电气自动化技术在煤矿采掘设备和运输提升设备节能上的应用

电气自动化技术在煤矿采掘设备和运输提升设备节能上的应用摘要煤矿生产任务繁重且作业环境差，煤矿井下地质条件差，生产机械化水平低。因而，在煤矿生产中引进电气自动化技术，有效地提高了煤矿开采的效率。应用电气自动化技术使得采集的数据更加准确，这在一定程度上保证了煤矿的安全生产，节约了劳动力。本文简单阐述了电气自动化技术在煤矿采掘设备和运输提升设备节能上的应用。关键词煤矿；电气设备；电气自动化；节能降耗1电气节能技术的原则1.1适用性原则电气节能技术的应用，要保证设计要与实际的需求相适应，也就是设计要具有适用性。电气节能技术在工业设计中的适用性，也是围绕节能进行的，主要是节能技术的应用不仅能够满足设备的实际要求，而且还可以实现能源节约的作用。适用性原则的坚持是工业设计的基本，只有坚持了这一原则，才能实现设计的科学规范。1.2节能性原则煤矿电气设计中应用电气节能技术主要的目的，就是要实现能源的节约，主要是利用节能技术，将不关键的电能消耗节约下来，然后在实现节约电能的再利用，以此循环实现真正的节能减损，为我国的工业建设贡献更多的力量[1]。2煤矿电气自动化节能设计思路解析2.1煤矿运输提升设备的电气自动化煤矿生产的规模越来越大，与其配套的产量和运输量也在不断提高，因此胶带运输设备逐渐投入到大中型煤矿的生产运行中。随着PLC和计算机技术的发展，煤矿运输提升设备通过DCS结构进行有效的连接控制，满足了地面监控的需要，另外胶带机数字化直流调速系统投入到煤矿生产中，并且得到了一定的成效，但是皮带运输机的保护仍然达不到要求。我国目前应用的提升机主要是以交流提升为主，调速的方式主要是串电阻的方式进行调节。我国大部分煤矿仍然采用接触器和继电器的形式进行提升控制，只有少数的大型煤矿用到PLC控制程序。国产的SCR-D提升机主要是通过模拟线路来控制，直流数字化控制的提升机仍然从国外引进。计算机技术不断提升使提升机的保护控制方面得到了一定的提高，保证了提升机运行的安全性，随着科技的不断进步，高效率的斩波器逐渐投入到提升机中，一定程度上使运输提升机的自动化控制技术得到了一定的提升。现如今PLC控制技术发展迅速，采用PLC技术可以实现对安全回路的全面检测，并且可以实现同路行程控制和对提升工艺进行控制的功能，从而实现了提升机的产品标准化，一些先进的煤矿还采用了双线回路，安全监控回路采用了冗余技术，使煤矿生产实现了全微机监控的成果，更有利于提升机的安全运行，另外故障诊断也采用了微机的效果，进一步提升了煤矿电气自动化水平。胶带运输控制系统主要是集中控制系统，在此系统中，PLC是该系统控制的核心，用户界面主要是工业监测和控制软件，主控制站具备一定的连锁功能，比如，主皮带和地面生产系统之间设置的连锁，在出现事故时，可以保证不用紧急停车，另外主控制程序还具备集控、单机和手动的工作模式，在上位机监测的界面，可以实现运行过程中的电流、过煤量的数据和胶带的速度等，在皮带机出现跑偏、堆煤、烟雾和打滑故障时，通过故障报警或语言报警的形式及时反映出来，另外胶带机的传输速度可以通过变频器、电控装置、软启动方式之间的相互配合进行控制，可以很好地实现皮带机的软启动和软停车等，很好地满足了在重载启动和加速启动的稳定性[2]。2.2应用无功补偿设备一般情况下，选择无功补偿设备需注意以下几点：第一，应参照实际运行参数进行合理选择，与此同时，也要考虑容量、电压等级、功率因数、供电系统的具体情况等进行来对无功补偿设备进行选择；第二，需要对无功补偿设备具有的投切方式进行合理选择，选择投切方式的时候，参考无功功率投切参数的物理量进行选择，不仅适用范围广、准确系数高，还可以有效预防倒送、振荡；第三，参考煤矿供电系统的具体情况进行选择，选择无功补偿设备时会受到很多因素的影响，如补偿位置、负荷情况、补偿线路等，以负荷情况为例，负荷情况不同，补偿手段也会有所不同，在负荷情况较小时，无功补偿设备也要选择静态的，在负荷情况较大时，无功补偿设备也要选择动态的，以实际情况为根据进行合理搭配，从而能够有效降低供电电能损耗[3]。2.3科学选择适宜的变压装置变压装置以变压器为主，这是煤矿电气设计中较为关键的一个环节，所以变压器的选择必须要科学，因为只有减少变压所低压出线线路的长度，才能够达到节约线路损耗的作用。但是在实际工作中，由于一般低压交流电在380V，如果没有控制好距离，为了达到要求就要对电缆的横截面进行加宽，这样就会产生资源浪费、成本增加的现象。尤其是很多的大厂区内，如果控制不好线路之间的间距，那么造成的资源浪费就会更多，所以一般在大煤矿会设置多个变压器，这样才能够起到节能减损的目的[4]。2.4选择应用高效光源在煤矿之中的生产过程中，各种厂房、车间以及矿井下的巷道均需应用众多照明装置。基于此，煤矿电气自动化节能设计过程中，需要加強在照明装置方面的节能设计。应用有节能效果的照明灯，既可以有效实现节能目的，还有利于提高员工的节能意识。而在煤矿生产过程中，使用高效光源这种新型的节能照明产品，是一个有效方法，相比较于普通光源，高效光源具有耐用、亮度高等一系列优点，可以对煤矿照明装置的节能设计起到非常大的帮助[5]。2.5煤矿采掘机械设备的电气自动化机械行业的发展趋势是机电一体化，为了使煤矿企业可以安全高效的生产，提高煤矿机械设备的电气自动化水平是煤矿生产未来发展趋势。煤矿采掘机械的主要动力来源是电力牵引。煤矿井下开采大多采用的是电力牵引采煤机，采用的总体构架是横向布置的多台电机驱动，一般是通过交流变频进行无级调速，电源电压一般设置为3300V，通过销轨的形式实现无链牵引方式，随着煤矿生产规模的不断扩大，总的装机容量也在不断增加，从经常使用的1000KW逐渐扩大到1500KW，电机的牵引能力达到了2×60KW。为了实时的监控机械设备的运转情况，监视故障情况，整个机械设备运转过程中，通过计算机进行整体监控，监控界面反映监控的情况，以及时做好防护工作。电气自动化技术中的电控系统一般分为主控制系统和调速控制系统，控制器主要通过PLC控制程序组成，将采煤机预先设置好的操作指令和采集来的信息进行总结后，将总结的信息通过驱动电路把结果传送到各个执行部门[6]。3结束语在节能环保理念越来越深入人心的当今时代下，加强对煤矿电气自动化节能设计的研究具有重要的意义。本人认为煤矿电气自动化节能设计的思路主要包括减少电气传输过程中的电能消耗，合理选择变压器，应用无功补偿设备、高效光源等。参考文献[1]曹亚红.煤矿电气设备节能技术探究[J].能源与节能，2016，（01）：92-93.[2]吕琪然.煤矿电气自动化控制系统优化设计分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2016，（02）：246.[3]康旭花.煤矿机械电气设备自动化调试技术应用及研究[J].能源与节能，2016，（04）：62-63.[4]戴振臣.煤矿井