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                      中頻爐諧波分析與治理方案

                      來源:徐州特電電氣有限公司 發布時間:2022-02-17 09:02:00

                      隨著工業化進程的不斷加快,中國逐漸成為了世界工廠,在不斷發展的同時環境污染也在日益加劇。如公用電網現在正面臨著污染,公用電網中的諧波電流和諧波電壓就是對電網環境比較嚴重的一種污染。另外還有中頻爐諧波,其可引起電力系統局部并聯諧振或串聯諧振,使諧波含量放大,造成電容器等設備損壞。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作,使電能計量出現混亂。對電力系統外部,諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾。電力電子裝置是公用電網中很主要的諧波源,如何降低電力電子設備對電能質量的影響成了供電部門治理諧波的要點。


                      一、可控硅中頻爐工作原理


                      1.中頻爐電氣原理

                      可控硅中頻電源在我國誕生于20世紀70年代,可控硅靜止變頻與旋轉式機組變頻相比,具有很多優點,因此近三十年來可控硅中頻電源在感應加熱領域得到大量應用,傳統的可控硅中頻電源。其主要電路圖如下所示:

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                      電網提供正弦交流電流,先輸入整流器,通常采用三相橋式整流電路,然后經由逆變電路,負載為并聯諧振形式,為電爐提供高頻大電流。


                      2.中頻爐電磁感應加熱原理


                      根據電磁感應理論,當電路圍繞的區域內存在交變磁場時,電路兩端就會感應出電動勢,如果閉合就會產生感應電流。中頻爐利用較高頻率,交變電流產生交變磁場,再利用交變磁場產生渦流達到加熱效果,常見感應加熱電源原理示意如下圖所示。

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                      中頻大電流來進行感應加熱是充分利用電流的集膚效應,當交流的電流流過導體的時候,會在導體中產生感應電流,從而導致電流向導體表現擴散。也就是導體表面的電流密度會大于中心的電流密度。這也就無形中減少了導體的導電截面,從而增加了導體交流電阻,損耗增大。


                      3.中頻爐諧波的分析:


                      諧波主要產生在三相橋式整流電路,在假定理想條件下,將交流側電流表達式確定后,即可對其進行分解,可以得知交流側電流中僅含6k±1 k為正整數次諧波,各次諧波有效值與諧波次數成反比,且與基波有效值的比值為諧波次數的倒數。

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                      二、中頻爐諧波的治理方案:


                      1.集中治理適用于多臺中頻電爐同時運行,在配電房安裝諧波濾除裝置


                      (1)采用諧波治理支路+無功調節支路,投入濾波補償裝置后,供電系統諧波治理和無功補償都達到要求。


                      (2)采用有源濾波器和諧波治理支路+無功調節支路,投入濾波補償裝置后,供電系統無功補償達到要求。


                      2.就地治理


                      (1)采用諧波治理支路,中頻爐運行是自動跟蹤,諧波就地解決,生產時不影響其他設備的運行,投入后諧波無功達到標準。


                      (2)采用有源濾波器和濾波支路,投入后諧波無功達到標準。



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