电力电子技术与煤炭企业电力节能技术的应用

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　　摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国煤炭资源较为丰富，煤炭资源对我国经济发展具有重要推动作用。但目前煤矿在开采过程中往往面临施工风险，产生内耗相对较高。我国煤矿企业在生产过程中，应重视节能技术，改善经济效益，解决目前内耗严重的现象。随着科学技术发展，电力电子技术在煤炭企业电力系统中应用，有效解决我国煤矿生产产能过大问题，对推动新时期煤炭企业发展具有重要作用。
　　关键词：电力电子技术;煤炭企业;电力节能技术
　　引言
　　电力资源是一种非常重要的资源，与人们的日常生活息息相关。电力资源的供给情况直接关系着我国社会经济的发展水平和人民群众的生活质量。随着社会经济不断快速发展，人们对电力资源的需求也会日益增强，电力资源的重要性也会愈加凸显。我国人口众多，用电需求巨大，但是我国的电力损耗也很大，造成了巨大的能源浪费。因此，我们必须要多措并举、多管齐下，大力推进电力方面的节能降耗，提高电力资源的利用率，更好地促进社会经济的发展。当前我国电力耗损主要表现为网损，即集中表现为电能运输环节中以热能的形式散发的功率损耗，也就是为电阻、电导消耗的有功功率。网损可以分为变损和线损。这两者既是评价电力供应系统规划的指标，同时也是评价输电和变电技术的指标，也是测评电力运行效率的重要因素。下面对电力节能降耗举措加以论述。
　　1电力电子技术中的节能技术
　　高频技术通过改变频率，实现电源利用率的提升，改变频率基础上进一步增加频率，可充分利用能源，从而实现节能目标。开关变频技术为有效的节能技术，针对的设备为固定频率。开关变频技术将我国低功率设备运行相关问题解决。工频是发电的最理想频率，且该技术电源开关性能良好，所开发设备体积小，是电力电子技术中的重要组成。功率较大情况下，输出功率提升，无功功率缩减，电能利用率提升，有源功率因数校正技术也可在节能工作中应用。软开关技术为相对硬开关的技术，在开关过程中不会出现电压重叠问题，且降低噪音及开关损耗，从而保障开关频率。
　　2变频节能技术在煤炭企业电力设备的应用
　　2.1利用新的工艺和技术，以及产品进行节电
　　在我国煤炭企业电力节能的设计中，主要以新工艺和技术，以及耗能低的新产品等为主导。通过合理的设备改造，充分利用新的节电方式，使煤炭企业电力节能工作达到应有的效果。首先，将煤炭企业中高耗能的变压器和电动机进行淘汰。变压器：陆面工作时采用的节能变压器为S9，S11型，井下工作时则采用干式节能变压器为KGSB型。电动机：采用新材料设计出来的新型永磁高效节能电机，它的效率可提高到4%}10%，与标准电机相比，其效率要高出2%}7%，节电的潜力非常大。其次，根据固定工频利用变频调速的方式进行节电。由于变频调速不仅拥有节省无功和峰值电能的功能，还能节省有功电能和节约材料，增加设备的使用期限等，因此，利用交流变频调速控制替代风机和泵类的阀门流量调节，可节省30%到400fo的电能。最后，利用绿色照明节电技术和无功补偿装置节电。例如：采用节能灯取代白炽灯、采用声光电自动控制等。同时，利用集中式和分散式的无功补偿装置提高功率因数，从而达到节电的目的。
　　2.2供电系统优化规划
　　根据煤矿用电负荷种类、等级、容量以及分布情况，科学合理地对地面和矿井高低压供电系统进行优化规划，通过线路优化布设、关停并转、负荷优化组合，有效降低了供电系统线损损耗。要合理选择煤矿供电系统的运行电压，如果配电变压器处于过电压5%的状况，其铁损将增加约15%左右，降低配电变压器综合使用寿命。同时还要合理安排供电系统经济调度运行方式，根据煤矿作业面和本期工程建设电力负荷大小，进行供电系统运行方式的经济调度，可以选择单台配电变压器运行或2台配电变压器并列运行，也可以采取单母线分段或不分段运行方式，从而减少配电变压器运行损耗，实现煤矿供电系统的经济运行。
　　2.3采用变频调速节能装置
　　在煤炭生产过程中，电力主要用于煤炭采掘过程中驱动相关的机械装备完成作业动作，基本集中在提升、通风、运输、采掘等作业工序中。从煤矿生产过程中各工序的装备总装机容量大小来看，以主运输、主通风、副提升装备等耗电较多。因此，煤矿中的主运输、主通风、副提升等装备是煤矿中耗电较大，节能潜力亦大的高耗能装备。为了达到既不影响正常生产又能节约电能的宗旨，我矿针对主运输、主通风、副提升装备等高耗能用电设备进行了变频控制技术改造，对采区主要用电设备的电动机采用变频控制，根据负荷情况，自动调节电机两端电压的频率，使电动机在最佳状态下运行，可节约大量有功功率和无功功率，实现电机节能的效果。
　　2.4在皮带传输机的应用
　　皮带传输机同样是煤炭企业生产中的重要设备，利用皮带将煤炭运输于井下，作用原理为摩擦牵引作用。摩擦力及张力可改善物体支撑方式，实现辊轮运动。传统皮带运输机在应用过程中，利用液力耦合器启动皮带运输机，在长期使用过程中会发生老化现象，导致皮带断裂。若变频技术与皮带传输机融合，电机在启动过程中会减少电流波动，使机械内部产生的机械热及冲击现象缩减，保障机械功率的最大化发挥。
　　2.5在流体负荷设备的应用
　　变频节能技术在流体负荷设备中的应用利于降低能耗及保障煤矿生产安全。煤矿机械在应用过程中，风机及泵机利用变频技术调速，新型风机在煤矿开采中应用，不只降低转速，且提升输出功率，更加理想的适应矿井环境。变频调速设备在矿区设备中应用不只改善设备灵活性且利用降低机械冲击力，从而提升产品品质，变频节能技术应用于抽水泵控制系统中，煤矿井下液位稳定性提升，且降低能耗，具有良好的节能作用。
　　3电力电子技术在煤炭企业节能中的应用前景
　　电力电力技术的高速发展，各种高压大功率调速器不断涌现，变频技术的应用可实现节能，降低企业生产成本，并提升生产效率。变频技术的应用也是改良企业生产工艺的重要方式，我国新型节能资源已经得到长足发展，煤炭使用率呈现下降趋势，煤炭行業在未来的一定时间内将处于稳定发展时期，该产业一直为高能耗产业。企业管理人员需将变频技术不断与煤矿机电设备融合，从而使企业发展具有全新的动力。
　　结语
　　我国煤炭行业发展中，采煤机及提升机等设备在融合变频技术后，节能效果明显改善，应用过程中，能源消耗量下降30%左右。现阶段变频节能技术在煤炭行业发展中具有良好前景，利于促进企业经济效益提升。机电设备中使用变频节能技术将成为未来发展的必然趋势。在后续的研究中，还需不断开发与之匹配的变频节能技术，满足企业节能目标。
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