浅谈煤矿企业节电管理

曾 健 邓跃峰

（云南省地方煤矿设计研究院 云南 昆明 650000）

云南三年连续干旱，很多地方人畜饮水困难，水电厂发电能力明显下降，大部分电力靠火电来满足需求，由于火电电煤普遍供应不足，造成云南电网缺电率为40%左右，在这种情况下，云南省对一些水泥、化肥等企业实行轮停轮开，对高耗能企业实行停厂让电。 面对如此巨大的用电缺口，政府开始实行计划用电措施，对于重点大型企业，提倡充分挖掘节约用电潜力，出台阶梯电价，用技术手段提高电能的利用率，下面谈谈煤矿企业节约用电的一些方法。

1 运用无功功率补偿技术，提高功率因数，以节约企业用电

无功功率补偿，简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。 无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。 合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。 反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统电压波动，谐波增大等诸多因素。 功率因数表示有功功率在线路中所占的比例。功率因数等于1 时，线路中没有无功损耗。提高功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。 常用电气设备的功率因数除白炽灯、电阻、电热器等接近于1 外，其他如电动机、变压器、架空线以及电气仪表的功率因数均小于1。 如交流异步电动机， 在空载时的功率因数只有0.2～0.3；在轻载时均为0.5；在额定负载时均为0.7～0.89。 不带电容器的日光灯的功率因数为0.45～0.6。所以，提高用电功率因数是非常必要的，它是节约用电的一项很重要的技术措施。

配电网无功补偿的主要方式有五种：变电站补偿、配电线路补偿、随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。 下面以变电站主变压器低压侧有功计算负荷为710kW，无功功率计算负荷为900kVar，为了使企业的功率因数不低于0.9，在低压侧装设电容器进行补偿， 来说明主变压器无功功率补偿前后的效果。

1.1 补偿前的变压器容量和功率因数。

变电站低压侧的视在计算负荷为：

主变压器容量选择条件为SN·T≥S30（2），查询可知，未进行补偿时，主变压器的容量应选为1250kV·A,变电站低压侧的功率因数为cosφ（2）=710/900=0.62。

1.2 无功补偿容量

要使低压侧功率因数由0.62 提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为:

QC=710×［tan（arccos0.62）－tan（arccos0.92）］=596kVar，取QC=600kVar。

1.3 补偿后变压器容量和功率因数

变电站低压侧的视在计算机负荷为：

无功补偿后主变压器的容量可选为800kV·A，变压器的功率损失为:

△PT≈0.015 S′30（2）=0.06×770.8=11.56kW

△QT≈0.06 S′30（2）=0.06×770.8=46.25kvar，变电站高压侧的计算负荷为：

P′30（1）=710+11.56=721.56kW

Q′30（1）=（900－600）+46.25=346.25kvar

无功补偿后，企业的功率因数为：

cosφ′= P′30（1） ／S′30（1）=721.56/800=0.90，这一功率因数满足设计要求。

1.4 补偿前后比较

主变压器容量在补偿后减少量为：SNT－ S′NT=1250－800=450kV·A，如以基本电费每月10 元/kV·A 计算，则每月工厂可节约基本电费为450×10=4500 元,可以看出，采用无功补偿来提高功率因数，可以节省企业用电量，大大节省企业用电成本。

2 推广使用高效节能电动机

高效节能电动机采用新设计、新工艺、新材料，全面减少电动机本身的功率损耗， 以提高电动机的效率，Y 系列电动机，在较宽的负载范围内效率都很高，功率等级多，以55kW电动机为例， 高效电动机一般比普通电动机节电15%左右，以现在的电费计算，一年内靠省电可以收回更换电动机的费用。

3 交流异步电动机的变频调速

交流异步电动机，由于其转速是由电源频率和磁极对数来决定的，所以不能改变，这样在以风机、水泵类为拖动对象的系统中电能的浪费是巨大的，如果配上变频器，采用交流变频调速技术，平均可节电20%－30%，不仅可以节约电能，还可以提高电机的输出特性，调速范围大，平滑性能好。

4 节能型变压器

变压器是输变电系统中的主要设备之一， 其数量多，容量大。 变压器尽量考虑选择损耗较小的节能型变压器如S9、S10、S11 等。节能型变压器在制造铁芯的硅钢片、铁芯的制造工艺上都有较大的改进——这有利于减小变压的空载功率损耗。 特别是近年来世界各国都在积极研究生产节能材料，变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料，非晶合金铁芯变压器便应运而生。 使用非晶态磁性材料制作的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的1／5，铁损大幅度降低。 据统计老式变压器的损耗占系统总量的5%左右，节电潜力大。 例如，采用冷轧硅钢片SL7－1000/10 型变压器取代同样容量的热轧硅钢片SJL 老型号变压器，仅空载损耗一项每年可节电（3.9－1.8）kW×8760h=18396kW·h（两者的空载损耗分别是1.8kW 和3.9kW）,由此可见，大力推广使用S9、S10、S11 等系列低损耗节能变压器是节电降耗的有效途径。

5 合理选择导线和电缆截面

输电线路的损耗与线路电阻有直接的关系，线路阻值越大，消耗的能量就越大，为了减少电缆上的电阻损失，可使用低阻值电缆。 导线或电缆截面与线路投资、维修、管理费用和有色金属消耗量都成正比， 所以应综合考虑各方面的因素，确定符合总体经济效益的导线截面，这样，既可以使电能损失小,又不致于过分增加线路投资。

6 推广使用绿色照明新技术

“绿色照明”是国际上对采用节约电能、保护环境照明系统的形象性说法。 现阶段，照明的质量和水平已成为衡量社会现代化程度的一个重要标志。 据中国国际照明网统计，中国照明用电已占全国电力消费总量的12%以上，并以平均每年15%的速度递增。 以2011 年国内城市道路照明为例，如果我国城市道路照明光源的1/3 更换为高效节能的照明产品，其节约的用电量相当于一个三峡工程的发电量。 因此，绿色照明的“绿”主要体现在能够大幅度节约照明用电，减少环境污染，促进以提高照明质量、节能降耗、保护环境为目的的照明电器新型产业的发展。

绿色照明要求人们不要简单地认为只是节能，而要从更高层次去认识，提高到节约能源、保护环境的高度对待，这样意义更广泛，更深远。 有的地区、有的单位可能认为现在电力供应不那么紧张了，照明节电不那么重要了，这种简单地理解，就是没有从环保的高度去认识节能，因为绿色照明提出的宗旨不只是个经济效益问题，而更主要是着眼于资源的利用和环境保护等更大课题。 通过照明节电，从而减少发电量，即降低燃煤量（中国70%以上的发电量还是依赖燃煤获得），以减少SO2，CO2以及氮氧化合物等有害气体的排放，对于世界面临环境与发展的课题，都有深远的意义。

实施绿色照明，不能简单地理解为提供高效节能照明器材，高效的器材是重要的物质基础，但是还应有正确合理的照明工程设计。 高效照明器材是照明节能的重要基础，但照明器材不只是光源，光源是首要因素，已经为人们认识，但不是唯一的，灯具和电气附件（如镇流器）的效率，对于照明节能的影响是不可忽视的，这点往往不为人们所注意；效优质产品比低质产品的效率可以高出50%以至100%， 足见其节能效果。

7 加强节电宣传，提高节电意识

应采用多种方式宣传节能、节电意义、方法、政策，提高全体职工的节电意识，从点滴做起，从身边的小事做起，处处讲节约用电，在满足工程施工的条件下，尽量使用功率小或不使用电气设备；合理安排作息时间，充分利用白天进行施工；编制施工方案充分考虑节约用电和重复利用措施；各种用电设备的及时停运。 新材料、新工艺、新设备的开发和利用，逐步淘汰旧的耗电量大的设备；电源设置要经济合理，线路不超负荷使用，严禁超规定使用大功率用电设施，休息或收工时对可停机的要关闭电源等等；使节约用电转变成为每个人的自觉行动，真正落到实处。

8 结语

企业用电量很大，节电潜力很大，节电的方法、途径很多，这就需要我们加强领导，完善制度，学习和采用新技术，通过降低煤矿企业用电量，既为国家节约能源，又为企业节约成本，提高了企业的核心竞争力。