李红兵

摘 要：供配电系统的使用，是为了满足煤矿开采中的基本电力需求。在经济大环境的促进下，煤矿企业得以高速发展，开采规模扩大的同时，供电需求随之提高。为降低能耗，本文通过分析煤矿供配电系统结构，提出煤矿供配电系统的绿色节能设计理念及具体设计方法，以推进煤矿企业长期稳定发展。

关键词：煤矿;供配电系统;绿色节能

文章编号：2095-4085（2020）09-0034-02

电能为煤矿开采过程中所应用的动力能源提供支持，占据关键性地位，需求量较高。通常情況下，煤矿开采过程中消耗的电能占据总耗能的一半以上。绿色节能思想已深入人心，煤矿企业有必要优化调试供配电系统，应用行之有效的设计方法，尽量降低能耗的同时，提高自身经济效益。

1 煤矿供配电系统结构分析

现阶段，我国大部分煤矿项目应用不同电压的用电设备，并对应配备级别各异的供电系统。也因此会出现矿山内部存有多种不同类型供电与配电设施的情况，煤矿供配电系统情况愈加复杂。具体表现为以下两方面。

一方面，分区供电。煤矿开采场地一般划分为生活区与开采区，对电能的需求量有所不同，为保证用电安全并节约电能，采取分区供电的形式。分变电所设置在煤矿生产与生活区中，而主变电所和采区变电所位于矿井下，也因此表现出煤矿供电系统的复杂性;另一方面，分区供电的方式为供配电线路架设增加了难度，需要保证线路架设的可靠性与安全性，保证供配电系统始终正常运行，电力线路设计更为复杂。

2 煤矿供配电系统的绿色节能设计方法

基于绿色环保概念，提出煤矿供配电系统的绿色节能理念，符合现代煤矿行业的发展需求。作为煤矿开采过程中需要大量消耗的能源之一，电能能源的消耗问题愈发受到关注。通过绿色节能设计，能够减低煤矿开采中的电能消耗，提高供配电系统的利用效率，同时可推进我国生态文明建设进程。

2.1 对供电电压与电源线路的节能设计

为进一步确保煤矿开采过程中用电的稳定性与安全性，需要在设计供配电系统时，针对电压与电源线路方面严格保证设计的科学性与合理性[1]。为维持供电过程的安全性，应考虑电能的实际负荷情况，在此基础上，才能够调动技术力量，通过科学设计最大化发挥供电系统的节能功效，实现经济效益与安全性有机融合。

在架设电源线路时，可根据实际用电需求，综合考虑所选用电缆线路的横截面积。对于小型煤矿场地，可根据实际用电需求，选择横截面较小的电缆进行架设，能够降低配电线路建设成本的同时，更能保证经济性。而对于大、中型煤矿场地，考虑到煤矿开采过程中的用电的稳定性与安全性，以及后期故障检修成本问题，应选择更大横截面积的电缆线路。此时尽管投入成本增加，但长远考虑更符合绿色节能的设计要求，最大化发挥设计的经济性与节能性。

电井电压的选择也是供配电系统中绿色节能设计的重要部分，通常情况下，其直接影响供配电系统的稳定性与持续运行状态。因此电压的设计应充分结合煤矿开采对电能的实际需求量再进行架设。选择等级较高的电压，可满足大型煤矿用电需求的同时，保障用电的稳定性与安全性，在回路线的设计上，尽量从不同区域变电引入，以达到节约电能的目的。

2.2 严格筛选供配电设备资源

煤矿供配电系统由不同类型的供电设备组成，因此供电设备的质量与性能直接影响系统的稳定性与节能性。在供配电系统的设计中，应重视对供电设备的严格控制，保证其满足实际用电需求。煤矿供电设备主要包括以下几种。

一是发电机。异步发电机是煤矿生产活动中常见设备，具有供电功率较大、工作效率较高、空载功率较低等特点[2]。在煤矿供配电系统中，发电机占据系统中无功功率的主要部分，即超过70%。因此在发电机的设计上，为达到绿色节能的目的，应以满负荷为标准，找到发电机容量大小与实际用电需求之间的契合点。

二是变压器。秉承绿色节能理念选择供电设备，应首要考虑损耗节能型变压器，以及能够调节电压波动的变压器。实际型号的选择同样需要结合煤矿实际用电需求，以实现节能的同时，提升整体供电质量。

三是照明设备与其他设备。在选择设备时的第一标准就是保证设备的质量符合相关标准，并能够保障配电系统整体运行安全。针对照明设备，为实现节能目的，可在满足照明标准的基础上尽量减少单位面积中灯具的使用数量，并匹配相适应的特定功率控制设备。可以选择荧光灯、高压钠灯等。

2.3 重视提升供配电系统的功率因数

供配电系统中的功率因数的增加，利于在系统运行期间控制电能的损耗[2]。在保证变压器以及电动机等设备规范性操控的基础上，积极引入静电电容器，与其同步运行，可在运行过程中进行无功补偿，直至内部电流传输功率损耗逐渐降低为止，符合绿色节能理念。此外，通过高压集中补偿、低压分散补偿并合理安置电容器组的方式，可在短时间内提升供配电系统中的内部功率因数，进而改善整体系统运行的实效性。在低压分配补偿环节中，应注意对配电室内部电容器进行分组配置，以此最大化发挥分散补偿功效，更好达到降低能耗的效果。

2.4 立足于整体合理化设计配电线路

考虑到煤矿供配电系统的绿色节能要求，需要集合煤矿场地实际生产状况，以保证电路结构设计的科学性与合理性。可通过适当缩减线路的长度，控制电路输送期间的损耗，保证协调性;可通过适当减少电阻率的方式，深入贯彻节能指标，选择更合适的导线;可通过设计直线型的电路，优化供电效率，减少电能损耗。可根据季节性等实际情况，设计调整合适的路线形式，辅助煤矿企业实现绿色节能的目标。与此同时，还需要煤矿企业加强对现场的监督管理力度，构建可靠合理的电力监控系统，增强节能工作的管控力度，多方面、细致性把握地面以及井下的用电耗能动态，便于及时优化电能供应方式，做到针对性节约电能。

3 结 语

煤矿供配电系统的绿色节能设计，不仅能够降低电能能耗起到节约能源的作用，还能够保证煤矿用电的稳定性与安全性，同时可降低煤矿开采成本，对煤矿企业而言，促进其可持续性发展并达到双赢的局面。因此需要煤矿企业重视供配电系统的设计工作，最大化发挥节能设计的价值。

参考文献：

[1]李新旺.煤矿井下供电节能线路设计与设备选型研究[J].内蒙古煤炭经济，2019，（16）：55，57.

[2]王丹.煤矿供配电系统节能降耗措施[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（8）：28-29.