煤矿企业供电系统谐波治理措施探究

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1、煤矿企业供电系统谐波治理措施探究【摘要】对于煤矿企业而言，供电系统危害最大就是谐波，通过电网在供电系统各环节中运行，造成电网电压畸变,还会给煤矿企业各电气设备带来危害。本文探讨了谐波对煤矿企业的危害性，进而根据实况提出治理谐波的具体措施。【关键词】治理措施；供电系统；谐波1、前言2011年山西某煤矿发现了一起事故，造成人员伤亡和巨大经济损失，事后对事故根源进行调查发现就是因为供电系统中存在大量谐波，导致一些设备发生故障而酿成事故。对于交流电而言，理想情况下各相电压都会随着时间的变化而周期性改变。但是因电网中一些元件产生出非线性特性，致使电压偏离了正弦

2、波，严重危害到煤矿企业的供电系统。2、煤矿企业的谐波分析为了研究谐波对供电系统的危害，本文就以某煤矿企业作为案例，采用电能质量分析仪测试供电系统的谐波，因只测试A、C两相，因此普遍之需要两相互感器。2.1测试煤矿主井的提升。通过对主井提升进行测试，最终的结果如下图：从上图中可知，在主井提升中，设备里11、13次谐波电流比较大，完全超出国家相关标准的极限值。因此谐波电流过大必然导致电压波形出现畸变，其变化幅度超出国家相关标准最大极限的4%。由此可以大胆推断这个煤矿企业所使用的提升设备是12脉动变流器，次谐波h=12k±l（k是正整数）次，这种推测和现场

3、实况基本上吻合一致。2.2测试副井提升。通过对副井提升进行测试，最终的结果如下图：从图2中观察发现，对于副井提升之中主要出现了5,7,11,13,17,19次谐波电流比较大，已经超出国家相关标准的极限值。出现这种现象根源就在于对设备提升之时应用了6脉动变流器，次谐波h=6k±l（k是正整数）次，这种推测和现场实况基本上吻合一致。2.3分析谐波的危害性。总体而言，谐波对供系统的危害体现在如下方面：从分析可知，供电系统中的谐波主要是由半导体的非线性元件产生，比如矿井提升机、通风机以及带式输送机等各种设备，一旦系统中出现了谐波必然增加了电网的功率损耗、缩短

4、了供电设备的使用寿命、丧失接地保护功能以及造成供电线路与设备发热过高等危害，如果谐波的波幅太大还可能引发变电站出现并联或者串联谐振，致使电网系统中各个元件跟着产生出谐波损耗，加快元器件老化。通过上面的测试可知，在测试之中加入一个波段的电流谐波值出现偏差，一旦远超过国家所设定极限值，必然导致井下的各个设备谐波含量都比地面的高。因此必须要采用相应的治理所致，确保供电系统的供电质量。3煤矿企业供电系统谐波治理措施从测试情况可知，供电系统中存在大量谐波，必然会随着电流在整个系统中流动，也就会影响到各种用电设备，会给煤矿生产带来极大影响。因此就要采用相应措施质

5、量谐波。3.1对谐波源进行改造。消除谐波首先要从产生谐波的根源入手，各种非线性元件是产生谐波的主要来源，因此就要从电子装置自身入手，想办法降低产生谐波。从测试中可以看出来加强变流的装置周期就能够消减脉动次数，降低起伏幅值大小，进而运用技术减小谐波源。采用这种方法就一定要采用波段测试装置，从技术角度上干预异常波段。同时还要在供电系统中应用高频率因数整流器，能够自动改造谐波源。3.2合理选择电力电缆线。在现在电力电缆线之时一定要考虑到缆截面，首先就应该考虑一旦存在谐波就可能引发电缆发热，所以对于谐波能够扰动的设备必须要考虑选择合理配线，要通过相应的计算公

6、式计算出电缆承载流量之时所需要裕量值。而裕量值主要是受到弧垂、斜长以及持续等各种因素的影响。本文以接续作为例子，电线搭接必然造成裕量增量，同时还要受到导地线的长度以及接线工艺影响。普遍而言接线的产度不能够超过1.Im,假如接地的导线长度按照2000m计算，就会造成裕量增量不能够超过0.06%。3.3变压器的选择。变压器中非线性元件较多，是产生谐波的主要器件之一。对于变压器的选择上来看，必须要选择正确合理接线方式，进而对不平衡电力与3N次谐波电流进行阻止，防止从原边传递到供电系统中。对于星形（三角形）变压器，3N次谐波电流与不平衡电力都会在初级绕组中循

7、环流动，并不会传递到供电系统中。对于煤矿企业多使用的星形（三角形）变压器，必须依据负载来确定变压器的额定容量，同时还要考虑到谐波发生畸变而预留出裕量，防止因为谐波造成变压器发热而损坏。3.4加设谐波补偿装置。对于煤矿生产中而言，产生谐波主要来自于通风机、大功率的提升机以及带式输送机，运行时就要可能产生出严重高次谐波造成污染。因此要抑制变压器所产生谐波，就必须要加设出谐波补偿装置，确保电流按照正弦波进行输送。比如最为常用方式就是对变频器的1.14kv母线上加设五次单调谐滤波器，在电容器安装之时容量270kVar,应用角形接线，对于单相应用一串七并方式。

8、3.5采用治理谐波和动态补偿一体化。这种方式就是将无功发生器中的自换相的桥式变流电路通过电抗或者直接和供电系