諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量,般是指對周期性的非正弦電量進行傅里葉數(shù)分解,其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講,由于交流電網(wǎng)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(chǎn)生的原因
諧波產(chǎn)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(chǎn)生諧波,例如可控硅(晶閘管)整流器、開關電源等,這類負荷產(chǎn)生的諧波頻率均為工頻頻率的整數(shù)倍。例如:三相六脈波整流器所產(chǎn)生的主要是5次和7次諧波,而三相12脈波整流器所產(chǎn)生的主要是11次和13次諧波。
2、由于逆變負荷而產(chǎn)生諧波,例如中頻爐、變頻器,這類負荷不僅產(chǎn)生整數(shù)次諧波,還產(chǎn)生頻率為逆變頻率2倍的分數(shù)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(chǎn)生5次和7次諧波,還產(chǎn)生頻率為1640Hz的分數(shù)諧波。
二、中頻爐諧波的危害
中頻爐在使用時產(chǎn)生大量的諧波,導致電網(wǎng)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(chǎn)生振動和噪聲,并使其緣老化,使用壽命降低,甚至發(fā)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(tǒng)的無功補償設備;當電網(wǎng)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(zhì)加速老化。
4、高次諧波會產(chǎn)生浪涌電壓或電流,浪涌沖擊是指系統(tǒng)發(fā)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(zhì),導致燒毀電器。
5、在電網(wǎng)諧波源較多的區(qū)域,甚至都發(fā)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(xiàn)混亂。對于電力系統(tǒng)外部,諧波會對通信設備和電子設備產(chǎn)生嚴重干擾,因而,改善中頻爐電力品質(zhì)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(wǎng)公共接點(PCC)處的短路容量,降低系統(tǒng)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(shù),減少諧波電流發(fā)生。
4、在設計中規(guī)避并聯(lián)電容和系統(tǒng)感抗的諧振問題。
5、高壓直流輸電線路上串聯(lián)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(tǒng)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(yè)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(lián)而成,調(diào)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(wǎng)阻抗和運行狀態(tài)影響,容易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)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(chǎn)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(chǎn)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(tǒng)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(chǎn)品,諧波治理如:照明控制系統(tǒng)、計算機、電視機、電動機調(diào)速設備、不間斷電源、數(shù)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(chǎn)生的諧波,它可導致配電系統(tǒng)本身或聯(lián)接在該系統(tǒng)上的設備故障。諧波保護器能將諧波消除在發(fā)生源,自動消除對用電設備產(chǎn)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(shù)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。