文档介绍：浅谈矿井供电系统谐波的危害
及消除办法

浅谈矿井供电系统谐波的危害及消除办法
摘要:本文分析了矿井供配电系统中谐波的成因和危害,并积极根据实际矿井生产需要提出了治理谐波的必要性及有针对性的浅谈消除或抑制矿井供电系统谐波的措施。
关键词:谐波、谐波危害、谐波治理
矿井供配电系统中谐波的危害已经广为人知,本文就矿井供配电系统谐波的成因与危害做了简要探讨,并提出了一些针对性的治理措施。
供电质量包括系统电压、频率的合格率,峰值、超限电压持续时间、停电时间,以及电网谐波含量等诸多方面。其中谐波问题一直是主要的电能质量问题。谐波广泛存在于供配电系统各个环节,谐波电流会在公用电网引起电压畸变,也会对企业内部电网其它电气设备产生不利影响,甚至造成危害。治理好谐波,不仅能降低电能损耗,而且能延长电气设备使用寿命,改善电磁环境,提高产品的品质。
在一个理想的交流电网中,各相电压随时间作周期性变化,并且呈正弦波形,煤矿企业或其他用电企业都非常希望电压保持理想正弦波形。但是实际上由于某些具有非线性特性的电网元件的影响,使电网电压偏离正弦波形,特别是近年来电力电子装置在我国煤炭工业中的应用日益广泛,煤矿供配电电网中愈来愈广泛地使用变频设备、整流设备等电力半导体装置。电力半导体装置是非线形负载
,其电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形,而是不同程度畸变的非正弦波。根据傅立叶级数分析,可分解成基波分量和谐波分量。谐波主要由谐波电流源产生,当正弦基波电压施加于非线性设备时,设备吸收的电流与施加的电压波形不同,电流因此发生畸变,谐波电流注入到煤矿电力系统中,这些非线性设备就成为煤矿电力系统的谐波源。
一、矿井供配电系统中谐波的原因和危害
矿井供配电系统中的主要谐波来源是含半导体的非线性元件,如为矿井提升机、通风机、主排水泵、带式输送机、架线式电机车等设备节能和控制用的电力电子设备,诸如各种变频器、交直流换流设备、变流器、整流设备等。矿井供电网络谐波的危害主要是造成电网的功率损耗增加,电气设备寿命缩短,接地保护功能失灵,遥控功能失常,线路和设备过热等,还会引起变电站局部的并联或串联谐振,造成电力互感器、变电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗,使造成供电网络设施损坏、元器件老化,造成电子保护装置误动作,增大附加磁场的干扰等。
当谐波电流流经变压器时会导致铜损(变压器在带有负载运行时,原、副边便有电流通过,由于原副、边线圈都有一定的电阻,当电流流过电阻时,便产生了损耗)和杂散损耗增加,谐波电压则会使铁损(变压器铁芯的磁通由于是交变的,所以产生了磁滞损耗和涡流损耗)
增加。还可导致变压器的基波负载容量下降,效率降低以及变压器铁芯振动,噪声增加寿命缩短;谐波电流和电压会造成电动机铁损和铜损的增加引起额外温升,导致电动机效率降低,同时还产生附加转矩增加噪声,造成电动机振动而降低使用寿命;谐波会造成电容器过电流,使电容器与供配电系统产生并联谐振或串联谐振,这将造成电容器迅速发生故障。同时,电容器会放大谐波,增大谐波对矿井供配电系统的影响;在导体中非正弦波电流与具有相同方均根值的纯正弦波电流相比,会引起额外温升,减小额定载流量,引发导体绝缘破坏或烧毁;此外,谐波会对通讯和信息系统产生干扰,降低信号的传输质量,不仅影响声、像的清晰度和信息传输的准确性,严