中频炉谐波产生的原因和治理方案

中频冶炼炉整流设备是大的谐波发电设备之一,但由于大多数制造商降低产品成本,不安装谐波抑制技术设施,使当前公共电网像烟霾天气一样受到严重的谐波污染。脉冲电流减少电磁能的生产加工、传送和利用率,使电器设备超温,造成震动和噪声,老化绝缘层,减少使用期,乃至造成常见故障或烫伤。谐波可引起电力系统的局部并联共振或串联共振,从而扩大谐波含量,引起电容器燃烧等设备。谐波还会导致继电保护和自动装置误操作,使电能测量混淆。电力系统外部的谐波会严重干扰通信设备和电子设备。

中频电炉是电网负载中大的谐波源之一,因为它经过整流转换成中频。谐波将严重危害电网的安全性运作。比如,谐波电流会在变电器中造成附加的高频率涡旋铁损,这会使变电器超温,减少变电器的輸出容积,提升变电器的噪音,严重危害变电器的使用期。谐波电流的粘附效用使电导体的等横截面缩小,提升了路线的耗损。谐波工作电压危害电网上别的电器设备的一切正常运作,造成自动控制系统设备操作失误和计量检定不精确。谐波工作电压和电流量影响周边通讯设备的一切正常运作;谐波造成的暂态过压和暂态过压毁坏机器设备绝缘层,导致三相短路故障,损坏变电器;谐波工作电压和电流量会在公共性电网中造成部分串联谐振和并联谐振,导致重大事故。坚持不断变化的过程中,首先从直流中获得的是方波电源,方波相当于高次谐波的叠加。虽然后期电路需要过滤,但高阶谐波不能完全过滤,这是产生谐波的原因。

我们设计了5、7、11和13倍的单调谐滤波器。滤波补偿前,用户中频电炉熔化阶段的功率因数为0.91。滤波补偿装置投入运行后,大补偿为0.98容性。运行滤波器补偿装置后,电压总失真率( THD值)为2.02%。根据电能质量标准GB/GB/T 14549-1993,电压谐波(10KV)值小于4.0%。对5次、7次、11次和13次谐波电流进行滤波后,滤波率约为82∽84%,达到我公司标准允许值。好补偿过滤波的效果。、

因此,我们应该分析谐波发生的原因,并采取措施抑制高阶谐波,这对确保电力系统安全和经济运行至关重要。

一、中频炉谐波产生的原因

1.谐波是由非线性负载产生的,如可控硅整流器、开关电源等。这种负载产生的谐波频率是工作频率的整数倍。例如,三相六脉冲整流器主要产生5次和7次谐波,而三相12脉冲整流器主要产生11次和13次谐波。

2.由于中频炉、逆变器等逆变器负载产生的谐波不仅产生积分谐波,而且产生频率为逆变器频率两倍的分数谐波。例如,使用三相六脉冲整流器的工作频率为820赫兹的中频熔炉不仅产生5次和7次谐波,还产生频率为1640赫兹的分数次谐波。

谐波与电网同时存在,因为发电机和变压器产生少量谐波。

二、中频炉谐波的危害

在中频炉的使用中,产生大量的谐波,导致电网严重的谐波污染。

1.高次谐波会产生浪涌电压或电流。浪涌冲击是指系统的短期过(低)压,即时间不超过1毫秒的电压瞬时脉冲。该脉冲可以是正的或负的,并且可以具有串联或振荡特性,导致电器燃烧。

2.谐波降低电能、热电设备的传输和利用率,产生振动和噪声,使其边缘老化,降低使用寿命,甚至故障或燃烧。

3.影响着供电系统的无功补偿设备;当电网之中存在谐波时,投入电容器后其电压增大,通过电容器的电流增加得更大,使电容器损耗功率增加。假如脉冲电流含量高,电容将过电流和负载,这将使电容超温并加快边沿物质的脆化。

4.这会降低电气设备的速度和使用寿命,增加损耗;它直接影响变压器的使用容量和使用率。同时,也会增加变压器的噪声,大大缩短变压器的使用寿命。

5.在电网中谐波源较多的地区,甚至发生了大量内部和外部电子电容器的击穿,变电站中的电容器烧毁或跳闸。

6.谐波还会导致继电保护和自动装置故障,导致电能计量混乱。这是电力系统的外部。谐波对通信设备和电子设备的严重干扰。因此,改善中频炉的电力质量成为了应对的主要焦点。

三、中频炉谐波治理办法

1.提高电网公共连接点的短路容量,减少系统的谐波阻抗。

2.谐波电流补偿采用交流滤波器和有源滤波器。

3.增加转换器设备的脉冲数以降低谐波电流。

4.避免并联电容器的共振和系统电感的设计。

5.高频阻断装置串联在高压直流输电线上,以阻断高次谐波的传播。

7.选择有利的变压器接线模式。

8.设备分组供电,加装滤波装置。

四、中频炉谐波治理设备

1)无源滤波装置

2)有源滤波器设备

3)谐波保护器

谐波保护器等于电容串电抗,由于阻抗很低,电流量会这里流动性,这事实上是阻抗分离,因而注入系统软件的谐波电流基础获得处理。

谐波保护器通常安装在精密设备的前面。它们是高品质的谐波控制产品,能够抵抗浪涌冲击,吸收2~65倍的高次谐波,保护设备。照明控制系统、计算机、电视、电机调速设备、不间断电源、数控机床、整流器、精密仪器、电子控制机构等谐波控制。所有这些由非线性电气设备产生的谐波都可能导致配电系统本身或与系统相连的设备出现故障。谐波保护器可在发电源消除谐波,并自动消除高次谐波、高频噪声、脉冲尖峰、浪涌和其他对电气设备的干扰。谐波保护器能够净化电源,维护电器设备和功率因数补偿设备,避免保护器误跳电,进而维护电器设备在高地安全性运作。

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