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根据钨矿山供配电系统线路长、分布广、电压等级复杂和井下供配电特殊的特点,提出钨矿山的节能降耗应着重抓好供配电系统的合理布局、适时更新改造、提高功率因数等有力措施。
关键词:供配电 钨矿山 线损 变损 功率因数 无功补偿
1、合理布局 降低线损
矿山供配电系统供电线路翻山越岭,蜿蜒曲折,我矿10kv供电线路
达38km之长,纵横几个乡镇,6kv和0.4kv供电线路在地面、井下星罗棋布,电力网路损耗全年达60余万kwh,占企业年总用电量的5%-6%。因此适时调整供电布局,是降低线路损耗最有效的途径。
供配电线路损耗采用下式计算:
△ W线=3I2RL×103 (kw)
式中:R为导线电阻值 Ω/km; L为线路长度km;I为线路电流A。
由上式可知,要降低电力线路损耗有三条途径:第一,缩短供电线路长度;第二,提高供电线路的供电电压;第三是增大导线截面和提高功率因数。
1.1适时调整供电布局
钨矿山一次变电所一般在主窿口或者选厂附近,基本位于负荷中心,井下变电所,由于受条件限制和井下作业地点的转移,使原先所在位置的负荷变得很轻。如果单纯从“节省投资”考虑,而不愿迁移变电所位置,采用延伸低压线路的方式。由上式可知,在负载和电压不变的情况下,供电线路的长度L与线路损耗成正比,导致线路损耗居增,其线损将会永远超出迁移变电所的投资。所以,当生产布局改变以后,应及时调整变电所位置,使之始终处于负荷中心,最大限度的降低线损。
1.2提高线路的供电电压
钨矿山供电电压一般有三种,第一种10kv是矿山一次变电所,电压等级是由地区大电网所决定的;第二种6.3kv是从地面用电缆输送到井下变电所;第三种0.4kv是地面和井下工作设备的供电电压,由采区变电所用电缆输送到井下各个工作面。第一种电压等级受制于大电网不能轻易的改变,第三种电压等级在没有新的国家标准规定之前也不能提高,唯有第二种电压等级,是由企业自主的。钨矿山企业大多数是老矿山,长期以来,已形成了庞大的3.15kv井下供电网络,要实现这一改造,涉及到一、二次变电所的变压器、电缆、开关柜等诸多设施,电压为3.15kv和6.3kv时,其线路损耗分别为:
△W线3.15=3I2RL×103=P2RL×103/9.9cos2θ
△W线6.3=3I2RL×103=P2RL×103/39.7cos2θ
即: △W线3.15/△W线6.3=39.7/9.9=4
也就是说6.3kv电缆损耗仅是3.15kv电缆损耗的1/4倍。我矿90年代将井下3.15kv改用6.3kv供电,每年减少供电线损13.8万kwh,不到三年时间就收回了当年改造的投资费用,节能效果相当显著。
1.3改造截面小的线路
众所周知,当线路的负载及供电距离确定之后,该段线路损耗与线路截面成反比,随着生产规模的扩大而用电负荷增加时,线路的损耗与电流的平方成正比,在电压等级、供电距离等无法改变的情况下,则增大线径就成了降低线损的唯一手段。我矿井下0.4kv电缆的年损耗约为30万kwh,架设更换电缆的工作量大,投资大;所以,在设计选型时,考虑生产规模的发展相应加大电缆截面,使之既能满足生产的需要又能起到降低线损的作用。
2、加强变压器运行管理,降低变损
变压器是供电系统的主要设备之一,其变压器损耗约占供电系统总损耗的30%左右。因此,做好变压器的经济运行工作,对企业节能降耗起着举足轻重的作用。
2.1合理选择和调整变压器容量
变压器效率η=P/P+△PS+△Pd ,当铜损△PS等于铁损△Pd时,η最高,此时变压器负载系数为55%~65%。在选择变压器时,既要按变压器的技术参数又要考虑实际运行时单位功率损耗最小等因素,使变压器在经济运行区运行,达到最佳经济效益的目的。
变压器有一次、二次之分,一次变压器受制于大电网,电力部门对这类变压器的设置有经济制约,即收取新增变压器基本容量费。因“在基本容量费”标准没有改革之前,一次变压器容量的确定就必须从投资、运行费用及变损等综合考虑,实践证明变压器负载率在70%~80%之间运行,运行效果最好。
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