龙首矿充填系统的谐波干扰治理.pdf

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1、2010年2月中国矿山工程Feb．，2010第39卷第1期ChinaMineEngineeringVo1．39No．1龙首矿充填系统的谐波干扰治理HarmonicinterferencetreatmentofbackfillingsysteminLongshoumine郭三军(金川集团有限公司龙首矿，甘肃金昌737100)摘要：叙述了PLC控制系统及测控仪表系统在金川集团公司龙首矿东部充填站自动控制系统应用中，出现受谐波严重干扰后导致系统不能正常运行等问题，对此提出了解决方案，并解决了此难题，达到了测控技术的要求。关键词：充填系统；谐波干扰；自动控制；系统优化Ab

2、stract：ThisarticleintroducedtheharmonicdisturbanceproblemwhichleadtothePLCcontrolsystemcouldnotoperateinagoodwayintheeastbackfillingstationofLongshoumine，JinchuanGroupLTD．．Accordingtotheseproblems，thesolutionwasputforward．Theapplicationindicatedthatthecontrolsystemhasmeetthecontroldem

3、ands．Keywords：backfillingsystem；harmonicinterference；automaticcontrol；systemoptimization1前言企业工业区供配电系统中的高次谐波除来自外部电源外．主要产生于各单位自身非线性负荷用电设备，如矿山提升机、大容量整流装置(变频器)、电弧炉、中频炉等。随着现代电力电子技术及装置的普遍应用，大容量、非线性负荷的增加，引起系统电压波形畸变，供电电网有谐波电流产生。龙首矿东部制浆站2004年9月改造投产后，由于工艺需要，使用了多台变频器驱动电气设备。由于变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶

4、体管逆变．因此在输入输出回路产生高次谐波电流，对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰，尤其是在对防干扰要求比较高的高精度仪表、计算机控制系统等应用中，谐波干扰问题工业现场表现非常突出。当变频器启动驱动设备运转后，现场工业密度计、流量计等检测仪表由于受到谐波的干扰检测不够稳定、准确。在现场生产中，仪、电、控系统受到谐波的干扰经常发生误动作，响应速度慢，测控失常，数据破坏、丢失，硬件损坏甚至信息传输中断等现象，严重影响到正常的安全生产和充填质量。计算机控制系统受到谐波干扰而信息传输中断，造成充填中断也将严重影响充填质量甚至造成充填堵管事故的发生。因此，对非线性负载

5、产生的谐波迫切需要进行治理。2谐波测试(1)测试设备型号为CA8334；采样频率为12．8kHz(每周期256个点)：接线方式见图1。第1期郭三军：龙首矿充填系统的谐波干扰治理·5·(2)测试时，工业现场处于正常运行状态。II。49．97HzAh05(i)ll_3％②11·l％③l2·4％9．8A9．8A10．7A一0l2。一005。一019。／^＼2O％一+Ⅱ面，3LL11O％L2L3＼／⋯II⋯⋯⋯⋯．熹蓝噩135791l131517192l2325，vAVAU_O-O图1测试接线图图3谐波电流频谱(3)从谐波电流频谱可以看出系统的主要谐波通过数据分析，系统的

6、平均功率因数只有0．63电流为5、7次。左右，见表1。三相负荷相对还算比较平衡，数据分测试谐波电流畸变率见图2，谐波电流频谱见析看主要是以5次、7次、11次谐波为主，见图4、图图3。5、图6。其中3次谐波主要零序电流，其中5次谐波电流最大(参照上述的谐波电流频谱图)，总谐波电流的95％概率大值为15．3A(取C相电流)左右，5①15．3％②14．5％③16．9％100A次谐波电流的95％概率大值为13．3A(取C相电流)／^＼左右，7次谐波电流95％概率大值为6．7A(取C相3U3V电流)左右。3A0(4)频器输出端的电流、电流波形分析。把变频L1L2器切除时的电

7、流畸变率明显下降：系统总电流有效L3，厂＼／值在48～98．5A变化，系统总谐波电流值在6．6234～1oo16．3818A变化，可见谐波电流占总电流有效值的<=5．0msl1=+6712=一4413=一36RMSTHDCFm三三三18％左右，谐波含量较高。mln(5)频器电磁干扰的分析。变频器要进行大功图2谐波电流畸变率率二极管整流、大功率晶体管逆变，结果再输入、输表1系统有功和功率因数值表出回路产生高次谐波电流，对供电系统、负载及其3．1采用有源滤波装置进行谐波治理他邻近电气设备产生干扰。其高次谐波通过传导、采用有源滤波装量进行谐波治理，其原理见图电磁辐射和感

8、应耦合三种