煤礦提升機(jī)較普遍地采用晶閘管供電的直流拖動(dòng)，稱為提升機(jī)晶閘管電控系統(tǒng)（SCR—D）。晶閘管電控系統(tǒng)具有調(diào)速平穩(wěn)準(zhǔn)確、效率高、容易維護(hù)、可引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。由于晶閘管變流器采用相切控制方式調(diào)節(jié)電壓或電流，使電網(wǎng)正弦電壓波形受到切割，并由此產(chǎn)生諧波電流，導(dǎo)致供電電網(wǎng)電壓波形畸變。SCR—D系統(tǒng)在整個(gè)運(yùn)行期間功率因數(shù)偏低（一般在0.02～0.8之間），同時(shí)起動(dòng)無功沖擊大，引起電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)，尤其對(duì)于礦井提升機(jī)這類大功率負(fù)載頻繁起動(dòng)，無功沖擊導(dǎo)致電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動(dòng)，對(duì)井上下電氣設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。
現(xiàn)代化的煤礦選煤廠也是諧波源負(fù)荷占總負(fù)荷比例最大的用戶。選煤廠大量采用整流供電的渣漿泵、真空泵、壓風(fēng)機(jī)、振動(dòng)篩等這些非線性電氣設(shè)備。為了節(jié)約電能，部分設(shè)備均大量使用晶閘管，而高次諧波問題又使電路的功率因數(shù)下降，造成選煤廠電氣元件及設(shè)備的故障和損壞。
煤礦用的通風(fēng)機(jī)是重要的耗電設(shè)備。煤礦開采遵循以風(fēng)定產(chǎn)的要求，有多大風(fēng)量就允許有多大開采量，風(fēng)量隨著煤的產(chǎn)量增加而增加。在采煤作業(yè)中瓦斯隨著煤的開采不斷涌出，涌出瓦斯與煤的開采量成正比，而保障每個(gè)煤礦工人正常工作所需的新鮮空氣也與煤的開采量成正比。因此為了煤礦生產(chǎn)安全，所需風(fēng)量、風(fēng)壓隨著開采和掘進(jìn)的不斷延伸，巷道延長(zhǎng)，以及開采量的增加而增加，通風(fēng)機(jī)需用的功率也隨之增加。通風(fēng)機(jī)的耗電量往往占到生產(chǎn)電耗的15%~25%，因此也采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行節(jié)能改造。但高次諧波污染可能造成設(shè)備故障和損壞，危及人身安全和生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，高次諧波的消除刻不容緩。
4．高次諧波污染的消除
4.1 諧波補(bǔ)償裝置
如圖1所示為選煤廠供電采用的諧波補(bǔ)償裝置。
該補(bǔ)償濾波裝置存在如下問題:當(dāng)大型電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)投入H5(250Hz)，功率因數(shù)為cosφ= 0.94；當(dāng)大型電機(jī)運(yùn)行時(shí)，功率因數(shù)急劇下降為cosφ=0.9，此時(shí)出現(xiàn)欠補(bǔ)(滯后運(yùn)行)。當(dāng)大型電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，投入H7(350Hz)，功率因數(shù)超前，cosφ=0.94；當(dāng)大型電機(jī)運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)滯后，cosφ= 0.9，這種運(yùn)行方式不能采用，因?yàn)檫^補(bǔ)易發(fā)生諧振過電壓。
4.2 諧波保護(hù)裝置PCMHPD
上海沈電電氣公司推出的PCMHPD（Harmonic Protective Device）諧波保護(hù)器是針對(duì)越來越惡劣的電能質(zhì)量，為用電設(shè)備提供諧波保護(hù)的設(shè)備。PCMHPD諧波保護(hù)器采用了超微晶合金材料與創(chuàng)新科技的特別電路,對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾具有抑制和吸收作用；隨時(shí)跟蹤電壓波形，瞬時(shí)濾除電源中的尖峰、浪涌（雷電）、雜波，矯正因諧波影響而產(chǎn)生畸變的電壓波形；對(duì)噪聲進(jìn)行消化并把被吸收的噪聲能量部分返回到電網(wǎng)中以矯正電網(wǎng)波形，使電網(wǎng)電源波形變得光滑清潔，既提高了電網(wǎng)質(zhì)量，又保證了儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。
采用PCMHPD諧波保護(hù)器解決了設(shè)備遇到的眾多問題：
自動(dòng)保護(hù)用電設(shè)備
由于設(shè)備自身產(chǎn)生的接地電流在設(shè)備和真實(shí)地之間會(huì)引發(fā)一個(gè)電壓降，當(dāng)噪聲頻率比較高的時(shí)候，很容易造成計(jì)算機(jī)電子設(shè)備、PLC、電機(jī)電器等電腦死機(jī)。
PCMHPD能自動(dòng)消除具有破壞性的高次諧波，高頻噪聲、浪涌、尖峰瞬變等，確保了用電設(shè)備的使用壽命。
PCMHPD諧波保護(hù)器具有很強(qiáng)的抑制和消除能力，最高可消除99%的因各種諧波引起的電壓、電流的畸變，防止諧波引發(fā)的計(jì)算機(jī)屏幕頻閃，以及由于開關(guān)、短路、負(fù)載變化引起的燈光頻閃。
高次諧波頻率可能和雜散的電網(wǎng)電感及功率因數(shù)補(bǔ)償（PFC）設(shè)備組合的諧波頻率形成并聯(lián)諧振回路，諧振電路引起的諧波放大使電壓和電流波形畸變更為嚴(yán)重，從而導(dǎo)致設(shè)備過早出現(xiàn)故障。PCMHPD消除了諧波污染，確保了功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備的使用壽命。
諧波電流會(huì)導(dǎo)致斷路器誤跳閘或是在該跳閘的時(shí)候根本不跳。
5．結(jié)束語
現(xiàn)代煤礦工業(yè)中由于電力電子以及電子計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)的廣泛使用，對(duì)電能質(zhì)量造成了很大的影響，危及到煤礦工業(yè)的安全生產(chǎn)。針對(duì)越來越惡劣的電能質(zhì)量，上海沈電電氣公司推出的PCMHPD（Harmonic Protective Device）諧波保護(hù)器為設(shè)備的正常運(yùn)行提供了保障。PCMHPD并聯(lián)在電路中,本身不耗電。PCMHPD的使用減少了儀器設(shè)備的故障率和機(jī)器誤操作，全面克服了由于諧波污染導(dǎo)致用電裝置電能利用效率降低，故障率高的問題，保障了設(shè)備的安全運(yùn)行。
