中頻爐諧波產生主要有哪些原因

一、什么是中頻爐？

中頻感應加熱爐(下稱中頻爐)是一種迅速平穩的金屬材料加溫設備，它靠直流變頻設備把三相直流交流電流變化為單相電高頻交流電流.直流變頻設備是中頻爐的關鍵機器設備，其造成的諧波能使轉動電動機造成額外輸出功率損耗和發燙，提升變電器和電力網的損耗，使電磁能計量檢定儀表盤造成偏差，對繼電保護裝置、自動控制系統設備等造成影響，比較嚴重時候造成錯誤操，諧波也有將會在無功補償，電容控制回路被變大，可能會導致電容過負載乃至毀壞;此外諧波還會對鄰近的通信路線造成影響，因而，功率大的中頻爐的諧波難題不容忽視。

二、中頻爐諧波原因來源以及諧波帶來的危害

1.中頻爐諧波的分析

中頻電源注人電網的諧波主要由整流裝置產生。以三相六脈動全控制橋整流電路為例，在理想的條件下能夠用大致方波表示整流電路交流側的各相電流，利用傅立葉分析法積累交流側的a相電流的式子圖如下：

 

從式(1)所知，在逆變電路溝通交流側電流中僅帶有6k土1(k為正整數)次諧波電流，這種諧波稱之為三相6脈動飲料橋式整流電路的特點諧波，各次諧波電流有效值與基波電流有效值的比率(一般 稱之為n次諧波電流帶有率)都相當于諧波頻次n的后.在具體電源電路中，因為整流變壓器中走電抗的功效，促使整流器閥的導通和關閉都必須有一個銜接全過程，逆變電路溝通交流側各相電流的波型將變為梯形波，而已不是理想化標準下的方波，因而，在具體情況下測出的n次諧波電流帶有率一般都低于1/n.

假如中頻感應爐的逆變電路為12脈動飲料整流器，其特點諧波的頻次為(12k土1).先后推導，p脈動飲料逆變電路的特點諧波頻次為(p左士1)，各次諧波有效值與基波有效值的比率也都相當于諧波頻次的后.因而，提升逆變電路的脈動飲料數，能夠降低注人電力網的高次諧波.

2.中頻爐諧波的來源

諧波的造成關鍵是來源于非線性電器設備的應用:

A.具備鐵磁飽和特點的變壓器鐵芯機器設備，如:變電器、串聯電抗器等;

B.以具備明顯非線性特點的電孤為工作中物質的機器設備，如:氣體放電燈、交流弧焊機、煉綱電弧爐、中頻感應爐等;

C.以電力工程電子元器件為基本的電源變壓器機器設備，如:各種各樣電力工程變流機器設備(鎮流器、逆變電源、軟啟動器)、交流電機調速和變壓設備、大空間的電力工程可控硅可控性開關柜等，他們很多的用以化工廠、電氣設備鐵路、冶金工業、礦山開采等廠礦企業及其各種各樣的電器產品中。左右這種非線性電器設備因為負載具備其電流不伴隨著工作電壓同歩轉變的非線性特點，促使穿過負載的電流呈非正弦波形，它由基波以及整數倍的諧波組成。造成的諧波使電力網工作電壓比較嚴重失幀。如某鑄造公司，選用35kV路線供電系統，關鍵用電量機器設備是中頻感應爐。電力公司就該公司對公共電力網電能質量的危害開展了檢測，檢測依據為:該公司6單脈沖中頻感應爐造成的5、7次諧波電流造成35kV母線槽的工作電壓崎變率超過國家標準控制值。(見下數據圖表數據信息)

從圖中可以看出，該客戶用電設備產生的5、7、11、13次諧波電流分別為允許值的321、14、123、1.16倍。尤其是五次諧波分量已經嚴重超標。

3.諧波帶來的危害

諧波對電力系統擁有 比較普遍的各個方面傷害，具體表現為耗能提升、電導體發燙、及其對保護器及計量檢定儀器設備精確性等危害。

A.諧波對變電器的危害

當較高頻率的電流引入變電器時，將造成趨膚效應和相鄰效用，在繞阻中造成額外損耗，與變壓器線圈相關的鐵損亦有提升。變電器將造成超溫狀況。諧波工作電壓還會使變電器勵磁電流電流擴大，高效率減少，功率因素值卜降。當諧波工作電壓長時間具有且比較比較嚴重時，將會嚴重危害變電器主絕緣層。

B.諧波對電力工程電容器的危害

當電容器組控制回路特性阻抗呈溶性時，串聯電容器對諧波電流起變大功效，非常是當系統軟件等價感抗和電容器組控制回路容抗組成串聯諧振標準，造成電流串聯諧振時，即便較小的諧波電流也會變大若干倍，導致電容器的損耗大幅度提升，造成電容器的超溫或毀壞。此外，諧波工作電壓值提高使電容器的損耗指數和額外損耗提升，造成非常容易產生常見故障和減少電容器的使用壽命。

C.對輸電線路的危害

當諧波電流根據架空電纜時，將會造成并聯諧振，乃至導致風險的過壓。電線電纜在諧波工作電壓功效卜，絕緣層抗壓強度減少，泄露電流擴大，使使用壽命減少。

除此之外，諧波還會對轉動電動機、繼電保護裝置和保護裝置工作中的可信性、精確測量和計量檢定儀器設備的精確性造成比較嚴重的不好危害。