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摘 要：随着科学技术的不断进步，电能被应用到了各个领域，电能在煤矿领域的应用有效提高了煤矿生产效率，促进了煤矿企业发展，供配电系统已成为煤矿生产、作业中不可或缺的重要工具。但由于煤矿环境复杂，供配电系统易受到影响发生故障。煤矿供配电系统故障的发生将直接影响煤矿的正常生产，谐波就是影响煤矿供配电系统稳定的常见原因之一。谐波的产生会导致相关设备电压和电流负担增加，造成波形畸变，影响供配电系统稳定性和可靠性，甚至造成设备损坏，给煤矿带来安全隐患。做好煤矿供配电系统的谐波防治至关重要。本文将针对煤矿供配电系统的谐波危害及防治对策展开研究。
关键词：煤矿；供配电系统；谐波危害；防治对策
煤炭是我国社会主要资源之一，对社会发展和经济建设起着积极推动作用。煤矿生产过程中供配电系统发挥着重要作用，是煤矿的重要基础设施。但煤炭供配电系统所处环境复杂，受到谐波影响后电流会发生畸变，这些电流流入煤矿电力系统后会直接影响供配电稳定性，缩短电力设备使用寿命，导致设备烧毁，甚至威胁工人人身安全。这不仅会影响正常生产，还会给煤矿企业造成经济损失，会引起社会不良影响。因此，煤矿企业必须提高对谐波危害的重视，加强防治。
一、煤矿供配电系统的谐波危害
近年来，煤矿生产中对电能的应用越来越广泛，煤矿生产正在逐步走向工业化、现代化。但由于煤矿生产环境具有一定特殊性和复杂性，所以煤矿供配电系统在输电、配电、用电过程中都有可能受到谐波影响。煤矿供配电系统中谐波主要来自半导体的非线性元件，例如，各种变频器、通风机等等[1]。这些非线性元件运行中具有非线性磁化曲线、铁芯内饱和特性，会导致磁化电流呈尖顶性，含有大量奇次谐波，所以会增加电流和电压负荷，使其工作点偏离线性，产生谐波电流。谐波电流的产生对供配电系统和电气设备都会产生不良影响，用电网元件受到谐波影响后，用电及输电设备性能将大大降低，严重时甚至会造成电网瘫痪，导致元件故障。另一方面，在持续影响下，还会导致线路升温，电缆就可能因过载过热，造成绝缘层毁坏，引起火灾事故。此外，谐波还会对变压器造成不利影响。变压器在受到谐波影响后会引起局部发热，导致频率和电流的增加，使额外损失上升，造成变压器负荷能力下降，噪声增大。这对变压器来说危害极大，将会直接影响变压器使用寿命，相关统计数据显示，变压器设备故障百分之六十五由谐波造成[2]。另一方面，谐波对通信信号也有着很大危害，会对通信信号造成干扰，降低通信质量，甚至导致传输的信息数据丢失，使通信系统无法正常传递信号。另外，谐波还会导致保护与控制设备发生误动现象，这种误动现象对供配电系统危害极大，不仅会导致计量仪表出现误差问题，同时还会造成设备故障点扩大，使整个区域的系统都陷入瘫痪。
二、煤矿供配电系统谐波防治的对策
通过前文的分析，不难看出谐波对煤矿供配电系统的危害性，做好谐波防治是保障供配电系统稳定，保障安全生产的重要工作。下面通过几点来分析煤矿供配电系统谐波防治的对策：
（一）科学选择变压器
变压器是整个供配电系统的核心设备，直接影响着供电着稳定性和可靠性。为了降低谐波对变压器的干扰，保障变压器安全运行，做好变压器选择至关重要。不同变压器性能和特性不同，对谐波畸变留有裕量也有所不同。在变压器选择时，必须要结合负载容量确定变压器定额容量，根据谐波畸变留有裕量来确定，从而避免变压器因谐波干扰发热现象的发生。另外，还要科学选择变压器的接线方式，以实现阻止不平衡电流和谐波电流流入供配电系统。此外，还要考虑到现场环境，以保障经济性、稳定性、适用性，避免造成资源浪费。
（二）合理选择电力电缆
煤矿供配电系统故障电缆选择必须重点考虑，若电缆选择存在问题极易引起火灾，造成生产安全事故。电缆选择必须要考虑到谐波引起的发热问题，要根据谐波影响程度确定电力电缆截面[3]。连接谐波主要扰动源设备的配线选择中要保障电缆载流量时留有足够裕量，尽可能选择放大一级的电缆截面，以提高电缆的耐用性和負荷承载能力。此外，在三相四线制系统中，中性线截面确定时要考虑到三次谐波电流和高次谐波电流流入时引起的集肤效应，避免由于集肤效应造成电缆发热，引起火灾，带来安全隐患。
（三）加装静止无功补偿装置
通过加装静止无功补偿装置能够有效补偿负载的无功功率，向相关设备提供容性无功功率，补偿设备的无功需求，提高电网效率和功率因数，同时还能够减小负载电流，降低电路损耗。由于谐波多是由大功率设备引起，通过静止无功补偿装置就可以抑制变频器运行中产生谐波，对无功功率进行补偿，使流入电流成为正弦波，降低谐波电流产生几率。但加装静止无功补偿装置时易对供配电运行状态和阻抗产生影响，并且容易与系统间发生并联谐振，放大谐波，导致LC滤波器烧毁，引起火灾。所以应用过程中必须要对并联谐振问题进行全面考虑，避免电容器组与系统产生串联谐振和并联谐振。通常情况下应选择调谐式电容器组，该装置结构简单，成本低，容易安装，能够避开谐波电流可能出现的频率，保障整个系统的稳定性和可靠性。
三、结束语
新经济环境下，人类对煤炭资源的需求量越来越大，煤炭开采力度随之提高，市场竞争日益激烈，煤炭企业想要提高竞争实力，保障安全生产，必须做好谐波防治，通过分析不难发现谐波对供配电系统的有着巨大的危害性，做好谐波防治对供配电系统来说具有重要意义。所以在电气设备、电子设备选择时，必须充分考虑谐波危害问题。
参考文献：
[1]罗杰.分析煤矿供配电系统谐波的成因与危害[J].科技与企业，2014，24：202.
[2]范红娟，王利民.煤矿供配电系统中谐波的分布及治理对策研究[J].山东工业技术，2013，12：94+97.
[3]王宁生.煤矿企业供电系统谐波治理措施研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，08：184.
关键词：煤矿；供配电系统；谐波危害；防治对策
煤炭是我国社会主要资源之一，对社会发展和经济建设起着积极推动作用。煤矿生产过程中供配电系统发挥着重要作用，是煤矿的重要基础设施。但煤炭供配电系统所处环境复杂，受到谐波影响后电流会发生畸变，这些电流流入煤矿电力系统后会直接影响供配电稳定性，缩短电力设备使用寿命，导致设备烧毁，甚至威胁工人人身安全。这不仅会影响正常生产，还会给煤矿企业造成经济损失，会引起社会不良影响。因此，煤矿企业必须提高对谐波危害的重视，加强防治。
一、煤矿供配电系统的谐波危害
近年来，煤矿生产中对电能的应用越来越广泛，煤矿生产正在逐步走向工业化、现代化。但由于煤矿生产环境具有一定特殊性和复杂性，所以煤矿供配电系统在输电、配电、用电过程中都有可能受到谐波影响。煤矿供配电系统中谐波主要来自半导体的非线性元件，例如，各种变频器、通风机等等[1]。这些非线性元件运行中具有非线性磁化曲线、铁芯内饱和特性，会导致磁化电流呈尖顶性，含有大量奇次谐波，所以会增加电流和电压负荷，使其工作点偏离线性，产生谐波电流。谐波电流的产生对供配电系统和电气设备都会产生不良影响，用电网元件受到谐波影响后，用电及输电设备性能将大大降低，严重时甚至会造成电网瘫痪，导致元件故障。另一方面，在持续影响下，还会导致线路升温，电缆就可能因过载过热，造成绝缘层毁坏，引起火灾事故。此外，谐波还会对变压器造成不利影响。变压器在受到谐波影响后会引起局部发热，导致频率和电流的增加，使额外损失上升，造成变压器负荷能力下降，噪声增大。这对变压器来说危害极大，将会直接影响变压器使用寿命，相关统计数据显示，变压器设备故障百分之六十五由谐波造成[2]。另一方面，谐波对通信信号也有着很大危害，会对通信信号造成干扰，降低通信质量，甚至导致传输的信息数据丢失，使通信系统无法正常传递信号。另外，谐波还会导致保护与控制设备发生误动现象，这种误动现象对供配电系统危害极大，不仅会导致计量仪表出现误差问题，同时还会造成设备故障点扩大，使整个区域的系统都陷入瘫痪。
二、煤矿供配电系统谐波防治的对策
通过前文的分析，不难看出谐波对煤矿供配电系统的危害性，做好谐波防治是保障供配电系统稳定，保障安全生产的重要工作。下面通过几点来分析煤矿供配电系统谐波防治的对策：
（一）科学选择变压器
变压器是整个供配电系统的核心设备，直接影响着供电着稳定性和可靠性。为了降低谐波对变压器的干扰，保障变压器安全运行，做好变压器选择至关重要。不同变压器性能和特性不同，对谐波畸变留有裕量也有所不同。在变压器选择时，必须要结合负载容量确定变压器定额容量，根据谐波畸变留有裕量来确定，从而避免变压器因谐波干扰发热现象的发生。另外，还要科学选择变压器的接线方式，以实现阻止不平衡电流和谐波电流流入供配电系统。此外，还要考虑到现场环境，以保障经济性、稳定性、适用性，避免造成资源浪费。
（二）合理选择电力电缆
煤矿供配电系统故障电缆选择必须重点考虑，若电缆选择存在问题极易引起火灾，造成生产安全事故。电缆选择必须要考虑到谐波引起的发热问题，要根据谐波影响程度确定电力电缆截面[3]。连接谐波主要扰动源设备的配线选择中要保障电缆载流量时留有足够裕量，尽可能选择放大一级的电缆截面，以提高电缆的耐用性和負荷承载能力。此外，在三相四线制系统中，中性线截面确定时要考虑到三次谐波电流和高次谐波电流流入时引起的集肤效应，避免由于集肤效应造成电缆发热，引起火灾，带来安全隐患。
（三）加装静止无功补偿装置
通过加装静止无功补偿装置能够有效补偿负载的无功功率，向相关设备提供容性无功功率，补偿设备的无功需求，提高电网效率和功率因数，同时还能够减小负载电流，降低电路损耗。由于谐波多是由大功率设备引起，通过静止无功补偿装置就可以抑制变频器运行中产生谐波，对无功功率进行补偿，使流入电流成为正弦波，降低谐波电流产生几率。但加装静止无功补偿装置时易对供配电运行状态和阻抗产生影响，并且容易与系统间发生并联谐振，放大谐波，导致LC滤波器烧毁，引起火灾。所以应用过程中必须要对并联谐振问题进行全面考虑，避免电容器组与系统产生串联谐振和并联谐振。通常情况下应选择调谐式电容器组，该装置结构简单，成本低，容易安装，能够避开谐波电流可能出现的频率，保障整个系统的稳定性和可靠性。
三、结束语
新经济环境下，人类对煤炭资源的需求量越来越大，煤炭开采力度随之提高，市场竞争日益激烈，煤炭企业想要提高竞争实力，保障安全生产，必须做好谐波防治，通过分析不难发现谐波对供配电系统的有着巨大的危害性，做好谐波防治对供配电系统来说具有重要意义。所以在电气设备、电子设备选择时，必须充分考虑谐波危害问题。
参考文献：
[1]罗杰.分析煤矿供配电系统谐波的成因与危害[J].科技与企业，2014，24：202.
[2]范红娟，王利民.煤矿供配电系统中谐波的分布及治理对策研究[J].山东工业技术，2013，12：94+97.
[3]王宁生.煤矿企业供电系统谐波治理措施研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，08：184.