī)自然功率因數(shù)偏低，耗用無(wú)功比例較大、損失電能增加的重要原因。因此合理選擇電動(dòng)機(jī)容量，使之與機(jī)械負(fù)載功率相匹配，提高電動(dòng)機(jī)的負(fù)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(dòng)機(jī)容量是否與機(jī)械負(fù)荷相匹配。

5 照明的節(jié)能

照明節(jié)能設(shè)計(jì)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(tái)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(tái)礦洗煤廠的廠房?jī)?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?jī)?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(dú)設(shè)置照明開(kāi)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(shè)計(jì)

低壓電器是組成電氣設(shè)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(hào)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(hào)燈。

2)應(yīng)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(lái)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(dá)85%，此外，還可降低線圈的溫升及噪聲。

7 結(jié)束語(yǔ)

供配電系統(tǒng)的節(jié)能工作不但可以減少電費(fèi)支出，挖掘配電設(shè)備供電能力，而且對(duì)國(guó)家能源利用、環(huán)境保護(hù)、資源優(yōu)化配置極為有利，因此應(yīng)引起每個(gè)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(dòng)機(jī)的節(jié)能措施［N］.中國(guó)電力報(bào)，2002

［2］ 王磊，中壓供配電系統(tǒng)微機(jī)型母線綜合保護(hù)的原理研究［D］，合肥工業(yè)大學(xué)，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(xué)，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(tái)人，大學(xué)畢業(yè)，邢臺(tái)礦洗煤廠電氣工程師。