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[摘要]煤矿企业既是产能大户，又是耗能大户，“节能降耗”已是我国的基本国策，而节能降耗的重中之重就是节电，智慧节电技术理论研究和技术日趋成熟，智慧节电技术也逐步得到了广泛应用，成为了煤炭行业节电降耗的首选。智慧节电技术的应用，对于降低煤炭行业生产电力成本，减少电力消耗有着十分重要的意义。本文主要从智能节电技术在煤矿生产中的应用着手，分析智能节电技术所应遵循的节电原理，进而探讨智能节电技术在煤炭行业生产实践中的前景，以促进智能节电技术的应用推广。
[关键词]智能节电煤矿生产应用推广
中图分类号：TN821+.91 文献标识码：TN 文章编号：1009―914X（2013）28―0502―02
煤矿企业既是产能大户，又是耗能大户，“节能降耗”已是我国的基本国策，许多煤矿企业都非常重视节能降耗工作，而节能降耗的重中之重就是节电，如何加强节约用电工作，加大电网治理力度，提高电力管理水平，减少电力消耗，对于降低煤矿企业生产电力成本，促进经济增长方式转变，增强煤矿企业竞争力，构建全面成本管控体系，建设资源节约型企业，实现全面、协调、可持续发展具有十分重要的意义。
在保证电力管理水平和电网治理力度的前提下，利用先进技术，在现有的设备、设施进行改造和利用先进技术实现节电降耗，是节电降耗最重要的举措。
一、智能节电技术的节电原理
智能节电装置是一种最新的智慧化设备，不同于一般的稳压器，也不同于利用电容无功补偿和利用可控硅相控技术而研制生产的节电器。它是以独特的电力有源滤波和无源滤波以及电磁学控制理论为指导，采用先进的磁铁材料及电气组件而生产的新一代节电产品。从根本上解决了一些节电产品在节电同时产生大量电污染的弊端。它集实时监测，高频斩波，数字控制等高新技术于一体，根据负荷实际情况，通过置于系统内部的芯片及配套硬件设施，对用电系统实施动态跟踪，保证用电设备的电能与实际所需精确匹配，从而达到有效的节电效果，降低企业生产电力成本。
二、智能电节技术在煤矿中的应用推广
1、电机智能节电装置
电机是煤矿应用最广泛的用电设备，同时也是用电效率最低的用电设备，它消耗的电能通常占一个国家工业用电总量的68％－83％，而我国也占到70％左右，且大马拉小车与低负荷运行的情况相当普遍，另一方面因设计时都要考虑到超载能力及运行安全，一般都会选择电机功率大于负载的所需功率，都存在着很大的能量过剩，再加上很多负载都是随时变化的。
电机智能节电装置采用智能化的微处理器控制技术，无需人工调节，通过死循环回馈系统控制，其感应电路比较通过电机的电压和电流波形，由于是电感电路，电压和电流波形存在时间差，负载越轻，电流波形的滞后越大。空载时电机的效率最低，波形间的间隔也最大。微处理器可监测波形间的间隔并及时地调整触发脉冲，其速度比电机响应的速度要快得多。它能自动跟踪检测电机运行中的负载变化，将检测信号回馈给控制中心，经过中央处理，运算放大后给出指令信号，以此来改变有功电量的输出，使电机在最小的电耗下最佳运行。通常设备上的电机在设计上往往大于使用的功率，特别是对于变载和空载运行时，电能浪费更是高的惊人。电机智能节电装置可自动检测、跟踪系统能有效的检测负载的变化，自动调整输出的有功功率：当电机处于空载或轻载时，自动减少有功的输出，当处于重载时，又自动增加有功输出，保证电机的正常运转，需多少供多少，达到“所共即所需”，这就最大限度的节约了电能，这就是该节电效果特别显著的根本原理。
2、空压机智能节电装置
空压机是煤炭行业的必备动力设备，一般在设计空压机的装机容量时，由于不能排除空压机在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以只能按最大需要来决定压缩机的容量，设计余量一般偏大，造成很大的电能浪费。再加上通常情况下，当压力达到最大设定值时，空压机通过如下方法来降压卸载：关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过释压阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费，针对这种现象，智慧空压机智能节电装置，节电效果良好，节电率可达15%—35%。
空压机智能节电装置是采用“负载跟踪”系统，根据负载变化，及时調节电机的输出的功率，使电机的输出功率与实际功率相等，以达到“供需平衡”的目的，从达到更好的节电效果。该装置由变频调速系统、压力传感器、智能控制器控制单元、软件控制单元等组成。此控制系统根据压力传感器检测到的空压机出口的压力值，通过智慧控制器进行计算，然后输出信号调整电机输出频率，进而控制压缩机转速，在精确地控制空压机出口的压力的同时，延长压缩机系统的使用寿命，并大幅度地节约电能，同时，回收线路中的零序电流，进行二次利用。
该装置把管网压力作为控制对象，压力变送器将储气罐的压力转变为电信号送给智能仪表，与压力设定值作比较，并根据差值的大小按既定的控制模式进行运算，产生控制信号送变频调速器，通过变频器控制电机的工作频率与转速，从而使实际压力始终接近设定压力。采用该装置后，空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动，实现了软启动，避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。
由于用气量的不断变化，气罐里的压力也会变化频繁。采用变频调速系统，用调整电机转速的方法来调整压缩机的供气量。使气罐内的气压始终保持在理想的状态下，由于空压机基本上属于恒转矩负载，用变频调速的方法调整供气量能使电机的输出功率基本与转速（供气量）成正比关系，达到很好的节电效果。由于空压机在启动时，内部有少量的滞留气压，启动和加减速运行时要求变频器反应快速，因此，调节方式采用死循环自动调节，控制系统根据压力传感器检测到空压机出口的压力信号值，经过A/D模拟数字转换单元的信号转换后，通过智能控制器和变频器调整压缩机电机的转速，保证电机以最小的功率输出。
空压机节电控制系统与空压机原控制系统互为备用，两套系统之间存在互锁关系，以确保空压机正常、安全运行。
3、高压系统智能节电装置
通常情况下，高压电网中的三相不平衡、瞬流、浪涌、冲击电流会增加电网的谐振，造成瞬态高电压、高电流，增加附加损耗，降低输电效率及设备使用率，加速用电设备老化，缩短使用寿命。还可能造成用电设备工作不正常，计量仪器不准确，增加附加损耗和过度计量导致用电成本增加；同时瞬流、浪涌用影响设备的安全运行。
高压系统智能节电装置克服了过去节电设备功能单一，寿命短的缺陷，采用了电磁平衡技术原理精工制造，是集节电、保护用电设备、净化电网、提高功率因子、平衡三相电压电流、抑制高次谐波、防止浪涌、瞬流和抑制冲击电流于一体的多功能电力系统节能装置，真正达到从用电系统的源头端治理电力污染节约电费，达到了一劳永逸的效果。
高压系统智能节能装置在运行时能够起到适当调整三相电源不平衡的作用。使变压器及用电设备在三相电源平衡、对称的状态下运行，可以消除因线路三相电源不平衡所带给用电设备对电能消耗量的增加，同时避免了因电源不平衡而产生的危害，降低电能损耗，减少用户电费开支。
该装置内专门设计了一套特殊的滤波系统，该滤波系统与装置的主线圈系统完美结合，不仅能有效地将高次谐波拒之门外，同时还可以缓冲电网的瞬变和浪涌。该利用电抗原理，使设备实现平滑启动，避免了因启动电流过大发生的跳闸。
该装置能有效减小电压与电流之间的相位角，从而显著提高功率因子，减少了电网线路输送的无功功率，减少了无功功率在电网中的流动，降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗，提高电能的利用率，避免无功罚款。
三、智能节电技术在煤矿生产中应用推广的显著效果
1、节电效果显著，节电率可达15%-50%；
2、改善功率因子；
3、软启动、软停车，有效降低启动冲击电流；
4、改善运行性能、降低运行噪声、振动和发热、延长电机使用寿命；
5、优化特性，不改变电机转速和转矩特性；
6、智能控制、一次设定、自动跟踪、无需人为调节。
参考文献
[1] 周宏春.我国节能减排形势与对策建议[J].世界环境，2007（7）
[2] 保菁.节能降耗及合理利用能源资源思路浅析[J].节能设备与工程，2006（3）
[3] 濮津.煤炭环境成本初论[J]. 煤炭经济研究
作者简介
孔祥媚（1983. 2-），女，汉族人，助理工程师，现任阳煤集团山西石港煤业有限责任公司机电动力工区技术员，2007年毕业于中国矿业大学。
[关键词]智能节电煤矿生产应用推广
中图分类号：TN821+.91 文献标识码：TN 文章编号：1009―914X（2013）28―0502―02
煤矿企业既是产能大户，又是耗能大户，“节能降耗”已是我国的基本国策，许多煤矿企业都非常重视节能降耗工作，而节能降耗的重中之重就是节电，如何加强节约用电工作，加大电网治理力度，提高电力管理水平，减少电力消耗，对于降低煤矿企业生产电力成本，促进经济增长方式转变，增强煤矿企业竞争力，构建全面成本管控体系，建设资源节约型企业，实现全面、协调、可持续发展具有十分重要的意义。
在保证电力管理水平和电网治理力度的前提下，利用先进技术，在现有的设备、设施进行改造和利用先进技术实现节电降耗，是节电降耗最重要的举措。
一、智能节电技术的节电原理
智能节电装置是一种最新的智慧化设备，不同于一般的稳压器，也不同于利用电容无功补偿和利用可控硅相控技术而研制生产的节电器。它是以独特的电力有源滤波和无源滤波以及电磁学控制理论为指导，采用先进的磁铁材料及电气组件而生产的新一代节电产品。从根本上解决了一些节电产品在节电同时产生大量电污染的弊端。它集实时监测，高频斩波，数字控制等高新技术于一体，根据负荷实际情况，通过置于系统内部的芯片及配套硬件设施，对用电系统实施动态跟踪，保证用电设备的电能与实际所需精确匹配，从而达到有效的节电效果，降低企业生产电力成本。
二、智能电节技术在煤矿中的应用推广
1、电机智能节电装置
电机是煤矿应用最广泛的用电设备，同时也是用电效率最低的用电设备，它消耗的电能通常占一个国家工业用电总量的68％－83％，而我国也占到70％左右，且大马拉小车与低负荷运行的情况相当普遍，另一方面因设计时都要考虑到超载能力及运行安全，一般都会选择电机功率大于负载的所需功率，都存在着很大的能量过剩，再加上很多负载都是随时变化的。
电机智能节电装置采用智能化的微处理器控制技术，无需人工调节，通过死循环回馈系统控制，其感应电路比较通过电机的电压和电流波形，由于是电感电路，电压和电流波形存在时间差，负载越轻，电流波形的滞后越大。空载时电机的效率最低，波形间的间隔也最大。微处理器可监测波形间的间隔并及时地调整触发脉冲，其速度比电机响应的速度要快得多。它能自动跟踪检测电机运行中的负载变化，将检测信号回馈给控制中心，经过中央处理，运算放大后给出指令信号，以此来改变有功电量的输出，使电机在最小的电耗下最佳运行。通常设备上的电机在设计上往往大于使用的功率，特别是对于变载和空载运行时，电能浪费更是高的惊人。电机智能节电装置可自动检测、跟踪系统能有效的检测负载的变化，自动调整输出的有功功率：当电机处于空载或轻载时，自动减少有功的输出，当处于重载时，又自动增加有功输出，保证电机的正常运转，需多少供多少，达到“所共即所需”，这就最大限度的节约了电能，这就是该节电效果特别显著的根本原理。
2、空压机智能节电装置
空压机是煤炭行业的必备动力设备，一般在设计空压机的装机容量时，由于不能排除空压机在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以只能按最大需要来决定压缩机的容量，设计余量一般偏大，造成很大的电能浪费。再加上通常情况下，当压力达到最大设定值时，空压机通过如下方法来降压卸载：关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过释压阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费，针对这种现象，智慧空压机智能节电装置，节电效果良好，节电率可达15%—35%。
空压机智能节电装置是采用“负载跟踪”系统，根据负载变化，及时調节电机的输出的功率，使电机的输出功率与实际功率相等，以达到“供需平衡”的目的，从达到更好的节电效果。该装置由变频调速系统、压力传感器、智能控制器控制单元、软件控制单元等组成。此控制系统根据压力传感器检测到的空压机出口的压力值，通过智慧控制器进行计算，然后输出信号调整电机输出频率，进而控制压缩机转速，在精确地控制空压机出口的压力的同时，延长压缩机系统的使用寿命，并大幅度地节约电能，同时，回收线路中的零序电流，进行二次利用。
该装置把管网压力作为控制对象，压力变送器将储气罐的压力转变为电信号送给智能仪表，与压力设定值作比较，并根据差值的大小按既定的控制模式进行运算，产生控制信号送变频调速器，通过变频器控制电机的工作频率与转速，从而使实际压力始终接近设定压力。采用该装置后，空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动，实现了软启动，避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。
由于用气量的不断变化，气罐里的压力也会变化频繁。采用变频调速系统，用调整电机转速的方法来调整压缩机的供气量。使气罐内的气压始终保持在理想的状态下，由于空压机基本上属于恒转矩负载，用变频调速的方法调整供气量能使电机的输出功率基本与转速（供气量）成正比关系，达到很好的节电效果。由于空压机在启动时，内部有少量的滞留气压，启动和加减速运行时要求变频器反应快速，因此，调节方式采用死循环自动调节，控制系统根据压力传感器检测到空压机出口的压力信号值，经过A/D模拟数字转换单元的信号转换后，通过智能控制器和变频器调整压缩机电机的转速，保证电机以最小的功率输出。
空压机节电控制系统与空压机原控制系统互为备用，两套系统之间存在互锁关系，以确保空压机正常、安全运行。
3、高压系统智能节电装置
通常情况下，高压电网中的三相不平衡、瞬流、浪涌、冲击电流会增加电网的谐振，造成瞬态高电压、高电流，增加附加损耗，降低输电效率及设备使用率，加速用电设备老化，缩短使用寿命。还可能造成用电设备工作不正常，计量仪器不准确，增加附加损耗和过度计量导致用电成本增加；同时瞬流、浪涌用影响设备的安全运行。
高压系统智能节电装置克服了过去节电设备功能单一，寿命短的缺陷，采用了电磁平衡技术原理精工制造，是集节电、保护用电设备、净化电网、提高功率因子、平衡三相电压电流、抑制高次谐波、防止浪涌、瞬流和抑制冲击电流于一体的多功能电力系统节能装置，真正达到从用电系统的源头端治理电力污染节约电费，达到了一劳永逸的效果。
高压系统智能节能装置在运行时能够起到适当调整三相电源不平衡的作用。使变压器及用电设备在三相电源平衡、对称的状态下运行，可以消除因线路三相电源不平衡所带给用电设备对电能消耗量的增加，同时避免了因电源不平衡而产生的危害，降低电能损耗，减少用户电费开支。
该装置内专门设计了一套特殊的滤波系统，该滤波系统与装置的主线圈系统完美结合，不仅能有效地将高次谐波拒之门外，同时还可以缓冲电网的瞬变和浪涌。该利用电抗原理，使设备实现平滑启动，避免了因启动电流过大发生的跳闸。
该装置能有效减小电压与电流之间的相位角，从而显著提高功率因子，减少了电网线路输送的无功功率，减少了无功功率在电网中的流动，降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗，提高电能的利用率，避免无功罚款。
三、智能节电技术在煤矿生产中应用推广的显著效果
1、节电效果显著，节电率可达15%-50%；
2、改善功率因子；
3、软启动、软停车，有效降低启动冲击电流；
4、改善运行性能、降低运行噪声、振动和发热、延长电机使用寿命；
5、优化特性，不改变电机转速和转矩特性；
6、智能控制、一次设定、自动跟踪、无需人为调节。
参考文献
[1] 周宏春.我国节能减排形势与对策建议[J].世界环境，2007（7）
[2] 保菁.节能降耗及合理利用能源资源思路浅析[J].节能设备与工程，2006（3）
[3] 濮津.煤炭环境成本初论[J]. 煤炭经济研究
作者简介
孔祥媚（1983. 2-），女，汉族人，助理工程师，现任阳煤集团山西石港煤业有限责任公司机电动力工区技术员，2007年毕业于中国矿业大学。