分析煤矿供配电系统谐波的成因与危害

分析煤矿供配电系统谐波的成因与危害

闫峰

新汶矿业集团有限责任公司机电管理中心 山东 新泰 271233

摘要：进入新发展阶段之后，我国煤炭行业对于促进我国经济发展起着重要的作用。因此近年来我国非常注重发展自动化煤矿技术，虽然生产效率显著提高，煤炭的利用率也逐渐增大，供电能力显著提升，但是其缺陷也日益分明。其中煤矿供配电系统中的谐波的危害日益得到重视，因为谐波不仅降低了供电质量，在设备的安全问题上产生了比较负面的影响。我国的煤炭企业一直努力治理谐波的危害，本文对谐波产生的原因进行介绍，并且阐述了如何治理谐波，希望能够促进煤炭行业对谐波的治理工作。

关键词：谐波，煤矿，供配电

引言

科学技术的发展为煤矿行业提供了许多科技支持，随着自动化的发展，煤矿供配电系统越来越智能，但是这种科技的高速发展也给煤矿供配电带来了一些问题，尤其是谐波的产生会对供配电系统造成非常不良的影响。为了不断提升煤炭的生产水平，优化供配电系统，治理谐波已经成为所有煤矿企业的重要问题。简单来说，谐波的产生是因为在电力在使用和传输过程中会产生电压和电流，当电压值和电流值过高的时候，就会产生波形的变化，因此会产生谐波。谐波的存在非常不利于煤矿企业的生产，因此需要治理。

1. 煤矿供配电斜坡产生机制简述

煤矿供配电系统谐波的产生原因可以从两个角度来阐述，根本原因是煤矿的运行系统由许多半导体元件组成，另一个原因就是供配电系统运行消耗功能。

1.1 煤矿的运行系统

实际上煤矿的供电系统是谐波产生的根本原因，这是因为在煤矿供配电系统时，许多元件会被放置其中，而这些元件中许多都是由半导体原料制成的。虽然说这大大提升了煤矿生产的效率，让煤矿能够

首先，产生煤矿供配电系统谐波的根本原因在于在煤矿的运行系

统之中，存在着一些由半导体原材料所构成的元件，这些元件虽然在

矿生产的过程之中有效的提升了煤矿生产的工作效率，还促进了煤矿供电系统的智能化运营，但是其本身就会造成大量谐波的产生，因为高端非线性元件就是产生谐波的元凶。因此在煤矿生产的过程中，其输送频率经常会被打断，导致线路紊乱。

1. 2. 功能消耗产生谐波

煤矿的供配电系统是非常复杂的，在整个供配电运行系统中，当煤矿用电设备需要承担高负荷的运行任务之时，那么供配电系统内部就需要配备变压器，这些变压器会产生许多的功能消耗。这种功能消耗会促使谐波的增多，伴随着谐波的破坏属性，变压器内部就会出现更大的数值，这些数值超出了正常范围，因此令煤矿供配电系统内部的损耗逐渐增大，造成更多谐波的产生，形成恶性循环。谐波的产生非常不利于煤炭供配电系统的正常运行，很容易诱发短路情况。现代的煤矿供配电系统都是自动化运行系统，谐波会导致自动化运行系统出现故障，影响煤矿供配电系统的顺利运行。

2. 谐波的危害综述

谐波对煤矿供配电系统的主要危害就是影响供电系统的正常运行。因为当谐波产生之后，系统中的所有电流都会出现传输紊乱的情况。其次，这些谐波还会造成设备的损害，直接给煤矿企业带来了经济损失。第三，我国煤矿企业一直致力于提升生产效率，来降低成本，促成经济效益的增长，但是谐波会导致这种生产效率降低。除此之外，谐波对变压器的影响会导致安全事故发生的概率增加，不利于安全生产。

3.消除供配电系统谐波的对策

谐波对供配电系统造成许多不良影响，为了保证煤矿供配电系统的正常运营，必须对谐波进行消除。

3.1 注重选择变压器

在煤矿供配电系统中，科学地选择变压器是非常重要的。合适的变压器能够平衡电流，同时还能阻止3N次谐波电流的产生。当然，选择合适的变压器之后还要对变压器的接线方式进行选择，即便变压器选择优良，但是接线方式不合理也会导致谐波电流产生。在当前的煤矿矿井中，供配电系统中采用的大多是形变压器。这种变压器通过核定负载来进行变压器容量的计算，为了考虑谐波的影响，应该在矿井中考虑其负荷率，以免出现发热影响变压器性能。这样就可以均衡不良电流，阻止谐波的出现，影响供配电系统。

3.2 增设谐波补偿装置

谐波补偿装置是指能够吸收谐波电流的装置，通常来说供配电系统产生谐波是不可避免的，即便通过不断优化供配电系统可以减少谐波的产生，但是谐波不可能为零。因此可以利用谐波补偿装置来吸收谐波，这样既可以消除谐波，还能补偿无功功率。但是这种装置的运行受到许多因素的影响，例如供配电系统的阻抗和运行情况。在实验中，这种系统很容易产生并联谐振现象，这样反而会促进谐波放大，甚至还会烧毁设备。而且，需要注意的是这种供配电谐波补偿器只能对那些固定频率的谐波进行补偿，因此消除谐波的效果在某些情况下并不理想。但是因为这种装置的构造比较简单，成本也比较低，因此目前使用还比较广泛。

3.3 电气无功补偿

谐波对矿井供配电系统的影响是绝对的，这种影响会导致供配电系统的不稳定运行。所以只要尽力地保证供配电系统不受到谐波的威胁即可，因此可以采用电气无功补偿的方式来减少这种影响。在进行电气武功补偿的过程中，用电容器组的方式对电容器进行保护，从而降低谐振现象的出现。

结语

科技的发展给煤矿企业带来了新的机遇，供配电系统的高度自动化让煤矿生产效率急速提升。但是这种科技的发展也产生了一系列的问题，其中谐波的问题就是目前制约煤矿企业生产的重要因素。谐波对供配电系统的负面影响是多方面的，不仅损坏供配电设备，还会降低供配电的效率，因此治理谐波就是不断地优化煤矿供配电系统，让煤矿供配电系统的工作效率和设备使用寿命都提高和增强。当然，鉴于目前科技发展受限，谐波的完全消除是不能够做到的，但是仍然可以采用一些手段尽可能的对其进行消除。相信随着科技的发展，消除谐波一定可以做到。

参考文献：

[1] 王禹君. 煤矿供配电系统中谐波的分布及治理研究[J]. 建材与装饰, 2019(30).

[2] 董素河. 煤矿供配电系统中谐波的分布及治理研究[J]. 矿业装备, 2019(4):126-127.