煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)原則分析

趙楠

摘要：本文就煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析，分析何為電氣自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化在現(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)應(yīng)用的意義以及所應(yīng)用的策咯，為下一步煤礦電氣自動(dòng)化的發(fā)展提供相應(yīng)的方向，為相關(guān)人員提供借鑒。

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

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的需求不斷增加，煤礦企業(yè)作為我國的支柱型企業(yè)，其重要程度不必多言，而煤礦工程通常存在著安全隱患，因?yàn)橹暗拿旱V企業(yè)并沒有電氣設(shè)備的應(yīng)用，僅僅靠人工，可能因?yàn)槟承┦д`就會(huì)造成安全事故，但現(xiàn)階段我國的煤礦企業(yè)大多數(shù)引用先進(jìn)的設(shè)備，進(jìn)而使煤礦的開采變的自動(dòng)化與設(shè)備智能化，自動(dòng)化與智能化的應(yīng)用能夠很大程度上降低安全事故的發(fā)生，進(jìn)而提高采礦的效率，增大企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

一、電氣自動(dòng)化簡介

所謂的電氣自動(dòng)化指的是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、新型信息技術(shù)以及相關(guān)的先進(jìn)控制理論投入到相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)里去，進(jìn)而通過一定的管理上面的優(yōu)化以及控制達(dá)到降低能耗與提高生產(chǎn)的一項(xiàng)綜合性技術(shù)。電氣自動(dòng)化的構(gòu)成成分較多，主要包括軟件的自動(dòng)化、硬件的自動(dòng)化與系統(tǒng)的自動(dòng)化。在現(xiàn)階段的生產(chǎn)中運(yùn)用電氣自動(dòng)化能夠很大程度上確保煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中的安全，提高采煤的效率，進(jìn)而提高煤礦企業(yè)的競爭力。

二、電氣自動(dòng)化在現(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)應(yīng)用的意義

我國的煤礦資源眾多，但相應(yīng)的我國的人口也很多，每年需要耗費(fèi)大量的煤礦資源，在現(xiàn)階段我國的國民經(jīng)濟(jì)的構(gòu)成中，煤礦資源占據(jù)了較大的比重。同時(shí)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展直接影響著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在以前我國的經(jīng)濟(jì)并不發(fā)達(dá)的情況下，我國的煤礦開采企業(yè)通常會(huì)出現(xiàn)較多的安全事故，進(jìn)而導(dǎo)致在開采的質(zhì)量與效率上得不到保證，直接降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，但近年來，我國的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科技不斷的進(jìn)步，煤礦企業(yè)的開采設(shè)備逐漸向自動(dòng)化與智能化方向發(fā)展，大量設(shè)備的智能化能夠保證采礦事業(yè)的安全運(yùn)行，進(jìn)而保證了采煤的效率，降低了事故的頻發(fā)性。所以企業(yè)應(yīng)注重對于煤礦電氣自動(dòng)化的發(fā)展，使煤礦企業(yè)向著科學(xué)化的方向發(fā)展。

三、煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

（一）可持續(xù)性

煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的目的是通過合適的方法對資源進(jìn)行回收與利用，所以具有著需要具備可持續(xù)性。這是煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能的重要原則，因?yàn)榭沙掷m(xù)性也直接影響到了我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。所以在進(jìn)行煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能的設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員要從我國的具體發(fā)展?fàn)顩r出發(fā)，實(shí)事求是的來進(jìn)行煤礦電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)。

（二）安全可靠性

在進(jìn)行煤礦電氣自動(dòng)化的設(shè)計(jì)時(shí)，電氣設(shè)備的安全運(yùn)行是最為關(guān)鍵的，也是根本，設(shè)備的安全運(yùn)行才能保證后續(xù)工作的進(jìn)行，所以這就要求進(jìn)行煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的人員注重安全性與節(jié)能性的關(guān)系，確保煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)能夠在安全的環(huán)境下運(yùn)行。

（三）減少對于環(huán)境的影響

煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)計(jì)的根本目的是在于減少對于環(huán)境的影響，節(jié)約了能源不僅僅能滿足國家的要求還能推動(dòng)煤礦企業(yè)。還能提高煤礦企業(yè)的競爭力，進(jìn)而在現(xiàn)階段激烈的企業(yè)競爭中取得競爭優(yōu)勢。

（四）對配電設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)過程中最重要的是保證煤礦設(shè)備的正常運(yùn)行，而保證煤礦設(shè)備正常工作的前提就是用電設(shè)備的正常運(yùn)行，因此，要對電力設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，另外，進(jìn)行配電設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員要考慮到整個(gè)煤礦電氣自動(dòng)化的所需供電以及負(fù)荷的容量，進(jìn)而確保整個(gè)電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、靈活高效的運(yùn)行。

四、電氣自動(dòng)化在現(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)中的應(yīng)用

（一）在通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用

通過以往的經(jīng)驗(yàn)來看，煤礦企業(yè)的工作環(huán)境十分惡劣，通風(fēng)性能較差，但運(yùn)用電氣自動(dòng)化之后，煤礦企業(yè)能夠使用分層以及分散的方式進(jìn)行煤礦通風(fēng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)，煤礦企業(yè)也可以采用多機(jī)備用技術(shù)與光纖傳輸技術(shù)進(jìn)行煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化通過運(yùn)用煤礦通風(fēng)自動(dòng)化，對煤礦工程的生產(chǎn)環(huán)境有著極大的改善。

（二）在排水系統(tǒng)的應(yīng)用

在煤礦工業(yè)，排水系統(tǒng)至關(guān)重要，主要作用為以下幾方面：（1）當(dāng)工作人員不在設(shè)備旁邊時(shí)，煤礦的自動(dòng)化排水系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)的情況進(jìn)行水閥的開關(guān)，進(jìn)而確保排水機(jī)械的合理調(diào)度，能夠保證排水工作的節(jié)能效果，提高了排水的效率。（2）能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)起到保護(hù)作用，防止過載、負(fù)壓以及泄露等現(xiàn)象的發(fā)生。（3）能夠?qū)崟r(shí)向控制室提供泵房的數(shù)據(jù)，進(jìn)而掌控著整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，可以對排水系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制。（4）運(yùn)用煤礦排水系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)與遠(yuǎn)程控制。在運(yùn)用煤礦排水系統(tǒng)的自動(dòng)化時(shí)，要對煤礦自動(dòng)排水的軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新并提出相關(guān)的管理策略，進(jìn)一步的提高煤礦自動(dòng)化排水系統(tǒng)的智能化。

（三）在供電系統(tǒng)的應(yīng)用

在煤礦企業(yè)中，供電系統(tǒng)是最為關(guān)鍵的一環(huán)，而供電系統(tǒng)主要是由四個(gè)部分所組成，包括：綜合保護(hù)器、地面集控中心、傳輸通道以及監(jiān)控分站。綜合保護(hù)器的功能為遙測、遙信以及遙控等等。而監(jiān)控分站的作用是進(jìn)行連接，對其中的設(shè)備信息進(jìn)行收集以及交換，然后實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的協(xié)議統(tǒng)一。我們可以利用以太網(wǎng)對監(jiān)控中心進(jìn)行連接，連接到各個(gè)變電站，進(jìn)而讓系統(tǒng)的內(nèi)部形成一個(gè)可以互相傳輸?shù)耐ǖ?，使用該通道將整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的反應(yīng)，另外對網(wǎng)絡(luò)性能加以穩(wěn)定，讓其不受到其他信號的影響，從而保證整個(gè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行。

五、煤礦電氣自動(dòng)化節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用策略

（一）對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行選擇

煤礦在進(jìn)行開采時(shí)，大部分的電動(dòng)設(shè)備是通過電動(dòng)機(jī)經(jīng)過傳動(dòng)裝置來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的，在整個(gè)煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)中，除卻機(jī)械裝置以及附屬系統(tǒng)以外，都需要電動(dòng)機(jī)參與其中，而電動(dòng)機(jī)的效率與負(fù)載是息息相關(guān)的，所以選擇電動(dòng)機(jī)顯得尤為重要，因?yàn)檫x好電動(dòng)機(jī)也能起到節(jié)能的效果。而在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)，要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)狀況進(jìn)行選擇。例如：對于某些不調(diào)速的設(shè)備或某些年負(fù)載工作時(shí)間較長的設(shè)備，優(yōu)先選用高效率的電動(dòng)機(jī)，在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選擇時(shí)，我們可以根據(jù)負(fù)載的大小以及利用的時(shí)間進(jìn)行選擇，選擇最適合現(xiàn)階段生產(chǎn)的電動(dòng)機(jī)。在進(jìn)行煤礦開采時(shí)，大部分的設(shè)備需要使用到感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢較多，在部分設(shè)備容量大與變速要求高的設(shè)備中應(yīng)用較為廣泛。但是在進(jìn)行感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用時(shí)，要確保不能空載運(yùn)行，若負(fù)載過于低，可以裝設(shè)上節(jié)電器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降壓，使電動(dòng)機(jī)的效率與功率得到提高，在降壓以后也要確保電動(dòng)機(jī)的功率。當(dāng)使用容量大的電動(dòng)機(jī)時(shí)，若額定容量大于負(fù)載的容量便可以使用。

（二）對變壓器進(jìn)行選擇

變壓器的選擇也是在煤礦電氣自動(dòng)化設(shè)備中重要的一環(huán)，因?yàn)樽儔浩髫?fù)責(zé)著升降電壓以及匹配阻抗，所以進(jìn)行變壓器的選擇時(shí)，需要考慮到以下幾方面，首先要對變壓器的容量進(jìn)行選擇，減少變壓器自身所帶來的損耗，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能減排的效果;其次要使用相同線制的變壓器，進(jìn)而提高傳輸?shù)姆€(wěn)定性，達(dá)到負(fù)荷的平衡。需要相關(guān)人員注意的是，某些舊型號的變壓器，由于技術(shù)上的問題，和現(xiàn)階段的線制并不相符，會(huì)在一定程度上使得煤礦電氣設(shè)備耗能增加，使煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益降低。同時(shí)變壓器的相對位置會(huì)影響著變壓器的性能，所以工作人員要注重于變壓器的位置安放，要將變壓器安放在電力負(fù)荷的中心處，不僅僅使電能輸送的距離縮短，而且也極大程度上降低了電能的消耗。

（三）使用無功補(bǔ)償裝置

無功補(bǔ)償裝置是一項(xiàng)對電力傳輸過程中無功功率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)囊豁?xiàng)技術(shù)，而且此裝置有著結(jié)構(gòu)較為簡單且價(jià)格較為低廉的好處，所以該裝置廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，也是實(shí)現(xiàn)煤礦電氣設(shè)備節(jié)能的有效的手段。但是在進(jìn)行此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，相關(guān)的工作人員要注意以下幾個(gè)問題：首先要進(jìn)行理念上的轉(zhuǎn)變，要對無功補(bǔ)償裝置的機(jī)理有著充分的了解，制定合適的管理維護(hù)的方案，對該設(shè)備實(shí)行定期的維護(hù)，同時(shí)，對整個(gè)設(shè)備的控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到補(bǔ)償裝置節(jié)能效果的最有，對該裝置的投切方式進(jìn)行篩選，防止出現(xiàn)震蕩以及倒送的現(xiàn)象。

（四）對調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行選擇

有些設(shè)備的負(fù)載變化較多且與速度的關(guān)系較為緊密，想要避免在運(yùn)行過程中出現(xiàn)浪費(fèi)，就必須對調(diào)速裝置進(jìn)行選擇，而調(diào)速系統(tǒng)的選擇要根據(jù)實(shí)際的工作情況來進(jìn)行選擇，例如在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)上，我們所需要用的調(diào)速是變極調(diào)速、變頻調(diào)速以及改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，不同的調(diào)速系統(tǒng)適用于不同的情況，所以要根據(jù)實(shí)際的情況來選擇調(diào)速系統(tǒng)，例如恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速裝置的節(jié)能效果并不理想，所以要選擇高效的調(diào)速裝備，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果。

六、結(jié)論

綜上所述，我國的煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化還在途中，還需要注意諸多的事項(xiàng)，我們在進(jìn)行自動(dòng)化的應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該考慮到諸多的方面，進(jìn)而促進(jìn)煤礦電氣自動(dòng)化的程度。我們不應(yīng)僅僅在設(shè)備上提高要求，還要加強(qiáng)相關(guān)人員的專業(yè)意識，確保能夠熟練的應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備，加強(qiáng)其責(zé)任意識，煤礦企業(yè)是我國的能源性企業(yè)，也是用電的大戶，所以我們應(yīng)對我國煤礦企業(yè)的電氣自動(dòng)化加以重視，進(jìn)而促進(jìn)我國煤礦企業(yè)的發(fā)展。

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