分析煤礦供配電系統(tǒng)諧波的成因與危害

【摘要】煤礦企業(yè)是促進我國經(jīng)濟發(fā)展的主要企業(yè)之一，隨著煤礦自動化程度的提高，煤礦供配電系統(tǒng)中諧波的危害日趨明顯，不僅導(dǎo)致了供電線路的供電質(zhì)量下降，而且還會給設(shè)備的安全運行造成一定程度的影響。因此如何對煤礦供配電系統(tǒng)諧波的危害進行治理已經(jīng)成為了企業(yè)相關(guān)部門所面臨的一項重大課題，本文針對煤礦供配電系統(tǒng)中諧波的分析，對諧波的成因及危害做了簡要探討以及提出了一些針對性的治理措施。

【關(guān)鍵詞】煤礦供配電系統(tǒng)；諧波危害；治理措施

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷快速發(fā)展，我國的煤礦企業(yè)也憑借著先進的科學(xué)技術(shù)不斷的提升著自身的煤炭生產(chǎn)水平。與此同時，科學(xué)技術(shù)的進步也催生了更多的先進的煤礦設(shè)備的產(chǎn)生，這些先進的設(shè)備的采用，可以在一定的范圍內(nèi)極大的提升著整個煤礦集團的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平。但是，這些先進的儀器大部分都是使用了很多的電力，這些電力在使用過程之中就產(chǎn)生了比較大的電壓數(shù)值和電流數(shù)值，這些增加的數(shù)值在一定的范圍內(nèi)會產(chǎn)生波形的變化，進而產(chǎn)生一定的諧波。諧波的存在將會在一定的程度上干擾煤礦的正常生產(chǎn)運行，與此同時，其存在還會在一定程度之上造成煤礦設(shè)備的損害情況。具體的來說，諧波的存在會導(dǎo)致線路之中的頻率失常，最終將導(dǎo)致相應(yīng)的線路燃燒事故的產(chǎn)生，這些問題將會嚴重的干擾到煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)運行，進而導(dǎo)致煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率下降。針對這樣的情況，煤礦企業(yè)為了有效的解決可能存在的煤礦供配電系統(tǒng)諧波的產(chǎn)生，就需要相關(guān)的煤礦的工作技術(shù)人員總結(jié)煤礦供配電系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的原因，并根據(jù)其產(chǎn)生原因找出具體的解決方案，減少煤礦供配電系統(tǒng)諧波對煤礦的影響。通過本文的論述，筆者一方面希望能夠起到一個拋磚引玉的作用，另一方面，希望能夠給相關(guān)的工作人員提供一點參考借鑒的材料。

一、煤礦供配電系統(tǒng)諧波的基本內(nèi)涵

（一）產(chǎn)生煤礦供配電諧波的原因

首先，產(chǎn)生煤礦供配電系統(tǒng)諧波的根本原因在于在煤礦的運行系統(tǒng)之中，存在著一些由半導(dǎo)體原材料所構(gòu)成的元件，這些元件雖然在煤礦生產(chǎn)的過程之中有效的提升了煤礦生產(chǎn)的工作效率，還可以在一定的程度上提升煤礦生產(chǎn)的智能化性能，但是，不得不承認的是，雖然這些元件屬于比較高端的非線性元件，但是，在具體的應(yīng)用過程之中，例如：提升煤礦的礦井內(nèi)部運輸?shù)挠行?，提升礦井內(nèi)部的通風(fēng)機的通風(fēng)效率，加強礦井內(nèi)部的運輸機的運輸效率的情況下，會產(chǎn)生大量的諧波，這些情況會在一定的程度之上對煤礦內(nèi)部設(shè)備的使用狀態(tài)和煤礦內(nèi)部設(shè)備的生產(chǎn)效率造成較大的影響，與此同時，還有可能會導(dǎo)致煤礦內(nèi)部的輸電線路因為輸送的頻率被打斷而產(chǎn)生相應(yīng)的線路紊亂的情況，最終導(dǎo)致煤礦內(nèi)部的供電系統(tǒng)被嚴重破壞，嚴重的危及到煤礦供電系統(tǒng)的正常工作運行；

其次，在煤礦的供電系統(tǒng)在運行的過程之中，一旦煤礦用電設(shè)備所產(chǎn)生的諧波經(jīng)過了煤礦的供電系統(tǒng)內(nèi)部的變壓器設(shè)備，就很有可能會導(dǎo)致變壓器設(shè)備產(chǎn)生過高的功能消耗。與此同時，由于所產(chǎn)生的諧波具有著比較大的破壞的屬性，這很有可能會導(dǎo)致變壓器內(nèi)部的損耗超出平時的正常數(shù)值，導(dǎo)致煤礦供電系統(tǒng)內(nèi)部的變壓器設(shè)備的損耗情況大大提升，嚴重的影響到變壓器設(shè)備的使用性能。除此之外，由于所產(chǎn)生的諧波對于供電系統(tǒng)內(nèi)部的電容器設(shè)備也具有著不利的影響，這就導(dǎo)致在具體的運行過程之中，很有可能會導(dǎo)致供電系統(tǒng)和電容器因為諧波而產(chǎn)生短路問題，嚴重的影響到煤礦供電系統(tǒng)的正常運行。與此同時，產(chǎn)生的諧波所產(chǎn)生的最大的不利影響就是會對煤礦供電系統(tǒng)內(nèi)部的電信系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，會對正常的工作結(jié)果顯示造成巨大的干擾作用，還會嚴重的破壞煤礦供電系統(tǒng)的綜合自動化運行，產(chǎn)生嚴重的破壞。

（二）煤礦供配電系統(tǒng)諧波引發(fā)的巨大危害

為了保證煤礦公司的正常運行，就很有必要對煤礦供配電系統(tǒng)諧波進行處理，與此同時，諧波的存在會對整個煤礦供電系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生巨大的危害作用。具體的來說，一旦在煤礦的供電系統(tǒng)的正常運行過程之中，其具體的危害體現(xiàn)在：第一，在煤礦內(nèi)部的供電系統(tǒng)之中產(chǎn)生諧波之后，諧波所產(chǎn)生的各種電流和就會對供電系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生很多的不利影響；第二，產(chǎn)生的諧波會對煤礦之中的供電系統(tǒng)之中所存在的各種供電設(shè)備產(chǎn)生不利的影響，干擾這些設(shè)備的正常工作運行；第三，產(chǎn)生的諧波會導(dǎo)致整個供電系統(tǒng)難以有效的發(fā)揮出正常的效果；第四，產(chǎn)生的諧波會對供電系統(tǒng)內(nèi)部的變壓器設(shè)備造成不利的影響，干擾到整個系統(tǒng)的正常運行。

二、煤礦供配電系統(tǒng)諧波治理對策

（一）變壓器的選擇

合理選擇變壓器正確合理地選擇變壓器的接線方式，能阻比不平衡電流和3N次諧波電流從原邊傳到電源配電系統(tǒng)中在變壓器里，不平衡電流和3N次諧波電流在原邊繞組內(nèi)循環(huán)流動而不會傳入電源配電系統(tǒng)中。礦井供配電系統(tǒng)中各級變壓器應(yīng)多采用形變壓器。在根據(jù)負載確定電力變壓器額定容量時，應(yīng)考慮諧波畸變而留有裕量在礦井設(shè)計中一般應(yīng)保證變壓器負荷率，該裕量可防范諧波引起的變壓器發(fā)熱危害，加上接法繞阻就可以克服這個問題，它給循環(huán)不均衡及3N次諧波提供了通路，這樣就可防比它們傳同入配電系統(tǒng)。

（二）諧波補償裝置

諧波補償裝置是在諧波源處吸收諧波電流，傳統(tǒng)的諧波補償裝置是采用LC調(diào)諧濾波器，它既可補償諧波，又可補償無功功率。但其補償特性受礦井供配電系統(tǒng)阻抗和運行狀態(tài)影響，易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使LC濾波器過載甚至燒壞。另外它只能補償固定頻率的諧波，效果不甚理想，但該裝置結(jié)構(gòu)簡單，目前仍被廣泛應(yīng)用。隨著電力電子器件的普及，使得有源濾波器進行諧波補償成為主要方法，有源濾波器的工作原理是從補償對象中檢測出諧波電流，然后產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等、極性相反的補償電流，從而使電網(wǎng)電流只含有基波分量。無源濾波器相比，有源濾波器具有高度可控性和快速響應(yīng)性，能補償各次諧波，可抑制閃變、補償無功、有一機多能的特點；在性價比上較為合理；濾波特性不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險；具有自適應(yīng)功能，可自動跟蹤補償變化著的諧波。

（三）電容器無功補償?shù)呐渲?/p>

在有諧波背景的礦井供配電系統(tǒng)當(dāng)中，為了有效的保證供電系統(tǒng)不受到諧波的危害，具需要在設(shè)置電氣無功補償?shù)倪^程之中，采用調(diào)諧式的電容器組，通過這種方式，就可以有效的對供電系統(tǒng)內(nèi)部的各種用電設(shè)備和電容器裝置進行保護，進而有效的降低電容器可能產(chǎn)生的起邊，防止諧振現(xiàn)象的發(fā)生。

三、總結(jié)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷快速發(fā)展，各種新型的設(shè)備不斷的被煤礦集團的供電企業(yè)所使用，這些設(shè)備在一定的程度上可以有效的提升煤礦企業(yè)的供電效率，進而有效的保證煤電企業(yè)的工作效率的提升。但是，這些電子設(shè)備在一定的程度之上可能會導(dǎo)致煤礦集團的供電系統(tǒng)的內(nèi)部產(chǎn)生諧波，諧波的存在將會嚴重的干擾到煤礦的供電系統(tǒng)的正常運行。針對這樣的情況，本文找出了產(chǎn)生諧波的具體的原因，并分析了諧波對煤礦供電系統(tǒng)的危害性，進而找出了解決諧波危害的具體措施，為保證煤礦集團的持續(xù)健康快速發(fā)展提供了有效的保證。參考文獻

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