煤礦供配電系統(tǒng)諧波存在的危害及防治

摘 要：隨著我國科技的快速發(fā)展以及煤礦企業(yè)的發(fā)展進程加快，更多高科技電子設備被投入到煤礦企業(yè)發(fā)展中，以促進企業(yè)生產(chǎn)、發(fā)展，實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。大功率電子設備在煤礦企業(yè)地廣泛使用雖然確實加快了煤礦企業(yè)的生產(chǎn)節(jié)奏，但從另一方面來講，高科技電子設備的頻繁使用大大增加了電網(wǎng)諧波含量，嚴重影響了電網(wǎng)質(zhì)量。故此，探討并研究煤礦供配電系統(tǒng)諧波存在的危害以及防治措施迫在眉睫。

關鍵詞：煤礦企業(yè) 經(jīng)濟效益 供配電 諧波危害 防治措施

我國煤礦企業(yè)工業(yè)化和科技信息化進程的不斷加快一方面給煤礦企業(yè)帶來了繁榮發(fā)展的大契機，但另一方面也使得煤礦企業(yè)在快速發(fā)展進程中出現(xiàn)了很嚴重的問題：供配電系統(tǒng)諧波危害，這給煤礦企業(yè)的安全、穩(wěn)定發(fā)展帶來了極大的影響。分析并尋求煤礦供配電系統(tǒng)諧波防治措施是當前的主要任務。

一、煤礦供配電系統(tǒng)諧波存在的危害

在煤礦企業(yè)日常生產(chǎn)中，諧波的產(chǎn)生會嚴重影響到電氣設備的正常運轉(zhuǎn)與工作，產(chǎn)生的主要危害下文進行簡單探討：

1.對控制設備和微機保護產(chǎn)生的危害。煤礦供配電系統(tǒng)諧波所產(chǎn)生的電流和電壓極有可能致使配電系統(tǒng)和電源自動和各種保護裝置拒動或者誤動，尤其是在廣泛運用綜合自動化設備和微機保護的供電系統(tǒng)中頻繁發(fā)生，拒動或者誤動極容易引起區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)的整體崩潰，導致故障范圍擴大化，影響惡劣，與此同時，電能計量儀表出現(xiàn)誤差的概率也很大。

2.對通信信號所產(chǎn)生的危害。煤礦企業(yè)供配電系統(tǒng)一旦產(chǎn)生諧波，系統(tǒng)的通信質(zhì)量與通信信號都會受到干擾，直至通信系統(tǒng)崩潰停止工作，影響信息的正常傳遞。當配電線路和電源與信息和通信線纜相互靠近或者平行，極容易在兩者之間的電磁感應與靜電感應存在下形成一個磁場耦合和電場耦合，諧波便會對信息和通信系統(tǒng)造成干擾，嚴重影響通信清晰度和聲音、降低信息傳輸準確度和傳輸質(zhì)量，且極有可能致使電子設備遭受破壞，對工作人員的生命安全造成極大的威脅。

3.對變壓器的危害。據(jù)相關數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計，在煤礦企業(yè)供配電系統(tǒng)中，因諧波導致的電子設備損壞率近年來已經(jīng)上升到了80%左右。這一數(shù)據(jù)讓我們不得不重視諧波的嚴重危害。煤礦企業(yè)供配電系統(tǒng)中存在許多變壓器設備，一旦供配電系統(tǒng)出現(xiàn)諧波危害，存在于運行系統(tǒng)中的變壓器局部就會發(fā)熱、過于熱，也容易使得變壓器鐵芯諧波振動，出現(xiàn)較大的噪音，進而大大影響變壓器設備的使用壽命。在諧波的影響下，頻率和電流均會增加，造成額外損失飆升，變壓器的基本負荷能力隨之下降，影響效率。對諧波危害的重視以及有效落實防治措施有助于降低煤礦企業(yè)的經(jīng)濟損失。在實際工作中，必須采取相應措施加以防治。以免諧波危害范圍擴大化，造成惡劣的影響。

4.對公用電網(wǎng)元件所造成的危害。諧波在煤礦供配電系統(tǒng)中的產(chǎn)生極容易污染公用電網(wǎng)，公用電網(wǎng)一旦遭受污染，整個供配電系統(tǒng)中的用電、輸電以及發(fā)電設備性能均會大大降低，若此時諧波污染較為嚴重，則極有可能引發(fā)電子設備故障，使其癱瘓崩潰，無法繼續(xù)工作，影響煤礦企業(yè)的正常生產(chǎn)。若將沒有經(jīng)過治理的諧波直接接入到上級電網(wǎng)，會給整個電網(wǎng)帶來巨大的諧波污染。故此，必須從源頭做好把控。與具有同一方均根值的純正弦波電流相比，非正弦波電流在導體中更易引發(fā)額外溫升。過載過熱會使得電纜的額定載流量不斷減小，致使導體的絕緣層遭到破壞，易引發(fā)火災事故。

二、煤礦供配電系統(tǒng)諧波的防治措施

1.電力電纜的選擇。在選擇煤礦供配電系統(tǒng)電力電纜截面材料中，首先需要著重考慮電纜發(fā)熱的情況。在選擇連接供配電系統(tǒng)諧波主要擾動源設備的配線時，在確定電纜載流量時保留足夠裕量，如有必要，可以在適當情況下放大一級選擇電纜截面。需要考慮在中性線截面的選擇中預留足夠裕量，這指的是在三相四線制系統(tǒng)中，以免高次諧波電流和三次諧波電流所引發(fā)的集膚效應沖擊中性線的情況出現(xiàn)，造成中性線產(chǎn)生發(fā)熱危險。在電力電纜的選擇中，要注意根據(jù)實際情況區(qū)別對待，仔細慎重。

2.變壓器的選擇。在煤礦企業(yè)供配電系統(tǒng)中，變壓器占據(jù)著相當重要的地位，對供配電系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行有著舉重若輕的作用，故此，必須重視對變壓器的選擇。煤礦供配電系統(tǒng)電力變壓器的額定容量的選擇主要根據(jù)負載容量衡量，在此，必須注意考慮諧波畸變而留有裕量，以免因諧波危害致使變壓器出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。變壓器的接線方式也需要重視，合理選擇變壓器的接線方式，能夠在一定程度上阻止三次諧波和不平衡電流由原邊傳輸至電源配電系統(tǒng)。由此可見，變壓器的選擇不可小覷。在煤礦企業(yè)供配電系統(tǒng)諧波防治中，必須首先意識到諧波危害的重要性，其次將諧波防治危害具體落實到位。

3.加裝靜止無功補償裝置。諧波在煤礦企業(yè)供配電系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)、各個設備均都有可能產(chǎn)生，在諧波如此高發(fā)的供配電系統(tǒng)大環(huán)境下，要想完全杜絕諧波的產(chǎn)生幾乎不可能。但可以采取相應的措施來防治諧波的頻繁產(chǎn)生。比如，加裝靜止無功補償裝置。電抗器在煤礦供配電系統(tǒng)中所起的主要作用在于巧妙避開諧波電流可能出現(xiàn)的頻率。故此，于變頻器的輸入中加裝適當?shù)碾娍蛊?，就能夠大大降低諧波電流地產(chǎn)生。通常情況下我們選擇調(diào)諧式電容器組與靜止無功補償裝置并聯(lián)安裝于諧波源產(chǎn)生處以減小波動的諧波量，避免電容器組可能與系統(tǒng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振或者串聯(lián)諧振。

三、結(jié)語

煤礦企業(yè)供配電系統(tǒng)諧波危害不僅會影響電子設備的正常、穩(wěn)定運行，致使設備造成損壞，已經(jīng)成為嚴重干擾、影響電網(wǎng)質(zhì)量的罪魁禍首，而且嚴重影響煤礦企業(yè)的安全發(fā)展，為了降低風險，煤礦企業(yè)相關工作人員需要逐步認清諧波危害的嚴重性，并落實防治措施，為企業(yè)繁榮發(fā)展保駕護航。

參考文獻：

[1]李繼梅. 煤礦供配電系統(tǒng)諧波存在的危害及防治[J]. 科技創(chuàng)新導報，2011，28：59.

[2]浦皓琪. 煤礦供配電系統(tǒng)諧波存在的危害及防治對策[J]. 機械管理開發(fā)，2016，09：171-172.

[3]呂東霞. 對煤礦供配電系統(tǒng)諧波危害及治理的探討[J]. 煤炭工程，2008，08：17-18.

[4]孟濤. 對煤礦供配電系統(tǒng)諧波危害及治理的幾點思考[J]. 中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013，09：248.

[5]任浩鵬，施文俊，戴新月. 煤礦供配電系統(tǒng)的諧波危害及防治對策分析[J]. 科技與創(chuàng)新，2016，02：154.