諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數倍的電量,般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉數分解,其余大于基波頻率的電流產生的電量。從廣義上講,由于交流電網有分量為工頻單頻率,因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波。今天,宇華小編就帶大家了解下中頻爐諧波的危害和治理措施。
、中頻爐諧波產生的原因
諧波產生的原因多種多樣。比較常見的有兩類:
1、由于非線性負荷而產生諧波,例如可控硅(晶閘管)整流器、開關電源等,這類負荷產生的諧波頻率均為工頻頻率的整數倍。例如:三相六脈波整流器所產生的主要是5次和7次諧波,而三相12脈波整流器所產生的主要是11次和13次諧波。
2、由于逆變負荷而產生諧波,例如中頻爐、變頻器,這類負荷不僅產生整數次諧波,還產生頻率為逆變頻率2倍的分數諧波。例如:使用三相六脈波整流器而工作頻率為820Hz的中頻爐則不僅產生5次和7次諧波,還產生頻率為1640Hz的分數諧波。
二、中頻爐諧波的危害
中頻爐在使用時產生大量的諧波,導致電網中的諧波污染非常嚴重。
1、諧波使電能傳輸和利用的率降低,使電氣設備過熱,產生振動和噪聲,并使其緣老化,使用壽命降低,甚至發生故障或燒毀。
2、會降低用電設備的率和使用壽命并增加損耗;直接影響著變壓器的使用容量和使用率;同時還會造成變壓器噪聲增加,大大的縮短變壓器的使用壽命。
3、影響著供電系統的無功補償設備;當電網之中存在諧波時,投入電容器后其電壓增大,通過電容器的電流增加得更大,使電容器損耗功率增加。如果諧波含量較高就會使電容過電流和過負荷,使電容過熱,緣介質加速老化。
4、高次諧波會產生浪涌電壓或電流,浪涌沖擊是指系統發生短時過(低)電壓,即時間不超過1毫秒的電壓瞬時脈沖,這種脈沖可以是正性或負性,可以具有連串或振蕩性質,導致燒毀電器。
5、在電網諧波源較多的區域,甚至都發生了大量電子表里電容擊穿,變電所電容器燒毀或跳閘。
6、諧波還會引起繼電器保護和自動裝置誤動作,使電能計量出現混亂。對于電力系統外部,諧波會對通信設備和電子設備產生嚴重干擾,因而,改善中頻爐電力品質成為應對的主要著力點。
三、中頻爐諧波治理辦法
1、增大電網公共接點(PCC)處的短路容量,降低系統諧波阻抗。
2、采用交流濾波器和有源濾波器,補償諧波電流。
3、增加換流裝置的脈波數,減少諧波電流發生。
4、在設計中規避并聯電容和系統感抗的諧振問題。
5、高壓直流輸電線路上串聯高頻阻塞裝置,阻塞高次諧波的傳播。
6、合理安排非線性負載在系統中的位置。
7、選擇有利變壓器接線方式。
8、設備分組供電,加裝濾波裝置。電力濾波裝置就目前濾波行業而言主要有三種。
1)無源濾波器
LC無源濾波器。就是電容串電抗,無源濾波器由電容器和電抗器串聯而成,調諧在某個定的頻率。在某頻率下形成個低阻抗的回路,例如250HZ。就是個五次諧波濾波器這種方法既可以補償諧波,又可以補償無功功率,而且結構簡單,但是,這種方法的主要缺點是其補償性受電網阻抗和運行狀態影響,容易和系統發生并聯諧振,導致諧波放大,使LC濾波器過載甚至損壞;對于變動較大的負荷容易造成欠補或者過補。另外,它只能補償固定頻率的諧波,補償果也差強人意。
2)有源濾波器
有源濾波器產生幅值相等,相位相反的諧波電流。保證電源側電流為正弦波。其基本原理是產生個與負載諧波電流具有幅值相同而相位相反的補償電流,與負載諧波電流相抵消以達到消除諧波的目的。是種積的諧波消除方式,濾波器果較無源濾波器好。
3)諧波保護器
諧波保護器相當于個電容串電抗,因為阻抗很低,電流會往這里流動,實際上就是阻抗分流,這樣流入系統的諧波電流就基本上給解決掉了。
諧波保護器般設于精密設備前,抗浪涌沖擊并吸收2~65次高次諧波對設備進行面保護的諧波治理高產品,諧波治理如:照明控制系統、計算機、電視機、電動機調速設備、不間斷電源、數控機床、整流器、精密儀器、電子控制機構等等,所有這些非線性用電設備產生的諧波,它可導致配電系統本身或聯接在該系統上的設備故障。諧波保護器能將諧波消除在發生源,自動消除對用電設備產生的高次諧波和高頻噪聲、脈沖尖峰、電涌等干擾。通過諧波保護器能夠凈化電源、保護用電設備和功率因數補償設備、防止保護裝置的誤跳閘,從而保護用電設備安、高地運行。