摘 要：煤礦供電系統(tǒng)中礦井提升機(jī)無(wú)功的變化頻繁，產(chǎn)生電壓波動(dòng)及諧波，造成電網(wǎng)功率因數(shù)低下，污染電網(wǎng)。文中概述了針對(duì)這一系列危害的治理方法——加裝靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）裝置。并以某煤礦為例，詳細(xì)介紹了SVG的原理及設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)系統(tǒng)仿真進(jìn)一步確認(rèn)了該設(shè)計(jì)的正確性和可行性。

關(guān)鍵詞：靜止無(wú)功發(fā)生器；諧波；有源濾波；電壓波動(dòng)；功率因數(shù)

1 SVG裝置的工作原理

1.1 一般電力系統(tǒng)用戶負(fù)荷吸收有功功率PL和無(wú)功功率QL

電源提供有功功率PS和無(wú)功功率QS（可能感性無(wú)功，也可能是容性無(wú)功），忽略變壓器和線路損耗，則有PS=PL，QS=QL。沒(méi)有無(wú)功吸收部分的電網(wǎng)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）電網(wǎng)從遠(yuǎn)端傳送無(wú)功；（2）負(fù)荷的無(wú)功沖擊影響本地電網(wǎng)和上級(jí)電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

因此，電力系統(tǒng)一般都要求對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行必要的無(wú)功補(bǔ)償，以提高電力系統(tǒng)的帶載能力，凈化電網(wǎng)，提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。

1.2 SVG裝置用于補(bǔ)償無(wú)功

假設(shè)負(fù)荷消耗感性無(wú)功（一般工業(yè)用戶都是如此）QL，此時(shí)控制SVG使其產(chǎn)生容性無(wú)功功率，并取QSVG=QL，這樣在負(fù)荷波動(dòng)過(guò)程中，就可以保證：QS=QSVG-QL=0。

如果對(duì)電網(wǎng)等比較復(fù)雜的補(bǔ)償對(duì)象而言，當(dāng)需要向電網(wǎng)提供感性無(wú)功時(shí)，可以通過(guò)對(duì)SVG的控制，使其產(chǎn)生感性無(wú)功功率，并取QSVG=QC，這樣在負(fù)荷波動(dòng)過(guò)程中，仍然可以保證：QS=QSVG-QC=0。

此外，SVG在補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率達(dá)同時(shí)，幾乎不產(chǎn)生諧波。更重要的是，SVG還可以對(duì)系統(tǒng)的諧波、不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行多功能綜合補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)有源濾波（APF）的功能。

1.3 SVG用于有源濾波

諧波源一般為非線性負(fù)荷，如整流器、帶有整流環(huán)節(jié)的變頻器及大量帶有開關(guān)器件的設(shè)備等，產(chǎn)生諧波電流Ih；供電系統(tǒng)一般為被保護(hù)對(duì)象，也即要達(dá)到最終流入或流出系統(tǒng)的電流是諧波含量極少的正弦波，有時(shí)還有功率因數(shù)要求；有源濾波裝置表現(xiàn)為流控電流源，它的作用是產(chǎn)生和諧波源諧波電流有相同幅值而相位相反的補(bǔ)償電流-Ih，來(lái)達(dá)到消除諧波的目的。與無(wú)源濾波裝置相比，有源濾波器是一種主動(dòng)型的補(bǔ)償裝置，具有較好的動(dòng)態(tài)性能。

1.4 SVG的基本原理

所謂SVG（Static Var Generator），就是專指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置。

2.2 功率因數(shù)

晶閘管電路的功率因數(shù)通常較低在0.75左右，需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。

2.3 諧波電流對(duì)電氣設(shè)備的危害

諧波電流會(huì)在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生同頻率的諧波電壓，并疊加在電網(wǎng)正弦電壓上，使電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變?；兒蟮恼译妷菏┘釉谒须娖髟O(shè)備端，會(huì)給這些設(shè)備的正常工作帶來(lái)危害，因?yàn)殡姎庠O(shè)備均按正弦電壓設(shè)計(jì)制造，當(dāng)電壓有畸變時(shí)，將會(huì)使設(shè)備發(fā)熱，力矩不穩(wěn)，甚至損壞。主要表現(xiàn)為：

（1）諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響

諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要影響是產(chǎn)生附加損耗，其次產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，噪聲和諧波過(guò)電壓。

（2）諧波對(duì)供電變壓器的影響

諧波對(duì)供電變壓器的影響主要是產(chǎn)生附加損耗，溫升增加，出力下降，影響絕緣壽命。

（3）諧波對(duì)變流裝置的影響

交流電壓畸變可能引起不可逆變流設(shè)備控制角的時(shí)間間隔不等，并通過(guò)正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變，使變流器工作不穩(wěn)定，而對(duì)逆變器則可能發(fā)生換流失敗而無(wú)法工作，甚至損壞變流設(shè)備。

（4）諧波對(duì)電纜及并聯(lián)電容器的影響

當(dāng)產(chǎn)生諧波放大時(shí)，并聯(lián)電容器將因過(guò)電流及過(guò)電壓而損壞，嚴(yán)重時(shí)將危及整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

（5）諧波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，使電度計(jì)量產(chǎn)生誤差。

（6）諧波對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)等也將產(chǎn)生不良影響。

為了保證所有電氣設(shè)備的正常工作，消除或減少電網(wǎng)污染，世界各國(guó)都開展了深入的諧波研究工作，并制定出了相應(yīng)的規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于諧波問(wèn)題，我國(guó)最初于1984年頒布了《電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定》，規(guī)定了電網(wǎng)諧波的允許值。又于1993年頒布了諧波管理的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-93。

3 設(shè)計(jì)依據(jù)

3.1 供電系統(tǒng)概況

3.2 主要諧波源

副井為混合井，裝備2套絞車，配1250kW和1600kW的直流電動(dòng)機(jī)，反并聯(lián)的晶閘管整流器直流供電，采用純12脈動(dòng)、全數(shù)字控制，磁場(chǎng)回路由6脈動(dòng)晶閘管整流器直流供電。正常運(yùn)行時(shí)12脈動(dòng)，故障時(shí)6脈動(dòng)可減半功率運(yùn)行。

礦井副井提升機(jī)總負(fù)荷約2850kW，正常運(yùn)行時(shí)全部放在變電所6kV I段母線上，另外還有11000kW功率因數(shù)為0.8的其他負(fù)荷。

4 SVG方案設(shè)計(jì)

晶閘管變流器直流供電的副井和矸石井絞車是6kV母線上的主要沖擊負(fù)荷。絞車重載提升起動(dòng)時(shí)，以較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩拖動(dòng)絞車電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)開始加速，產(chǎn)生最大的無(wú)功沖擊，使供電系統(tǒng)出現(xiàn)很大的電壓波動(dòng)和幅值很大的諧波電流，此時(shí)功率因數(shù)很低僅0.1～0.2左右。在穩(wěn)定運(yùn)行階段無(wú)功負(fù)荷減少，功率因數(shù)提高：副井絞車為0.75左右。

4.1 副井絞車最大無(wú)功沖擊（感性）

副井絞車在重載提升起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（起動(dòng)電流）約為電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（額定電流）的1.6倍。電動(dòng)機(jī)額定功率為Pe=1600kW，參照同類設(shè)備的電機(jī)、供電變壓器參數(shù)，計(jì)算出副井絞車起動(dòng)時(shí)最大視在功率為：

5 結(jié)束語(yǔ)

從本煤礦項(xiàng)目SVG投運(yùn)后的效果看出，靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）裝置是一種節(jié)能設(shè)備，對(duì)礦井負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流、電壓波動(dòng)等引起供電電能質(zhì)量問(wèn)題起到很好的治理效果。從企業(yè)效益及社會(huì)效益考慮，選擇技術(shù)成熟先進(jìn)的靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）裝置，作為煤礦供電系統(tǒng)提高電能質(zhì)量的手段是目前非常行之有效的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].冶金工業(yè)出版社.

[2]GB/T14549-93.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波[S].

[3]GB12326-90.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).電能質(zhì)量 電壓允許波動(dòng)和閃變[S].

[4]吳競(jìng)昌，孫樹勤，宋文南，等.電力系統(tǒng)諧波[Z].

作者簡(jiǎn)介：王鈺博（1987，3-），男，畢業(yè)于英國(guó)約克大學(xué)電子工程專業(yè)，碩士學(xué)位，現(xiàn)在在大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯礦工作，助理工程師。endprint

摘 要：煤礦供電系統(tǒng)中礦井提升機(jī)無(wú)功的變化頻繁，產(chǎn)生電壓波動(dòng)及諧波，造成電網(wǎng)功率因數(shù)低下，污染電網(wǎng)。文中概述了針對(duì)這一系列危害的治理方法——加裝靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）裝置。并以某煤礦為例，詳細(xì)介紹了SVG的原理及設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)系統(tǒng)仿真進(jìn)一步確認(rèn)了該設(shè)計(jì)的正確性和可行性。

關(guān)鍵詞：靜止無(wú)功發(fā)生器；諧波；有源濾波；電壓波動(dòng)；功率因數(shù)

1 SVG裝置的工作原理

1.1 一般電力系統(tǒng)用戶負(fù)荷吸收有功功率PL和無(wú)功功率QL

電源提供有功功率PS和無(wú)功功率QS（可能感性無(wú)功，也可能是容性無(wú)功），忽略變壓器和線路損耗，則有PS=PL，QS=QL。沒(méi)有無(wú)功吸收部分的電網(wǎng)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）電網(wǎng)從遠(yuǎn)端傳送無(wú)功；（2）負(fù)荷的無(wú)功沖擊影響本地電網(wǎng)和上級(jí)電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

因此，電力系統(tǒng)一般都要求對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行必要的無(wú)功補(bǔ)償，以提高電力系統(tǒng)的帶載能力，凈化電網(wǎng)，提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。

1.2 SVG裝置用于補(bǔ)償無(wú)功

假設(shè)負(fù)荷消耗感性無(wú)功（一般工業(yè)用戶都是如此）QL，此時(shí)控制SVG使其產(chǎn)生容性無(wú)功功率，并取QSVG=QL，這樣在負(fù)荷波動(dòng)過(guò)程中，就可以保證：QS=QSVG-QL=0。

如果對(duì)電網(wǎng)等比較復(fù)雜的補(bǔ)償對(duì)象而言，當(dāng)需要向電網(wǎng)提供感性無(wú)功時(shí)，可以通過(guò)對(duì)SVG的控制，使其產(chǎn)生感性無(wú)功功率，并取QSVG=QC，這樣在負(fù)荷波動(dòng)過(guò)程中，仍然可以保證：QS=QSVG-QC=0。

此外，SVG在補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率達(dá)同時(shí)，幾乎不產(chǎn)生諧波。更重要的是，SVG還可以對(duì)系統(tǒng)的諧波、不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行多功能綜合補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)有源濾波（APF）的功能。

1.3 SVG用于有源濾波

諧波源一般為非線性負(fù)荷，如整流器、帶有整流環(huán)節(jié)的變頻器及大量帶有開關(guān)器件的設(shè)備等，產(chǎn)生諧波電流Ih；供電系統(tǒng)一般為被保護(hù)對(duì)象，也即要達(dá)到最終流入或流出系統(tǒng)的電流是諧波含量極少的正弦波，有時(shí)還有功率因數(shù)要求；有源濾波裝置表現(xiàn)為流控電流源，它的作用是產(chǎn)生和諧波源諧波電流有相同幅值而相位相反的補(bǔ)償電流-Ih，來(lái)達(dá)到消除諧波的目的。與無(wú)源濾波裝置相比，有源濾波器是一種主動(dòng)型的補(bǔ)償裝置，具有較好的動(dòng)態(tài)性能。

1.4 SVG的基本原理

所謂SVG（Static Var Generator），就是專指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置。

2.2 功率因數(shù)

晶閘管電路的功率因數(shù)通常較低在0.75左右，需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。

2.3 諧波電流對(duì)電氣設(shè)備的危害

諧波電流會(huì)在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生同頻率的諧波電壓，并疊加在電網(wǎng)正弦電壓上，使電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變。畸變后的正弦電壓施加在所有電器設(shè)備端，會(huì)給這些設(shè)備的正常工作帶來(lái)危害，因?yàn)殡姎庠O(shè)備均按正弦電壓設(shè)計(jì)制造，當(dāng)電壓有畸變時(shí)，將會(huì)使設(shè)備發(fā)熱，力矩不穩(wěn)，甚至損壞。主要表現(xiàn)為：

（1）諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響

諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要影響是產(chǎn)生附加損耗，其次產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，噪聲和諧波過(guò)電壓。

（2）諧波對(duì)供電變壓器的影響

諧波對(duì)供電變壓器的影響主要是產(chǎn)生附加損耗，溫升增加，出力下降，影響絕緣壽命。

（3）諧波對(duì)變流裝置的影響

交流電壓畸變可能引起不可逆變流設(shè)備控制角的時(shí)間間隔不等，并通過(guò)正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變，使變流器工作不穩(wěn)定，而對(duì)逆變器則可能發(fā)生換流失敗而無(wú)法工作，甚至損壞變流設(shè)備。

（4）諧波對(duì)電纜及并聯(lián)電容器的影響

當(dāng)產(chǎn)生諧波放大時(shí)，并聯(lián)電容器將因過(guò)電流及過(guò)電壓而損壞，嚴(yán)重時(shí)將危及整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

（5）諧波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，使電度計(jì)量產(chǎn)生誤差。

（6）諧波對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)等也將產(chǎn)生不良影響。

為了保證所有電氣設(shè)備的正常工作，消除或減少電網(wǎng)污染，世界各國(guó)都開展了深入的諧波研究工作，并制定出了相應(yīng)的規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于諧波問(wèn)題，我國(guó)最初于1984年頒布了《電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定》，規(guī)定了電網(wǎng)諧波的允許值。又于1993年頒布了諧波管理的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-93。

3 設(shè)計(jì)依據(jù)

3.1 供電系統(tǒng)概況

3.2 主要諧波源

副井為混合井，裝備2套絞車，配1250kW和1600kW的直流電動(dòng)機(jī)，反并聯(lián)的晶閘管整流器直流供電，采用純12脈動(dòng)、全數(shù)字控制，磁場(chǎng)回路由6脈動(dòng)晶閘管整流器直流供電。正常運(yùn)行時(shí)12脈動(dòng)，故障時(shí)6脈動(dòng)可減半功率運(yùn)行。

礦井副井提升機(jī)總負(fù)荷約2850kW，正常運(yùn)行時(shí)全部放在變電所6kV I段母線上，另外還有11000kW功率因數(shù)為0.8的其他負(fù)荷。

4 SVG方案設(shè)計(jì)

晶閘管變流器直流供電的副井和矸石井絞車是6kV母線上的主要沖擊負(fù)荷。絞車重載提升起動(dòng)時(shí)，以較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩拖動(dòng)絞車電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)開始加速，產(chǎn)生最大的無(wú)功沖擊，使供電系統(tǒng)出現(xiàn)很大的電壓波動(dòng)和幅值很大的諧波電流，此時(shí)功率因數(shù)很低僅0.1～0.2左右。在穩(wěn)定運(yùn)行階段無(wú)功負(fù)荷減少，功率因數(shù)提高：副井絞車為0.75左右。

4.1 副井絞車最大無(wú)功沖擊（感性）

副井絞車在重載提升起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（起動(dòng)電流）約為電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（額定電流）的1.6倍。電動(dòng)機(jī)額定功率為Pe=1600kW，參照同類設(shè)備的電機(jī)、供電變壓器參數(shù)，計(jì)算出副井絞車起動(dòng)時(shí)最大視在功率為：

5 結(jié)束語(yǔ)

從本煤礦項(xiàng)目SVG投運(yùn)后的效果看出，靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）裝置是一種節(jié)能設(shè)備，對(duì)礦井負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流、電壓波動(dòng)等引起供電電能質(zhì)量問(wèn)題起到很好的治理效果。從企業(yè)效益及社會(huì)效益考慮，選擇技術(shù)成熟先進(jìn)的靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）裝置，作為煤礦供電系統(tǒng)提高電能質(zhì)量的手段是目前非常行之有效的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].冶金工業(yè)出版社.

[2]GB/T14549-93.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波[S].

[3]GB12326-90.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).電能質(zhì)量 電壓允許波動(dòng)和閃變[S].

[4]吳競(jìng)昌，孫樹勤，宋文南，等.電力系統(tǒng)諧波[Z].

作者簡(jiǎn)介：王鈺博（1987，3-），男，畢業(yè)于英國(guó)約克大學(xué)電子工程專業(yè)，碩士學(xué)位，現(xiàn)在在大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯礦工作，助理工程師。endprint

摘 要：煤礦供電系統(tǒng)中礦井提升機(jī)無(wú)功的變化頻繁，產(chǎn)生電壓波動(dòng)及諧波，造成電網(wǎng)功率因數(shù)低下，污染電網(wǎng)。文中概述了針對(duì)這一系列危害的治理方法——加裝靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）裝置。并以某煤礦為例，詳細(xì)介紹了SVG的原理及設(shè)計(jì)方法，并通過(guò)系統(tǒng)仿真進(jìn)一步確認(rèn)了該設(shè)計(jì)的正確性和可行性。

關(guān)鍵詞：靜止無(wú)功發(fā)生器；諧波；有源濾波；電壓波動(dòng)；功率因數(shù)

1 SVG裝置的工作原理

1.1 一般電力系統(tǒng)用戶負(fù)荷吸收有功功率PL和無(wú)功功率QL

電源提供有功功率PS和無(wú)功功率QS（可能感性無(wú)功，也可能是容性無(wú)功），忽略變壓器和線路損耗，則有PS=PL，QS=QL。沒(méi)有無(wú)功吸收部分的電網(wǎng)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）電網(wǎng)從遠(yuǎn)端傳送無(wú)功；（2）負(fù)荷的無(wú)功沖擊影響本地電網(wǎng)和上級(jí)電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

因此，電力系統(tǒng)一般都要求對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行必要的無(wú)功補(bǔ)償，以提高電力系統(tǒng)的帶載能力，凈化電網(wǎng)，提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。

1.2 SVG裝置用于補(bǔ)償無(wú)功

假設(shè)負(fù)荷消耗感性無(wú)功（一般工業(yè)用戶都是如此）QL，此時(shí)控制SVG使其產(chǎn)生容性無(wú)功功率，并取QSVG=QL，這樣在負(fù)荷波動(dòng)過(guò)程中，就可以保證：QS=QSVG-QL=0。

如果對(duì)電網(wǎng)等比較復(fù)雜的補(bǔ)償對(duì)象而言，當(dāng)需要向電網(wǎng)提供感性無(wú)功時(shí)，可以通過(guò)對(duì)SVG的控制，使其產(chǎn)生感性無(wú)功功率，并取QSVG=QC，這樣在負(fù)荷波動(dòng)過(guò)程中，仍然可以保證：QS=QSVG-QC=0。

此外，SVG在補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率達(dá)同時(shí)，幾乎不產(chǎn)生諧波。更重要的是，SVG還可以對(duì)系統(tǒng)的諧波、不平衡等電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行多功能綜合補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)有源濾波（APF）的功能。

1.3 SVG用于有源濾波

諧波源一般為非線性負(fù)荷，如整流器、帶有整流環(huán)節(jié)的變頻器及大量帶有開關(guān)器件的設(shè)備等，產(chǎn)生諧波電流Ih；供電系統(tǒng)一般為被保護(hù)對(duì)象，也即要達(dá)到最終流入或流出系統(tǒng)的電流是諧波含量極少的正弦波，有時(shí)還有功率因數(shù)要求；有源濾波裝置表現(xiàn)為流控電流源，它的作用是產(chǎn)生和諧波源諧波電流有相同幅值而相位相反的補(bǔ)償電流-Ih，來(lái)達(dá)到消除諧波的目的。與無(wú)源濾波裝置相比，有源濾波器是一種主動(dòng)型的補(bǔ)償裝置，具有較好的動(dòng)態(tài)性能。

1.4 SVG的基本原理

所謂SVG（Static Var Generator），就是專指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置。

2.2 功率因數(shù)

晶閘管電路的功率因數(shù)通常較低在0.75左右，需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。

2.3 諧波電流對(duì)電氣設(shè)備的危害

諧波電流會(huì)在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生同頻率的諧波電壓，并疊加在電網(wǎng)正弦電壓上，使電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變?；兒蟮恼译妷菏┘釉谒须娖髟O(shè)備端，會(huì)給這些設(shè)備的正常工作帶來(lái)危害，因?yàn)殡姎庠O(shè)備均按正弦電壓設(shè)計(jì)制造，當(dāng)電壓有畸變時(shí)，將會(huì)使設(shè)備發(fā)熱，力矩不穩(wěn)，甚至損壞。主要表現(xiàn)為：

（1）諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響

諧波對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主要影響是產(chǎn)生附加損耗，其次產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，噪聲和諧波過(guò)電壓。

（2）諧波對(duì)供電變壓器的影響

諧波對(duì)供電變壓器的影響主要是產(chǎn)生附加損耗，溫升增加，出力下降，影響絕緣壽命。

（3）諧波對(duì)變流裝置的影響

交流電壓畸變可能引起不可逆變流設(shè)備控制角的時(shí)間間隔不等，并通過(guò)正反饋而放大系統(tǒng)的電壓畸變，使變流器工作不穩(wěn)定，而對(duì)逆變器則可能發(fā)生換流失敗而無(wú)法工作，甚至損壞變流設(shè)備。

（4）諧波對(duì)電纜及并聯(lián)電容器的影響

當(dāng)產(chǎn)生諧波放大時(shí)，并聯(lián)電容器將因過(guò)電流及過(guò)電壓而損壞，嚴(yán)重時(shí)將危及整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

（5）諧波對(duì)通信產(chǎn)生干擾，使電度計(jì)量產(chǎn)生誤差。

（6）諧波對(duì)繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和計(jì)算機(jī)等也將產(chǎn)生不良影響。

為了保證所有電氣設(shè)備的正常工作，消除或減少電網(wǎng)污染，世界各國(guó)都開展了深入的諧波研究工作，并制定出了相應(yīng)的規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于諧波問(wèn)題，我國(guó)最初于1984年頒布了《電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定》，規(guī)定了電網(wǎng)諧波的允許值。又于1993年頒布了諧波管理的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》GB/T14549-93。

3 設(shè)計(jì)依據(jù)

3.1 供電系統(tǒng)概況

3.2 主要諧波源

副井為混合井，裝備2套絞車，配1250kW和1600kW的直流電動(dòng)機(jī)，反并聯(lián)的晶閘管整流器直流供電，采用純12脈動(dòng)、全數(shù)字控制，磁場(chǎng)回路由6脈動(dòng)晶閘管整流器直流供電。正常運(yùn)行時(shí)12脈動(dòng)，故障時(shí)6脈動(dòng)可減半功率運(yùn)行。

礦井副井提升機(jī)總負(fù)荷約2850kW，正常運(yùn)行時(shí)全部放在變電所6kV I段母線上，另外還有11000kW功率因數(shù)為0.8的其他負(fù)荷。

4 SVG方案設(shè)計(jì)

晶閘管變流器直流供電的副井和矸石井絞車是6kV母線上的主要沖擊負(fù)荷。絞車重載提升起動(dòng)時(shí)，以較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩拖動(dòng)絞車電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)開始加速，產(chǎn)生最大的無(wú)功沖擊，使供電系統(tǒng)出現(xiàn)很大的電壓波動(dòng)和幅值很大的諧波電流，此時(shí)功率因數(shù)很低僅0.1～0.2左右。在穩(wěn)定運(yùn)行階段無(wú)功負(fù)荷減少，功率因數(shù)提高：副井絞車為0.75左右。

4.1 副井絞車最大無(wú)功沖擊（感性）

副井絞車在重載提升起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（起動(dòng)電流）約為電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（額定電流）的1.6倍。電動(dòng)機(jī)額定功率為Pe=1600kW，參照同類設(shè)備的電機(jī)、供電變壓器參數(shù)，計(jì)算出副井絞車起動(dòng)時(shí)最大視在功率為：

5 結(jié)束語(yǔ)

從本煤礦項(xiàng)目SVG投運(yùn)后的效果看出，靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）裝置是一種節(jié)能設(shè)備，對(duì)礦井負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流、電壓波動(dòng)等引起供電電能質(zhì)量問(wèn)題起到很好的治理效果。從企業(yè)效益及社會(huì)效益考慮，選擇技術(shù)成熟先進(jìn)的靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）裝置，作為煤礦供電系統(tǒng)提高電能質(zhì)量的手段是目前非常行之有效的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].冶金工業(yè)出版社.

[2]GB/T14549-93.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波[S].

[3]GB12326-90.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).電能質(zhì)量 電壓允許波動(dòng)和閃變[S].

[4]吳競(jìng)昌，孫樹勤，宋文南，等.電力系統(tǒng)諧波[Z].

作者簡(jiǎn)介：王鈺博（1987，3-），男，畢業(yè)于英國(guó)約克大學(xué)電子工程專業(yè)，碩士學(xué)位，現(xiàn)在在大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯礦工作，助理工程師。endprint