煤矿电网谐波检测方法与治理方案

１ ６ ０ ５ １ ４ ０ ０ ４ １ ３ ０ ３ １ ７ ０ １ ４ １ ４ ０ ｌ ３ ． ２ ． ４ ． ８ ． ５８ ７ ２ ０ ６ ５ ０ ． ６２ ３ ．８ ０ ９ ．４ ．６ ． １ ３ ２ ０ ０ ２ ． ｌ ０
表２ 电流各次谐波检测值
１、 Ｕ＝ ０ ． ６ Ａ ＝ ／ Ｉ １４１ ＭＶ ８ ）
则有 ：
Ｃ
下 ， ｌ表 ２ 表 、 所示分别给出 Ｈ ｌ ａ边际谱 中各次谐波的 ｉｅ ｂ
检测值 。
ＩＩ ａ ￣× ＝
也
（ ４ ）
如表 １表 ２ 、 所示 ， 脉冲整流电路产生的特征谐波次 ６ 数为６ ｋ±１ｋ ｌ２３ … ， ，＝ ，，， 因此 ， 电流信号中次数为 ６ ±１ ｋ 的谐波含量较高 ， 其他谐波含量较少 ， 并且 随着谐波次数 的增加 ， 谐波含量呈现下降趋势。 根据表 １ 所示 中各次谐波含量 ， 利用式（和式（计算 １ ） ２ ） 电压总谐波畸变率 Ｔ Ｄ如下旧 Ｈ ： 谐波电压含量 为：
电子 质 量 （０２ ２ ２１ 第０ 期）
煤矿电网谐 波检测方法 与 治理方案
２谐 波检 测方 法
２１ ． 基于 Ｈ Ｔ的谐波检测方案 Ｈ
电压总谐波畸变率 Ｔ ： ＨＤ． 为
ＴＤ Ｕ ０ ） Ｈ ｖ ￣ （＝ ＝ ［ ％
２ 谐波检测标准 ＿ ２
．１ ３％ ８
（ ２ ）
在式（中： 为基准短路容量 ， Ａ 为表 ４中第 ｈ ４ ） ＭＶ ； 次谐波国标电流允许值； 为短路容量为 时的第 ｈ 次谐 波换算国标电流允许值 。 经表 １ 和式（计算结果与表 ３ ２ ） 提供的 国标 限值数据 对 比可知 ， 次谐波含量过高 ， ３ 超过国标允许值 ， 并且电压
总谐波畸变率超过 国标允许值 ； 经表 ２ 与表 ４提供 的国标
限值数据对 比，、，、、、、１１ 等谐波都超过了国标允 ３５６７８９ １ 、３ 许值 ， 因此需要进行谐波治理。
（ １ ）
＼ ＿ ／ （
＝
２ ８ ６Ｖ ７． ９ ０
表１ 电压信号各次谐波检测值
谐波次数 基波 ２ ３ ４ ５ ８． ３ ３１ ９ ６ ３ ６ ．９ ２ ７ ９． ７ ５ ９ ９ ８ ３ ４ ．８ ２ ９ ７． ９ ５ ３ ０ １ ０ ３ ４ ．４ ２
电网标称 电压总谐 波
电压 ／ 畸变率 ／ ｌ （ Ｖ ％
６ ４． ０
各பைடு நூலகம்谐波 电压含有率 ／ ％
奇数
３２ ．
偶数
１６ ．
表４ 中换算 国标值计算如下 ： 根据所建仿真模型 ，得到三相短路情况下短路电流 为： ５ ６ ５ 电压等级为 ：＝ ｋ 因此公共连接点的最 ／ ４ ． Ａ， － ８ Ｕ ６Ｖ， 小短路容量为：
１５ ９ ９ ｛ ４ ４ — ３ 电能质量公用 电网谐波》 所规定的 ６ Ｖ电网电 ｋ
压与电流谐波标准如表 ３ 与表 ４ 所示 。 表 ３ｋ ６ Ｖ电网谐波电压限值
（ 采集信号进行经验模态分解（ １ 简称 Ｅ Ｄ） Ｍ ， 得到一 组满足一定条件的固有模态 函数简 称 Ｉ ） ＭＦ。由于 Ｅ ＭＤ分 解过程中受到边界效应和 Ｉ 终止条件的影响， － ＭＦ Ａ ￣出的 ／ｆ Ｉ ＭＦ分量存在假波 ， 但此假波仅为基波 的万分之几 ， 且全 部集 中在低频范围内， 因此可将其忽略； （） ２对每 个 Ｉ Ｆ分量进 行 Ｈ ｌ ｒ变 换 ， Ｍ ｉ ｅｔ ｂ 可得 相应 的 Ｈｌｅ ｉ ａ谱 ， ｉ ｅ ｂ Ｈｌ ａ谱对 时间积分得 到 Ｈｌｅ 边 际谱 。 ｂ ｉ ｒ ｂｔ 可 以认 为任一瞬 时频率都有一定 的能量 ， 将所有 时刻某一 瞬时频率 的能量（ 幅值） 加起来就是信号 中该频率 的总能 量（ 总幅值）即 Ｈｌｅ ， ｉ ￣边际谱线 的高度 。 ｂ 由边际谱 曲线可知 ，信号能量集 中在 １ ０ Ｈ 及以 ０ｚ ０
谐波次数
１ ｌ
ｌ ２
１ ３
１ ４
ｌ ５
ｌ ６
１ ７
１ ８
１ ９
２ ０
检测值 ／ １ ６ ４ ０ ８ ０ １ ０１６ ０ ４ ０１ ８ ０ ５ ０１０３ ０１８３ ０ ７ Ａ ． ３ ． ６ ． ５３ ． ４ ０ ０ ９ ９ ５ ． ８ ．１ ２ ｌ ７ ． ３８ ． ２ ３ ． ． ２７ ０ ０
检测值 ／ ５１７ ７ ２ ． ６ １５ ７ ５ ６ 、 ， ６． １ ３ ６ ６ ． １ ２ ６ ８ ．２ ６
含量 ／ ％ １Ｏ ０
０ ５ ３ １ ０１９６ １ １ ０ ６ １ ５ ０ ６ １ ５ ０ ６ ．７ ４ ９ ． ０２ ２ ． ． ００ ０ ６ ． ３３ ０ ． ７８ ８ ．２ ．２ ０ ９ ４ ２ ． ２８ ０
谐波次数
ｌ １
ｌ ２
２ １ ．９ ８
１ ３
７ ．８ ９ ９ ９
１ ４
２ ６ ．５ ３
１ ５
６． ５ ９ ４ ０
１ ６
２ １ ．３ ０
１ ７
７． ８ １ ０ ０
ｌ ８
０ ４ ．７ ８
１ ９
５． ２ ３８ ０
２ ０
０５ ２ ． ８
检测值 ／ ９ ． ８ 、 ， １ ５ ０ 含量 ／ ％
谐 波次数 基波 ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ ０
检测值 ， ４ ． ７９ １ ８ ４ ３ ２ ０ ０ ２ ９ １ １ ２ ８ ０ １ ０ ７ ０ ５ Ａ ８２ ． ０ ． ２ ． ３ ５ １ ５ ７ ７ ０ ． １ ４ ９ ． ４ ． ３ ３ ５ ７ ２ ．９ ８ ２ ． ０ ． ４ ６ ５ ２ ９
根据文章所选谐波源 ， 利用 Ｍ Ｔ Ａ Ａ Ｌ Ｂ建立 相 ６ 脉 动的可控硅整流电路模拟谐波源 ，为使采样不能少于 １ ０
个周波 ，取仿真时间为 ０ ｓ ． 。将采集电压和电流信号进行 ２
Ｈ ＴＨ Ｔ Ｈ ， Ｈ 包括两个部分 ：
１９ ９ ３年 发 布 的 中华 人 民 共 和 国 国家 标 准 Ｇ ／ ＢＴ