煤矿供电系统谐波治理研究

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时间:2018-10-29

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1、煤矿供电系统谐波治理研究  摘要:随着经济的迅速发展,电力电子装置在煤矿电网中的应用更加广泛,这就不可避免地产生大量谐波,严重污染了煤矿电源质量。为了确保供电质量,必须采取有效措施解决煤矿电网谐波污染问题已是当务之急,本文首先介绍了煤矿供电系统出现谐波的原因,其次分析了煤矿供电系统谐波的危害,重点论述煤矿供配电系统的谐波治理,为煤矿企业的安全生产提供重要的理论指导。  关键词:谐波危害;供配电系统;谐波治理;煤矿  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.060  0引言  随着煤矿生产的发展,各种电力电子装置使用越来越多,煤矿的电

2、力负荷越来越大,电网的规模和容量也越来越大。由于煤矿生产机械化、自动化程度不断提高,各种高精尖设备大量投入使用,因此对煤矿电网质量要求越来越高。基于持续提升煤矿生产能力的影响下,增加了一系列的非线性与冲击性装置,这一系列的装置在实现煤矿安全水平与生产效率提升的过程中,也导致煤矿电网注入很多的谐波,这对煤矿电能质量产生了严重的影响,从而导致通讯装置受到干扰、装置的应用年限减少、损耗的电能增多。因此,不管是为了确保煤矿电网运行的经济性和安全性,还是为了确保煤矿机电装置的安全性,实施有效的对策治理煤矿供电系统的谐波,这都显得十分关键。  1煤矿供电系统出现谐波的原因  ?Y

3、合工作过程中的电力系统来说,在煤矿生产用电过程与系统的发电装置都可能出现谐波,特别是非电力荷载元件容易出现谐波。在煤矿生产中,主排水泵、煤矿提升机、直流式直升机是重点的非线性供电元件。另外,还涵盖装置外在矿井供电装置当中的输出电力的系统。这一系列的元件都具备一样的特点,即装置可以接收正弦式电波输出电压,从而同步调整频率与基波,进最终使非正弦式波动电流形成。  2煤矿供电系统谐波的危害  (1)危害电力电缆.在供电系统中,应当在输电装置的一系列区域搭设电缆,在出现谐波的时候,排布的电缆会放大谐波电流的效果,从而导致全部电网回路的电压峰值出现非常大的改变,要么是损坏电缆线

4、路,最终出现漏电的现象。另外,还会损害电缆线路的表皮,导致火花的出现。因为煤矿存在非常多的煤尘和瓦斯,所以直接影响到煤矿生产的安全性。  (2)危害电机。因为供电系统在供电的时候会导致很多谐波的出现,以及谐波具备非常高的频率,所以在供电系统装置经过谐波电流和电压的过程中,大量的消耗会形成于装置的回路当中,并且谐波形成的电力也会导致损耗。这样一来,交流电机在变频器的控制之下也会由于谐波电流而形成大量的电流,在大型电机上受到电流的影响下,电机的轴承会受到危害,甚至电机会被烧坏。  (3)导致继电保护误动作的出。。因为谐波电流的持续变大,会影响到全部电力的回路,这样断路器诊

5、断到改变的电流峰值会进行闭合。在经过多次改变的电流峰值之后,断路器的开闭效果会降低,从而导致自动装置与断电保护的误动作。并且改变了变压器电压合闸过程中电流的增幅效果,增加的谐波量会增加电流分量,从而使恶性循环形成,最终导致大量继电保护的触发。  3煤矿供配电系统的谐波治理  煤矿供电系统中出现的大量谐波,一定会对整个供电性产生大量危害。甚至影响整个供电系统的变化,进而对各种用电设备造成破坏,对煤矿工业的运作带来影响,所以一定要采取有效措施来对谐波进行治理。  (1)选用大截面的电力电缆。在选用煤矿供电系统电力电缆截面的时候,需要兼顾谐波导致的电缆发热情况,针对谐波连接

6、关键扰动装置的配线,对电缆载流量进行确定的情况下需要确保充足的裕量,在需要的情况下实现一级电缆截面的放大。  (2)选用适宜的变压器。对连接变压器的方式进行合理地选择,可以避免电源配电系统当中传输3N次谐波电流和不平衡电流。在Δ/Y变压器当中,处于原边绕组循环流动的3N次谐波电流和不平衡电流不会往电源配电系统当中传输。Δ/Y形变压器是大部分煤矿供电系统应用的变压器。结合负载对额定电力变压器容量进行确定的情况下,需要兼顾畸变的谐波而留下裕量。在设计矿井的时候,通常需要确保70%――80%负荷率的变压器,此裕量能够避免谐波导致的变压器发热现象。再者,Δ形接法绕阻能够解决此

7、问题,其为3N次谐波和不均衡的循环带来了通路,如此就能够避免向配电系统传入。  (3)应用谐波补偿设备。针对煤矿当中的带式运输机的变频装置、通风机、大功率提升机等关键的谐波源,在工作的时候会导致高次谐波污染。为了对工作过程中的变频器形成的谐波进行控制,应当应用谐波补偿设备,确保正弦波的电流输入。传统的是应用LC调谐滤波器的谐波补偿设备,其不但能够对谐波进行补偿,而且能够对无功功率进行补偿。然而,煤矿供电系统工作情况与阻抗会制约到补偿性能,容易跟系统出现并联谐振,从而放大谐波,导致LC滤波器的过载。除此之外,其仅仅可以对频率固定的谐波予以补偿,难以实现

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