中频炉为非线性负载,运行时谐波电流注入电网,在电网阻抗上产生谐波电压,造成电网电压畸变,影响供电质量和设备运行安全。
由于中频炉是经过整流逆变为中频的工频电源,在运行过程中产生大量对电网有害的高次谐波,是电网负荷中的重大谐波源之一。
中频炉谐波产生的原因:
谐波会严重影响电网的安全运行。比如变压器中的谐波电流会产生额外的高频涡流铁损,使变压器过热,降低变压器的输出容量,增加变压器的噪声,严重影响变压器的使用寿命。
谐波电流的粘着效应使导体的等截面变小,增加了线路的损耗;谐波电压影响电网上其他电气设备的正常运行,导致自动控制装置误动作,电表计量不准确。
谐波电压和电流干扰附近通信设备的正常运行;谐波引起的暂时过电压和暂态过电压破坏设备绝缘,造成三相短路,烧毁变压器;谐波电压和电流会在公共电网中引起局部并联谐振和串联谐振,造成严重事故。
在逆变过程中,谐波电源首先从DC获得,方波相当于含有大量高次谐波的正弦波叠加。虽然后级电路需要滤波,但是高次谐波并不能完全滤除,这就是谐波产生的原因。
谐波控制方法:
我们设计了5、7、11、13倍的单调谐滤波器。在滤波器补偿之前,用户的功率因数中频炉在熔炼阶段为0.91,滤波补偿装置投入使用后,大大补偿到容性0.98。
滤波补偿装置投入运行后,电压总畸变率(THD值)为:2.02%。符合电能质量GB/T 14549-1993电压谐波(10KV)值4.0%以下的标准。5,7,11,13次谐波电流经滤波后,滤除率约为82∽84%,达到国标允许值。