煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)思路解析

丁亮

摘 要：隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，各個(gè)領(lǐng)域在不斷發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的能源消耗也越來(lái)越大，污染越來(lái)越嚴(yán)重，人類文明發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾也逐漸被激化。為了有效的遏制人類發(fā)展對(duì)自然環(huán)境的破壞，減少工業(yè)發(fā)展過(guò)程中對(duì)能源的消耗，我國(guó)始終堅(jiān)持節(jié)能減排的思想，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，節(jié)能減排技術(shù)也逐漸得到了廣泛的普及與應(yīng)用。文章針對(duì)煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)進(jìn)行了分析，并對(duì)其設(shè)計(jì)思路以及設(shè)計(jì)過(guò)程中的注意事項(xiàng)展開(kāi)了討論。

關(guān)鍵詞：煤礦企業(yè)；電氣自動(dòng)化；節(jié)能設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TD40 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0100-02

引言

我國(guó)國(guó)土面積廣闊，煤礦資源豐富。然而，在煤礦企業(yè)施行電氣自動(dòng)化開(kāi)采的過(guò)程中，對(duì)電能的消耗量較大，與當(dāng)代節(jié)能環(huán)保的理念相沖突，務(wù)必要在技術(shù)方面實(shí)行改革。電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)是一項(xiàng)較為先進(jìn)的新興節(jié)能技術(shù)，在煤礦企業(yè)使用的過(guò)程中，務(wù)必要明確其設(shè)計(jì)思路，并為煤礦企業(yè)的電力系統(tǒng)節(jié)能問(wèn)題指明了方向。

1 我國(guó)煤炭企業(yè)電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)的概述

從我國(guó)目前的情況來(lái)看，煤炭企業(yè)在未來(lái)的發(fā)展中，項(xiàng)目規(guī)模會(huì)越來(lái)越大，其電力系統(tǒng)中的供電負(fù)荷也會(huì)不斷增加。在如今的大環(huán)境下，電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)在煤炭企業(yè)發(fā)展中的作用，也越來(lái)越重要，不僅能夠有效的降低供電系統(tǒng)中對(duì)電力能源的消耗，還能有效的改善煤炭企業(yè)的施工環(huán)境。

然而，在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展過(guò)程中，各類先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的使用，導(dǎo)致煤礦施工環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染，諧波就是其中的一種。不僅影響電力能源的正常傳輸，還會(huì)造成電力能源的無(wú)端浪費(fèi)，使電氣設(shè)備在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，不斷出現(xiàn)老化、破損等故障。由此看來(lái)，無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)效益還是節(jié)能減排的目的上來(lái)看，在煤礦企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，施行電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)都是勢(shì)在必行的。

2 煤炭企業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的原則

2.1 充分考慮設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性原則

煤炭企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的過(guò)程中，必須保持以盈利性為目的的基本原則。因此，在電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，務(wù)必要將設(shè)計(jì)中的經(jīng)濟(jì)性原則作為主要原則，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。由此看來(lái)，在電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不能為有效的節(jié)約能源、降低能耗而損失煤炭企業(yè)自身的利益，在設(shè)計(jì)節(jié)能減排方案的同時(shí)，也要兼顧效益的回收。

2.2 充分考慮設(shè)計(jì)的技術(shù)性原則

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是生產(chǎn)力不斷提升的標(biāo)志，因此，在煤炭企業(yè)電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要充分的考慮到設(shè)計(jì)方案中的技術(shù)性原則，將其作為設(shè)計(jì)中的核心原則來(lái)使用。在技術(shù)選擇的過(guò)程中，在保證其經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，盡可能使用最新的科學(xué)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)節(jié)能減排的目標(biāo)。也就是說(shuō)，在自動(dòng)化設(shè)備的選擇中，要充分地考慮設(shè)備的技術(shù)含量。在人才的儲(chǔ)備過(guò)程中，也要重視人才的專業(yè)技術(shù)水平。

2.3 充分考慮設(shè)計(jì)的功能性原則

煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不能僅僅考慮到其經(jīng)濟(jì)性原則與技術(shù)性原則，還要充分的考慮其功能性原則。不能因?yàn)楣?jié)能，而降低必需的照明用電。不能為了提高經(jīng)濟(jì)效益，而減少風(fēng)機(jī)的安置數(shù)量。無(wú)論是煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性目的、技術(shù)性目的，還是節(jié)能減排的目的，在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，都要優(yōu)先考慮其功能性原則，在確保煤礦企業(yè)能夠正常工作的情況下，才能實(shí)現(xiàn)其他相關(guān)目的。

3 關(guān)于煤炭企業(yè)電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)思路的解析

3.1 降低電能消耗

為了有效的降低煤礦企業(yè)日常生產(chǎn)中所消耗的電源，可以從降低電氣傳輸過(guò)程中的電能消耗入手，從而有效的降低其中的供電負(fù)荷，最終實(shí)現(xiàn)電能總消耗量的減少。通常情況下，電能傳輸過(guò)程中，導(dǎo)線的電阻也會(huì)產(chǎn)生一定的電能，從而導(dǎo)致了功率消耗現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而使得煤礦企業(yè)的供電系統(tǒng)時(shí)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)與情況。從目前的情況來(lái)看，若要有效的降低電能傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的損耗，就務(wù)必要降低導(dǎo)線的電阻。從理論上來(lái)看，導(dǎo)線中的電阻始終與其電阻率以及導(dǎo)線長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)線的橫截面積成反比。因此，在降低導(dǎo)線電阻的過(guò)程中，可以采用兩種方法來(lái)進(jìn)行。

首先，可以采用增加導(dǎo)線橫截面積的方法來(lái)增加導(dǎo)線中的電阻；其次，可以在設(shè)計(jì)電流傳輸路線的過(guò)程中，盡可能的縮短傳輸路線的長(zhǎng)度。也可以在選擇導(dǎo)線的過(guò)程中，選擇電阻率較低的導(dǎo)線進(jìn)行使用，從而有效的降低了導(dǎo)線中的電阻， 最終實(shí)現(xiàn)降低導(dǎo)線中電能損耗的目的。

除此之外，在電力供應(yīng)路線的設(shè)計(jì)中，要盡可能的縮短供電設(shè)備與負(fù)荷間的距離，從而縮短導(dǎo)線傳輸?shù)拈L(zhǎng)度，達(dá)到降低電阻，減少電能消耗的目的。

3.2 合理選擇變壓器

在煤礦企業(yè)電力傳輸?shù)倪^(guò)程中，變壓器不僅能夠承擔(dān)電壓的升降工作，還能起到合理匹配抗組的作用。因此，在煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，務(wù)必要根據(jù)煤礦企業(yè)電力傳輸?shù)膶?shí)際情況，選擇最為適合的變壓器進(jìn)行使用。具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

首先，在功率方面。在確保煤礦企業(yè)電力供應(yīng)正常的情況下，盡可能選擇功率相對(duì)較小的變壓器進(jìn)行使用，從而有效的降低變壓器傳輸過(guò)程中所造成的電能損失與功率消耗。

其次，在變壓器的選擇過(guò)程中，盡可能的選擇單相自動(dòng)補(bǔ)償或者是三相四線制的變壓器。此類變壓器在使用的過(guò)程中，可以確保電流在傳輸?shù)倪^(guò)程中始終保持在平衡的狀態(tài)，從而有效的降低變壓器的電能消耗。

3.3 在無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備方面的應(yīng)用

有功功率系統(tǒng)與無(wú)功功率系統(tǒng)是煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的兩大組成形式，從電能實(shí)際的傳輸情況來(lái)看，無(wú)功功率所占比例相對(duì)較大，由此看來(lái)，在煤礦電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的使用，可以對(duì)無(wú)功功率產(chǎn)生的電能消耗進(jìn)行補(bǔ)償。通常情況下，在選擇無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

（1）無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的選擇，要符合實(shí)際運(yùn)行參數(shù)。除了實(shí)際運(yùn)行參數(shù)以外，還要充分考慮到設(shè)備的容量、適用電壓以及功率因數(shù)等因素，從而做出最為科學(xué)、合理的選擇。

（2）在選擇無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的過(guò)程中，要重視投切方式的合理性選擇。在實(shí)際的選擇過(guò)程中，可以將投切參數(shù)的物理量作為參考依據(jù)。既能有效的提高所選設(shè)備的適用范圍，提高其準(zhǔn)確系數(shù)，還能夠?qū)Φ顾?、振蕩等情況起到有效的預(yù)防作用。

（3）由于無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備用于煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)當(dāng)中，因此，在選擇設(shè)備時(shí)，應(yīng)以煤礦供電系統(tǒng)的實(shí)際情況為基準(zhǔn)，從而有效的降低供電電能損耗。從無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備實(shí)際的使用情況來(lái)看，設(shè)備的選擇會(huì)受多方因素的影響而產(chǎn)生變化。例如：供電系統(tǒng)中的負(fù)荷情況。為了實(shí)現(xiàn)其節(jié)能降排的目的，在負(fù)荷較小的情況下，應(yīng)選擇靜態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。負(fù)荷較大的情況下，則應(yīng)選擇動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。

（4）在無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的安裝過(guò)程中，要采用就地安裝的方式，從而使其能夠?qū)崿F(xiàn)就地補(bǔ)償?shù)男Ч亩行У膶?shí)現(xiàn)了降低電能消耗，節(jié)約供電能源的目的。

3.4 有源濾波器的應(yīng)用與選擇

近年來(lái)，煤碳開(kāi)采技術(shù)水平突飛猛進(jìn)，許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)都應(yīng)用到了煤碳開(kāi)采工作當(dāng)中。隨著這些先進(jìn)技術(shù)設(shè)備使用數(shù)量的不斷增加，諧波數(shù)量也不斷增加。諧波的存在，必將使供電設(shè)備的使用性能受到一定的損害，不僅降低了電能的傳輸效率，也降低了供電設(shè)備的可靠性與使用過(guò)程中的穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致了電能損耗效果的增加。不僅如此，由于諧波的長(zhǎng)期存在，電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量也會(huì)大打折扣。當(dāng)供電設(shè)備正式啟動(dòng)時(shí)，大量的諧波會(huì)影響整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)中電壓與電流的穩(wěn)定性，使其很難保持正常的工作效率。有源濾波器的存在，不僅可以有效的抵制諧波對(duì)電網(wǎng)供電的影響，還能提高無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч钠涔δ苌蟻?lái)看，如果有源濾波器采用并聯(lián)的形式，則可以有效的消除電流諧波；若采用串聯(lián)的形式，則可消除電壓諧波。由此看來(lái)，有源濾波器在使用的過(guò)程中，不僅能夠有效的降低電網(wǎng)系統(tǒng)中存在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，消除諧波所產(chǎn)生的危害，還能夠有效的改善當(dāng)前電網(wǎng)的供電運(yùn)行環(huán)境，確保供電設(shè)備在使用過(guò)程中的安全。

3.5 高效光源的選擇與應(yīng)用

煤礦企業(yè)在采掘煤炭的過(guò)程中，除了一些露天煤礦的采掘以外，其他煤礦的采掘作業(yè)都需要進(jìn)行井下作業(yè)，能見(jiàn)度較低。因此，高效節(jié)能的光源，是其必備的基礎(chǔ)設(shè)備之一，無(wú)論是井下巷道作業(yè)，還是井上的生產(chǎn)工作。高效光源的使用不僅有效的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的，還能有效的提高員工自身的節(jié)能意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)環(huán)保建設(shè)事業(yè)的有效認(rèn)識(shí)。在光源的選擇方面，提高光源的節(jié)能效果，盡可能的使用高效節(jié)能的光照產(chǎn)品，對(duì)煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合上文所述，煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)中，無(wú)論是設(shè)計(jì)方法的選取，還是相關(guān)設(shè)備的選用，都要圍繞著節(jié)能降排的基本理念來(lái)施行?，F(xiàn)如今，隨著人類文明發(fā)展與自然環(huán)境保護(hù)之間的矛盾越來(lái)越嚴(yán)峻，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為了未來(lái)各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的主題。因此，在煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，務(wù)必要根據(jù)煤礦電氣系統(tǒng)的實(shí)際情況，以及明確節(jié)能設(shè)計(jì)思路的重要性，從而有效的解決煤礦電氣自動(dòng)化的進(jìn)程與使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]石愛(ài)文.談煤礦用電氣自動(dòng)化控制設(shè)備可靠性的提高[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015，5（36）.

[2]楊錦峰.單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)控制中的選型及應(yīng)用[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2015（06）：380.

[3]姜志華.關(guān)于電氣自動(dòng)化控制在礦山生產(chǎn)中重要性及其節(jié)能設(shè)計(jì)的探討[J].科學(xué)與財(cái)富，2015，7（z1）.