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中頻爐無功補償,中頻爐諧波治理

發布時間：2012-12-12 瀏覽次數：363 返回列表

廣東光達電氣有限公司專業為企業量身定制諧波治理方案，具有多年行業無功補償兼諧波治理經驗，多項產品獲得國家專利。尤其在中頻爐諧波治理方面有獨到的見解。

諧波分為三類，即零序、負序、和正序。零序的諧波如3次，6次，9次，12次，……，產生不變的磁場，使變壓器、用電負載、線纜等的磁性損耗大大的增高，特別是造成中性線（零線）過流（是正常電流的3～20倍），并轉化為高熱而損失電能或產生事故。負序的諧波如2次，5次，8次，11次，……，產生反方向的旋轉磁場，使轉動設備力矩下降，浪費動力而損失電能；正序的諧波如4次，7次，10次，13次，……，則產生間歇正向磁場，使轉動設備轉速不穩并與負序分量一起，造成設備的振動和抖動。

諧波的存在使電力設備損耗增加、壽命縮短、絕緣老化、溫度升高。高次諧波的存在對通訊系統工程產生干擾。對自動化產生誤動作。加大計量誤差。影響設備正常運行。當電網安裝有補償電容時，問題尤其嚴重。高次諧波可能因電容器組的配置而造成系統諧波放大，產生并聯或串聯諧振。損壞供、用電設備，或者進入電容器組,造成電容器組過載而發生擊穿報廢。

中頻電爐屬于典型諧波源，產生大量諧波，造成補償電容器無法正常投入運行，功率因數達不到供電要求的0.9以上。

一、中頻電爐概述

某鑄造公司主要設備為中頻電爐，中頻電爐屬于典型諧波源，產生大量諧波，造成補償電容器無法正常投入運行，功率因數達不到供電要求的0.9以上，每月產生無功罰款1.2萬元左右，變壓器溫度在夏季達75度，造成電能浪費，壽命縮短。

中頻電爐鑄造車間以0.66KV電壓供電，其主要負荷為6脈動整流中頻爐，整流設備在工作中在把交流變為直流的同時產生大量的諧波，屬典型諧波源；諧波電流注入電網，在電網阻抗上產生諧波電壓，引起電網電壓電流畸變，影響供電質量及運行安全，使線路損耗及電壓偏移增加，對電網和工廠本身電氣設備均會產生不良的影響。

三相橋式全波整流電路將工頻50HZ整流成脈動的直流電，可以調節的直流電壓UD，來調節負載電流。LD為濾波電抗，是把工頻和中頻網絡隔開，并把直流電流濾成平化的波形。逆變電路是8只晶閘管組成單相橋式逆變電路，它將直流電流逆變為交流中頻電流，并將它送入負載。負載電路是爐圈與電熱電容組成并聯諧振。逆變電路的輸出頻率受負載電路振蕩頻率控制，工作在略高于負載振蕩頻率。

并聯變頻電路對負載的適應能力特別強，是當前應用最廣泛的一種電路，主要是用作中頻熔煉和透熱的電源。

特征諧波分析

1）中頻爐的整流裝置為6脈動可控整流；
2）整流裝置所產生的諧波為6K＋1次奇次諧波，采用傅立葉級數對電流進行分解變換，可知電流波形含有6K±1次高次諧波，根據對中頻爐的測試數據，其諧波電流含有量見下表：

6脈動橋式換流器諧波電流含有量：（IN／I1）

諧波次數5，7，11，13，17，19，23，25
諧波含量0.23，0.11，0.08，0.07，0.02，0.01，0.007，0.006

中頻爐在工作過程中，產生大量的諧波，針對中頻爐的測試及計算結果，特征諧波主要以5次為最大，7次，11次，13次諧波電流比較大，電壓電流畸變嚴重。

二、基礎數據

1、中頻爐參數：中頻爐由一臺變壓器獨立供電，容量為2噸，視在功率S＝2000KVA，有功功率為P＝1800KW，無功功率為Q＝1020KAR，功率因數為PF＝0.87，供電電壓U＝660V，工作電流I＝1750A。
2、變壓器參數：變壓器型號為S11－2500KVA，電壓為10000V／660V，額定電流為I＝2186A。
3、實際運行參數：視在功率S＝700KVA－2200KVA，有功功率為P＝600KW－2000KW，無功功率為Q＝550KAR－1150KAR，功率因數為PF＝0.6－0.93，工作電流I＝430A－1924A

三、濾波補償裝置設計依據

1、根據電能質量公用電網諧波GB／T14519－1993
2、根據電能質量電壓波動和閃變GB12326－2000
3、根據供電系統阻抗和相關參數
4、根據現場測量結果及仿真計算

四、諧波治理方案

1、諧波治理目標

根據企業實際情況，廣東光達電氣有限公司針對中頻爐諧波治理設計了整套濾波方案，綜合考慮負荷功率因數、諧波吸收需要和背景諧波，在企業變壓器2500KVA0.66KV低壓側安裝一套諧波濾波補償裝置ZMSFGD對諧波進行治理。

濾波裝置諧波電流的設計滿足國標GB／T14549－93《電能質量公用電網諧波》的管理規定。

2、諧波治理方案確定

由于中頻爐在工作過程中諧波較大，如5次諧波達到了基波電流的21.5％，對電網、設備本身和其它用戶都造成了不同程度的影響。另外，考慮設備的功率因數特點，在設計時要做到諧波消除補償無功提高功率因數等。

針對設備的特性本方案采用濾波兼無功補償的方式，它的主要作用：改善供電系統的穩定性；抑制諧波電