滤波补偿装置在中频炉的应用保定瑞祥电力
10KV中频炉供电系统动态无功综合补偿滤波装置
靠 性 和经济 性是 最根本 的问题 。 速合 理地 调节 电 网无 功 快 功率 ， 对交 流 电 网的稳定 和 系统 电压 的调 节 、 理分 配 及 合
限制 电 网过 电压方 面有着 十分重 要 的意义 。
谐 波 ， 致 系统 电压 、 导 电流 波形 畸变 ， 降低 电能 质 量 ； 且 而
载 设备 的安全 运行 ， 降低 了生 产效率 。为 了保证 系统 投入
后 安全 经济运 行 ， 除系统高 次谐波 、 高系统 功率 因数 、 滤 提
改 善 电气环境 、 降低 网损 、 节约 能源 ， 需要采 用 良好 的设 备
施 ， 低 网损 和 电压损耗 ， 高 电压水 平 ， 降 提 改善 电 能质 量 ， 是 电力 生产 和 电网管理所追 求 的 目标 ， 是 中频炉 供 电系 也
功 综合 补 偿 滤 波装 置相 结合 的 技 术 方案 ， 整套 装 置在 对 负荷 进 行 补偿 滤 波的 控 制 过程 中 ，Ｖ 与 Ａ Ｆ互 相 配合 ， 能保 Ｈ Ｃ Ｐ 既
证 滤 波补偿 效 果 ， 可避 免 无 功过 补 ， 于一 种 比较 先进 的 补偿 、 波 方式 。 又 属 滤
统必须 遵循 的原则 。 １ＫＶ中频 炉 项 目 ，系统 负 荷主 要 为六 台 中频 炉 ， ０ 由
对 系统 综合治 理 。
１ 动态 无功 补偿 技术 研 究与 比较
无源滤波器在中频炉负载的典型应用
（．ｈ ｎ ｏ ｇ ｔａ Ｔ ｃｎ ｌｇｅ ｏ， ｔ． ｉａ ５ １ １Ｃ ｉａ １Ｓ ａｄ ｎ ｅｍ ｅｈ ｏｏ ｉｓ ． ｄ， ｎｎ２ ０ ０ ， ｈｎ） Ｈｏ Ｃ Ｌ Ｊ （． ￣ｉ ｇＢ ａ ｃ ｆ ｈｎ ｂｌ Ｇ ｏ ｐＤｅｉｎＩｓｔｔ ｏ， ｔ．Ｕｒｍｃｉ ３ ０ １Ｃ ｉａ ２ Ｘｉ ａ ｒｎ ｈｏ Ｃ ｉａ ｎ Ｍｏ ｉ ｒｕ ｓ ｔｕｅ ．Ｌｄ， ｕ ｈ ０ １， ｈｎ） ｅ ｇ ｎｉ Ｃ ８
网中的谐波污染非常严重 。谐波使 电能传输和利 用的效率 降低 ，使 电气设备过热 ，产生振动和噪
声 ，并使其绝缘老化 ，使用寿命降低 ，甚至发生
备 、变频 调速 设备及 其它 非 线性 负荷 的广 泛应 用 ，愈来愈多的谐波 电流被 注入 到了电网。而中
故障或烧毁 ；谐波会引起 电力系统局部 并联谐振
能够最 大 限度 的 限制谐 波对 整个 配 电系统 的影
响 ，减少相互之间的谐波干扰 ；针对小型炉子功 率因数较高 ，大型炉子功率 因数低的特点 ，不 同
流 电，整流后变成直流 电，再把直流 电变为可调
节的中频 电流流过感应线图，结构和波形如图１ 所 示 。在感应线圈中产生高密度 的磁力线 ，并切割 感应线圈里盛放 的金属材料 ，在金属材料 中产生
收稿 日 ：０ １ ０— ０ 期 ２１— ９ ２
或 串联谐振 ，使谐波含量放 大 ，造成 电容 补偿设
２ ５
第 １卷第 １ 期 ４ ２
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鼋 潦 敷 石 阅
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中频炉谐波治理装置无功补偿及中频炉谐波解决方案
中频炉谐波治理装置无功补偿及中频炉谐波解决方案中频炉行业分析谐波分为三类，即零序、负序、和正序。
零序的谐波如3次，6次，9次，12次，……，产生不变的磁场，使变压器、用电负载、线缆等的磁性损耗大大的增高，特别是造成中性线（零线）过流（是正常电流的3～20倍），并转化为高热而损失电能或产生事故。
负序的谐波如2次，5次，8次，11次，……，产生反方向的旋转磁场，使转动设备力矩下降，浪费动力而损失电能；正序的谐波如4次，7次，10次，13次，……，则产生间歇正向磁场，使转动设备转速不稳并与负序分量一起，造成设备的振动和抖动。
谐波的存在使电力设备损耗增加、寿命缩短、绝缘老化、温度升高。
高次谐波的存在对通讯系统工程产生干扰。
对自动化产生误动作。
加大计量误差。
影响设备正常运行。
当电网安装有补偿电容时，问题尤其严重。
高次谐波可能因电容器组的配置而造成系统谐波放大，产生并联或串联谐振。
损坏供、用电设备，或者进入电容器组,造成电容器组过载而发生击穿报废。
中频电炉属于典型谐波源，产生大量谐波，造成补偿电容器无法正常投入运行，功率因数达不到供电要求的0.9以上。
中频炉典型案例分析某铸造公司主要设备为中频电炉，中频电炉属于典型谐波源，产生大量谐波，造成补偿电容器无法正常投入运行，功率因数达不到供电要求的0.9以上，每月产生无功罚款1.2万元左右，变压器温度在夏季达75度，造成电能浪费，寿命缩短。
中频电炉铸造车间以0.66KV电压供电，其主要负荷为6脉动整流中频炉，整流设备在工作中在把交流变为直流的同时产生大量的谐波，属典型谐波源；谐波电流注入电网，在电网阻抗上产生谐波电压，引起电网电压电流畸变，影响供电质量及运行安全，使线路损耗及电压偏移增加，对电网和工厂本身电气设备均会产生不良的影响。
三相桥式全波整流电路将工频50HZ整流成脉动的直流电，可以调节的直流电压UD，来调节负载电流。
LD为滤波电抗，是把工频和中频网络隔开，并把直流电流滤成平化的波形。
无功补偿兼滤波装置在中频感应炉的应用
ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ｆ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｈ ａ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｂ ｅ ｎ ｅ ｉ ｆ ｔ ， ｃ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ
摘要 ： 冶金行业是耗能大户 ， 尤 以中频炉居多 ， 存在 巨大的节能空间。某公司 中频炉 由于没有 安装滤波及 补偿装置 ， 运行时谐 波量大 、 功率 因数不达标 。为解决上述 问题 ， ２ ０ １ １ 年初对 ２ 台中频炉设计安装补偿及滤波 装置 ， 投运后系统功率因数达标 、 谐波畸变率控制在国家标 准以内。实践证 明， 对中频炉进行无功补偿及滤波
ＬＩＰｅ ｎ ｇ
（ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇＳ ｍｉ ｔ ｈＨｏ ｍｅ Ｈｅ ａ ｖ ｙＩ ｎ ｄ ￣ｔ ｒ ｙＣ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｆ ｏ ｓ ｈ ａ ｎ ５ ２ ８ ３ １ １ ， Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｉ ｓ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ — ｈ ｕ ｎ ｇ ｙ， ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｓ ｈ ｕ ｇ ｅ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ 。Ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｈ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｄ ｉ ｄ ｎ ｏ ｔ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ｅ ｄ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｆ ｕ ｎａ ｒ ｃ ｅ ｄ ｕ ｅ ｔ ｏ ｈ ａ ｍｏ ｒ ｎ ｉ ｃ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｎ ｏ ｔ ｕ ｐ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ． Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ， ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｇ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ２ ０ １ １ ｔ ｈ ｅ ｔ ｗｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ｗｅ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ｅ ｄ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｕ ｐ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｄ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｄ ｉ ｎ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ
滤波补偿装置操作规程
滤波补偿装置操作规程一、目的和范围1.1目的：为了确保滤波补偿装置的正常运行，提高系统的稳定性和可靠性，保证设备的安全生产。
1.2适用范围：本操作规程适用于滤波补偿装置的操作和维护。
二、操作规范2.1操作前的准备2.1.1操作人员应熟悉滤波补偿装置的工作原理和结构，并具备相关的操作经验和电气知识。
2.1.2检查设备的电源线路是否正常，并确认装置的调节参数是否与被补偿设备相匹配。
2.1.3清理现场，确保操作区域整洁，防止杂物和静电对设备造成干扰。
2.1.4查看设备工作状态指示灯，确保设备处于正常工作状态。
2.2操作步骤2.2.1打开滤波补偿装置的主电源开关，同时观察设备的工作指示灯，确认设备处于正常工作状态。
2.2.2根据被补偿设备的工作需求，调节滤波补偿装置的参数，确保被补偿设备的电流和电压处于合理的范围内。
2.2.3监测滤波补偿装置的工作状态，包括仪表显示和报警灯提示等，及时处理设备故障和报警信息，确保设备正常运行。
2.2.4定期对滤波补偿装置进行巡检，检查设备的工作温度、振动等参数是否正常，及时清理设备周围杂物，防止堵塞风道和散热孔。
2.2.5定期对滤波补偿装置进行维护保养，包括检查设备连接线路是否松动、螺丝是否紧固，是否有损坏和老化的零部件等，及时更换和修复。
2.2.6操作结束后，关闭滤波补偿装置的主电源开关，断开与被补偿设备的连接线路，清理设备周围杂物，确保现场整洁。
2.3注意事项2.3.1操作人员需佩戴符合规定的防静电和个人防护装备，确保自身的安全。
2.3.2操作人员应注意设备的工作环境和温湿度要求，避免设备长时间在极端环境下运行。
2.3.3在操作过程中，严禁擅自拆卸和更改滤波补偿装置的内部零部件和参数设置，以免影响设备的正常运行。
2.3.4如遇设备故障或异常，应及时停止使用，并通知相关专业人员进行维修和检查。
三、紧急情况处理3.1设备故障：如发生设备故障，立即停止使用，切断设备的电源，并通知相关专业人员进行检修。
中频电炉无功补偿和谐波治理的成功案例(DOC)
815V、5吨中频电炉无功补偿和谐波治理的成功案例2007-4-27天津市津开电气有限公司总经理盖福健高级工程师孙泽林关键词：中频电炉、无功功率、无功补偿、谐波、间谐波、谐波治理、变流、变频、谐波电流、谐波电流放大、博里叶级数1.绪论：随着电力电子技术的飞速发展，我国的工矿企业中，电力电子器件的大量应用，可控、全控晶闸管作为为主要开关元件，电力电子器件的整流设备，变频、逆变等非线性负荷设备的广泛应用，谐波问题亦日益广泛的提出。
诸如谐波干扰、谐波放大、无功补偿失效及谐波无功电流对供电系统的影响等。
上述电力电子设备是谐波产生的源头。
谐波电流的危害是严重的，主要有以下几个方面：·谐波电流在变压器中，产生附加高频涡流铁损，使变压器过热，降低了变压器的输出容量，使变压器噪声增大，严重影响变压器寿命。
·谐波电流的趋肤效应使导线等效截面变小，增加线路损耗。
·谐波电流使供电电压产生畸变，影响电网上其它各种电器设备不能正常工作，导致自动控制装置误动作，仪表计量不准确。
·谐波电流对临近的通讯设备产生干扰。
·谐波电流使普通电容补偿设备产生谐波放大，造成电容器及电容器回路过热，寿命缩短，甚至损坏。
·谐波电流会引起公用电网中局部产生并联谐振和串连谐振，造成严重事故及不良后果。
2.概述2.1天津市某铸造公司（简称铸造公司）为生铁铸造企业，工厂主要设备为两台500HZ中频感应电炉以溶化生铁进行铸造，因采用中频电炉，故由于变流及变频等原因造成用电谐波超标，功率因数过低，为此进行设备改造以提高功率因数，治理谐波，节约能源，提高电网质量，降耗增容。
2.2中频电炉运行主要参数①电炉为长期间断运行，运行时间每炉出铁冷炉约为2.5小时，热炉约2小时。
②在正常运行时高压侧工作电流为150～160A。
整流变压器二次侧为六相十二脉波输出。
③现场仪表指示数据一次测电压10.2KV 二次测电压815V×2一次测电流157A 二次测电流992A×2一次测功率因数COSø＝0.6~0.7最低COSø＝0.23最高COSø＝0.79予升温COSø＝0.49保温COSø＝0.23～0.49加温COSø＝0.72～0.792.3中频炉一次系统图2.4 中频炉谐波测试电流谐波含量A相30.43%B相27.81%C相29.65%电流谐波含量如棒图电流谐波含量针对5、7、11、13次谐波数值整流变压器侧电压和电流波形①电压波形在电流谐波影响下发生畸变，但不失交流正弦波基本波形，其电压畸变率以严重超标。
中频电炉的滤波补偿及其节能效益分析
１ ４
中频 电炉 的滤波 补偿 及其 节能 效益 分析
Ｖ ｏ １ ． １ ６ Ｎ ｏ ． １
中频 电源 采用 晶 闸管整 流 ， 根据 整 流脉 数可 以 分 为６ 脉整 流 ， ｌ ２ 脉 整流 和２ ４ 脉整 流 。 整 流脉 动数 越 多， 产生 的谐 波含量 就 越少 ， 对 电 网危 害就 越小 。 由 于该 企业 采用 的是６ 脉 整流 中频 电炉 ，工作 时供 电
其 节 能 降耗 也 是 一 个受 到 企 业 和社 会 各 方 都 关 注 的 问 题 。如 何 改 善 电 炉用 户 供 电系统 的 电能 质 量
（ 减 少谐 波含 量 、 提高 功率 因数 等 ） ， 减 少 电能 损耗 ， 提 高 电能 的利用 率 ． 实现 中频 电 炉 的节能 降耗 等 问
王景 山 邹 黎 席 文娣
山东理 工 大学 电气 与 电子工 程学 院 山东 淄博 ２ ５ ５ ０ ４ ９
【 摘 要】 中频电炉通过变压器接入 系统， 其运行 时谐波电流含 量多， 功率 因数较低 ， 能耗较高。
在 变压 器低 压 侧接入 无源滤 波 补偿装 置 ， 对 中频炉 的谐 波进 行 补偿 。补偿 后 的结果表 明． 中频 电 炉 系统 中应 用 滤波 补偿 装 置 对提 高 企 业 生产 效 率 、 设备 可靠 性 有 积极 的作用 。 能 为企 业 节
约大 量 电能 ， 具 有较 高 经济效 益 。
【 关键词 】 中频电炉 谐波 无功补偿 节能
【 中图分类号】 Ｔ Ｍ７ １ ４ ・ ３ 【 文献标识码 】 Ａ
０ 引 言
中频 感应 电炉 采 用 电 力 电子 变 流 技 术 ．把 工 频５ ０ Ｈｚ 交 流 电 变成 １ ５ ０ Ｈｚ ～ １ ０ ｋ Ｈ ｚ 中频 电 。感 应 加
SVC装置在1800炉卷轧机中的应用
SVC装置在1800炉卷轧机中的应用摘要振石集团东方特钢50万吨不锈钢炉卷轧机生产线装设了保定三伊电力电子有限公司的静止型无功补偿装置（SVC），该装置可以校正系统功率因数、滤除谐波电流、平衡三相系统、减小电压闪烁，本文介绍了SVC的设计方案和控制策略。
在大量数据测量的基础上，对补偿前后的功率因数和滤波效果进行了比较和评价。
该法为解决三相不对称负荷的平衡化补偿问题提供了工程实例，有利于今后工作的推广和改进。
关键词静止型无功补偿装置（SVC）；电能质量；谐波；轧机；功率因数1前言振石集团东方特钢50万吨不锈钢炉卷轧机工程主要用电设备有：一座步进式板坯加热炉，一架立辊轧机，一架四辊可逆粗轧机，一架四辊炉卷轧机，地下卷取机及中板精整线设备等；辅助用电设施有：高压水除磷泵，水循环系统，液压润滑系统等。
全厂总计算负荷为39800KW，自然功率为0.775。
其中主要负荷为：炉卷轧机12000kW，两台粗轧机分别为6000kW；切头飞剪2000KW，还有立辊主传动等其它负荷。
由于炉卷轧机电机容量比较大，在轧制过程中，会产生较大的无功冲击负荷，从而造成较大的电压波动。
并且由于炉卷轧机大部分为交交变频调速负荷，将产生大量的谐波电流，从而引起10kV母线上的电压总谐波畸变率和注入电网的谐波电流均超出国标GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》中所规定的限制和允许值。
如不采取措施，高次谐波电流会对电网产生公害，危及电气设备的安全运行，以致损坏变压器、电动机及电容器等。
同时，电压波形的畸变也会造成变流装置调节系统紊乱，甚至使设备不能正常运行。
综合考虑上述因素，在10kV母线安装一套SVC（静止型动态无功补偿装置）。
该装置投入使用后，10kV母线上总电压畸变率和注入电网的谐波电流量低于国标所规定的限值即允许值，并将10kV母线的功率因数提高到0.95以上。
2SVC方案设计2.1SVC容量确定1800mm可逆轧机无功最大冲击发生在咬钢加速度段，随着轧制速度升高，无功逐渐减小，有功逐渐增大，在额定转速或以上轧制时，有功及无功比较接近。
有源滤波器在6脉中频炉谐波治理中的应用
关键 词 ： 有 源滤波器； 谐波补偿 ； 中频 炉 ； 电能 质 量
中 图分类 号 ： Ｔ Ｍ７ １ ４
文 献标 志 码 ： Ａ
寺ｓ ｉ ¨３ ｗ ｔ － 寺 ７ 一 亩 ９ ｗ ｔ Ｌ ］ （ ）
式中： 为 整流 电路直 流侧 电流 的平 均值 。
由式 （ １ ） 可知 ． 对 于 ６脉动 的 中频 炉 来 说 ． 它 可 产
救 性 的治理 方 法 ． 即为克 服 既存 谐波 问题所 采 用 的方
生 的 ．这 里 以三 相 ６脉 动全 控 桥式 整 流 电路 为例 来 分
析 其谐 波 含量 忽 略三 相桥 式 晶 闸管 整流 电路换 相 过
程 和 电 流脉 动 ． 假 定 交 流侧 电抗 为 ０ ． 直 流 电感 为 无 穷
波形 严 重 畸变 ． 使 电 网 电能 质 量 严 重 下 降 ． 电 能 损 耗
对较高 ． 因此 大 多炼 钢企 业仍 旧采用 ６脉 动 中频 炉进
Ｅ ｓ ｉ ｎ ｏ ￣ ｔ － １ ｓ ｉ ｎ ５ ｓ ｉ ｎ ７ 寺ｓ ｉ ｎ １ ｌ 甜
行 金 属 熔炼 ． 其 谐 波 污染 问题 仍 不 能忽 视 现 阶 段对
于 中频 炉谐 波 的 治理 方法 主要有 ２种方 法 ： 一 种 是 补
中频 炉是 一 种快 速 稳 定 的金属 加 热 装置 ． 其核 心
设 备 是 中 频 电 源
中 频 炉 的 电 源 通 常 采 用
２ ２ ０ Ｖ。 根据 所建 仿 真模 型 ． 得 到 中频 炉 的输 人谐 波 特
无功补偿及滤波装置在供电系统的应用
无功补偿及滤波装置在供电系统的应用无功补偿是节约电能最直接、最有效的技术措施之一。
无功补偿及滤波装置在供电系统的推广应用，势必在供电企业的资源利用、节能降损、提高经济效益等方面，起到显著的实际作用。
如何科学规划无功电能、合理选择无功设备，使电网安全、高效、经济地运行，已成为当前供电企业的一个重要研究课题。
标签：无功补偿，滤波装置，供电系统电力系统中的无功功率主要用于电路内电场与磁场，并用来在电气设备中建立和维持磁场，完成电磁能量的相互转换，不对外做功，为系统提供电压支撑。
无功功率不是无用之功，它能为能量的交换、输送、转换创造必要的条件。
无功功率在电气技术领域是个必不可少的重要物理量，变化的磁场产生变化的电场，变化的电场产生变化的磁场，这正是无功功率交换的规律。
因此有磁场空间和电场空间才能存在无功功率产生的空间。
公用电网谐波是电能质量的一项重要指标，它反映了电力系统中谐波污染的程度，直接影响到电网和用户电气设备的正常安全运行。
接入电网的各种整流设备和其他谐波源设备所产生的谐波电流注入电网，是使供电电压正弦波形产生畸变、电能质量下降的主要原因。
在公用电网和企业电网中，无功电流是不希望出现的现象。
无功电流会加重发电机、输电线路和变压器的负荷，产生损耗，影响输配电系统的经济性。
所有接于单相和三相交流电网，并按电磁感应原理工作的电器设备在建立磁场时需要磁化电流。
磁化电流（也称为无功电流）滞后电网电压约90°，不参与能量转换。
一、电网中不含谐波情况下的无功补偿1、单独补偿单独补偿主要用于长时间运行的大功率负载，补偿电容器直接和负载并联，与负载同时投入或切除，使用电设备的到无功就地平衡，从而提高电能质量。
2、集中补偿集中补偿主要是在变压器高低压侧进行补偿，用于减少甚至抵消上级电网向本级电网的无功传输。
集中补偿也可用于高压电网（6或10kv），其优点是覆盖范围大，可以保证整个系统的功率因数值。
二、电网中含有谐波情况下的无功补偿1、对有整流器负荷的补偿当电网接有谐波源负载（例如整流器等）时，不能将补偿电容器直接接于电网，因为电容器与电网阻抗形成并联谐振回路，在n次谐波频率下电网具有谐振，并联阻抗XP大大升高，由谐波源发出的n次谐波电流流入谐振回路后，会产生很高的谐波电压，谐波电压叠加在基波电压上，导致電压波形发生畸变。
滤波器在电力电容器电抗器电阻器组中的应用
滤波器在电力电容器电抗器电阻器组中的应用电力系统中，电容器、电抗器和电阻器是常用的电力设备，用于改善电力系统的功率因数、稳定电压等方面。
而滤波器则在这些设备组合中起到重要的作用。
本文将探讨滤波器在电力电容器、电抗器和电阻器组中的应用。
一、电力电容器电力电容器用于提高功率因数，改善电力系统的能效。
然而，电容器在电力系统中引入了谐波和脉动电流等问题。
这就需要通过滤波器来消除这些干扰。
滤波器通常采用高频电感和电容组成的结构，通过选择合适的参数来滤除不需要的谐波成分。
二、电力电抗器电力电抗器主要用于补偿电力系统中的无功功率，提高电力系统的稳定性。
由于电力电抗器在系统中产生寄生谐振，这会影响系统的稳态和暂态响应。
为解决这一问题，滤波器被引入，用于抑制谐振现象。
滤波器可以根据谐振频率选择适当的参数，以减小对电力系统的影响。
三、电力电阻器电力电阻器通常用于限制电流、消散热量等方面的应用。
然而，电力电阻器也会产生电流脉动和谐波等问题。
滤波器在电力电阻器的组合中起到了重要的作用，通过选择合适的滤波器参数，可以减小电流脉动和谐波对电力系统的影响。
综上所述，滤波器在电力电容器、电抗器和电阻器组中的应用不可忽视。
通过合理选择滤波器的参数，可以消除谐波、抑制谐振现象，并减小电流脉动和谐波对电力系统的影响。
滤波器的应用使得电力系统更加稳定、可靠，提高了电力系统的性能和能效。
总之，滤波器在电力电容器电抗器电阻器组中的应用起到了重要的作用，改善了电力系统的功率因数、稳定电压和限制电流等方面的性能。
通过适当的滤波器选择和参数调整，可以进一步提升电力系统的效率和稳定性。
中频炉无功补偿兼谐波治理技术方案
∙中频炉无功补偿兼谐波治理技术方案∙发布时间:2009-5-11 8:50:33 来源：佛山市顺德区光达电气科技有限公司文字【大中小】∙一．情况简介1．广州柴油机厂待补偿系统有1000kVA发电机一台，100kVA发电机一台、800kVA 变压器一台、300kVA变压器一台，额定电压为400V，工频。
负荷为800kVA的中频保温炉和750kW的中频熔炼炉。
2．中频炉为6脉冲整流逆变，谐波电流占基波电流的30％左右，谐波含量较大。
3．鉴于此中频炉供电系统的特殊性，其产生的谐波电流会对整个发电系统造成严重的影响，整个系统存在严重的事故隐患。
高次谐波造成发电机，电缆异常发热，影响电枢平衡，引起异常振动，加重噪名。
高次谐波会严重影响整个系统的使用寿命。
4．对此中频炉进行无功补偿可以提高负荷侧的功率因数，减少整个系统的有功损耗。
无功补偿可以降低变压器和发电机的实际出力，可有效提高变压器的利用率。
二．设计依据1．补偿方式根据实际记录数据分析，补偿装置拟采用低压动态无功补偿兼滤波装置(TSF)，该装置采用晶闸管过零投切方式，不仅能快速对无功功率进行动态补偿，而且还具有一定的滤波功能。
为保证设备的安全运行和起到应有的效果，TSF装备采取串联7％的电抗器，以抑制5次谐波电流为主，兼顾对7次谐波电流的治理。
同时保证不对其他谐波产生放大作用。
此套补偿设备能够在800kVA变压器和1000kVA发电机之间进行切换，也就是说此套设备即可以白天供变压器使用，也可以在晚上供发电机使用。
2．补偿容量根据记录的数据和我们的工程实践经验，TSF装置安装容量定为：800 kvar。
三、技术方案1．设备选型设备名称：低压动态无功补偿兼滤波装置(TSF)设备型号：TSF一800／0．4 1套安装容量：160kvar；320kvar；480kvar；640kvar：800kvar。
四．一次设计2．一次系统图五、产品说明1．使用条件安装地点：户内环境温度：-15℃～40℃环境湿度：20℃时最大相对湿度不超过90％，40℃时最大相对湿度不超过50％。
中频炉无源谐波滤波兼无功补偿技术方案
中频炉无源谐波滤波兼无功补偿技术方案设计无源谐波滤波兼无功补偿装置北京京仪椿树电能质量事业部领步（北京）电能质量设备有限公司项目主管：陈兴龙审核：马建立编写：邹佳王文林1、系统概述某金属材料有限公司配电系统如上图所示：一条10KV高压进线供电一台容量800KVA变压器，变电电压等级为10KV/0.4KV，该主变负载容量为400KVA0.5吨中频炉三台和容量小于100KVA电阻炉三台以及其他配套电机等负载，并配置有容量2×240Kvar的电容补偿柜两面，由于中频炉是典型的谐波源，运行时会产生大量谐波流入其所在配电系统，导致谐波电流、谐滤电压畸变率严重超标，不仅直接干扰危害配备的两面电容补偿柜的投运，导致月平均功率因数达不到0.9的考核标准，每月被供电部门加征七千元左右的力调费，还影响变压器的出力，不能满足三台中频炉同时运行的需要，为此某金属材料有限公司委托专注谐波治理12年的领步（北京）电能质量设备有限公司进行谐波治理方案设计并组织实施。
受某金属材料有限公司的邀约，领步（北京）电能质量设备有限公司派技术工程师前去进行电能质量测试并受委托依据测试概括设计谐波治理方案，方案中所规定的电源规格及配置构成、技术参数、接口等指标，可作为设备设计、制造、验收、交货和质量保证的依据。
2、测试与设计依据标准设计标准如下：GB/T2900.1-2008电工术语基本术语GB/T2900.17-1994电工术语电气继电器(IEC6005(IEV446)-1977,EQV）GB/T2900.32-1994电工术语电力半导体器件GB/T2900.33-2004电工术语电力电子技术（IEC60050-551：1998，IDT）GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变GB/T14549电能质量公用电网谐波GB/T15543-2008电能质量三相电压不平衡GB/T15576-2008低压成套无功功率补偿装置GB/T15945-2008电能质量电力系统频率偏差GB/T18481电能质量暂时过电压和瞬态过电压GB/T3797-2005电气控制设备GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）（IEC60529-2001,IDT）GB/T7261-2008继电保护和安全自动装置基本试验方法GB16836-2003量度继电器和保护装置安全设计的一般要求DL/T478-2001静态继电保护及安全自动装置通用技术条件JB/T5777.2-2002电力系统二次电路用控制及继电保护屏（柜、台）通用技术条件JB/T7828-1995继电器及其装置包装贮运技术条件JB/T9568-2000电力系统继电器、保护及自动装置通用技术条件DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T672-1999变电所电压无功调节控制装置订货技术条件GB7251.1-2005低压成套开关设备和控制设备第1部分：型式试验和部分型式试验GB311.1-1997高压输配电设备的绝缘配合注：所有标准规范执行最新版本3、配电系统测试3.1测试单位某金属材料有限公司3.2谐波的基本定义及基础知识3.2.1领域内关键词语的基本概念★谐波：（harmonic）对周期性交流信号量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1的整数倍的分量。
10KV中频炉供电系统动态无功综合补偿滤波装置
容量
补偿前功率因数 补偿后功率因数 补偿容量 Kvar
备注
1
2T 中频炉
1500KVA
0.8
0.95
500
2
2T 中频炉
1500KVA
0.8
0.95
500
3
5T 中频炉
3000kVA
0.8
0.95
1000
4
合计补偿容量
2000
3.2 系统谐波总电流及滤波装置容量确定 3.2.1 滤波容量确定。 对于整流装置而言，产生的谐 波 电 流 次 数 为 ：n=kp±1 式 中 ：n－谐 波 次 数 k－正整数，取 1、2、3、4… p－脉动数（6 脉动、12 脉动）
中频炉 12 脉动整流装置运行时除了产生 11、13…次 特征谐波电流，还会产生 5、7…次非特征谐波 。 滤波支路 设 计 11、13 次 二 组 滤 波 通 道 ， 11 次 做 成 单 调 谐 滤 波 通
一是机 械式 分组投 切电 容器 （MSC）普 遍 采 用 真 空 接 触器投切，投切瞬间开关会产生电弧，电容器回路的通断 过程中产生操作过电压和冲击电流， 触头易产生电弧重 燃，对电容和系统的安全运行产生较大影响。同时，这种方 式也无法对系统变化快速跟踪补偿，无法满足负荷频繁启 停的补偿要求，无法满足频炉供电系统末端对无功补偿的 要求，同时，接入系统的电容器组易于系统产生谐振，也不 利于其在频炉供电系统的使用。
﹙对 于 6 脉 动 整 流 器 特 征 谐 波 为 5、7、11、13…﹚对 于 12 脉 动 整 流 器 特 征 谐 波 为 11、13、23、25… ，5、7、11、13… 次谐波是非特征谐波。 特征谐波电流值大小为：In=I1/n。 非 特征谐波电流值大小取决于控制角、 负荷及系统阻抗，取 In=（0.1～0.2）I1/n。
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中频炉谐波分析
滤波补偿装置在中频炉的应用
用户情况介绍
山东某铸造公司主要设备为中频电炉，中频电炉属于典型谐波源，产生大量谐波，造成补偿电容器无法正常投入运行，功率因数达不到供电要求的0.9以上，每月产生无功罚款1.2万元左右，变压器温度在夏季达75度，造成电能浪费，寿命缩短。
一、中频电炉概述
中频电炉铸造车间以0.66kV电压供电，其主要负荷为6脉动整流中频炉，整流设备在工作中在把交流变为直流的同时产生大量的谐波，属典型谐波源；谐波电流注入电网，在电网阻抗上产生谐波电压，引起电网电压电流畸变，影响供电质量及运行安全，使线路损耗及电压偏移增加，对电网和工厂本身电气设备均会产生不良的影响。
1、中频原理
三相桥式全波整流电路将工频50HZ整流成脉动的直流电，可以调节的直流电压Ud,来调节负载电流。
LD为滤波电抗，是把工频和中频网络隔开，并把直流电流滤成平化的波形。
逆变电路是8只晶闸管组成单相桥式逆变电路，它将直流电流逆变为交流中频电流，并将它送入负载。
负载电路是炉圈与电热电容组成并联谐振。
逆变电路的输出频率受负载电路振荡频率控制，工作在略高于负载振荡频率。
并联变频电路对负载的适应能力特别强，是当前应用最广泛的一种电路，主要是用作中频熔炼和透热的电源。
特征谐波分析
1）中频炉的整流装置为6脉动可控整流；
2）整流装置所产生的谐波为6K+1次奇次谐波，采用傅立叶级数对电流进行分解变换，可知电流波形含有6K±1次高次谐波，根据对中频炉的测试数据，其谐波电流含有量见下表：
6脉动桥式换流器谐波电流含有量：（In/I1）
4、供电系统图：
根据企业实际情况，我公司针对中频炉谐波治理设计了整套滤波方案，综合考虑负荷功率因数、谐波吸收需要和背景谐波，在企业变压器2500KVA 0.66KV低压侧安装一套谐波滤波装置对谐波进行治理。
滤波装置谐波电流的设计满足国标GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》的管理规定。
l 在0.66KV系统运行方式下，滤波设备投运后，滤波器吸收点处某次谐波的幅值及含有量都有大幅度下降，功率因数0.95以上。
l 不因为投入滤波装置而引起某次谐波的谐振或谐振过电压、过电流。
2、方案确定
由于中频炉在工作过程中谐波较大，如5次谐波达到了基波电流的
21.5%，对电网、设备本身和其它用户都造成了不同程度的影响。
另
外，考虑设备的功率因数特点，在设计时要做到谐波消除补偿无功提高功率因数等。
针对设备的特性本方案采用滤波兼无功补偿的方式，它的主要作用：改善供电系统的稳定性；抑制谐波电流以减少谐波造成的危害。
中频炉工作过程可分为初加热过程和正常工作过程，初加热过程持续时间短，但高次谐波比较丰富，设计时要考虑各滤波支路不会对高次谐波放大，而在整个过程中正常工作占大部分时间，其中正常工作过程时电流大，谐波含量大。
从测试数据看主要谐波成分是5次、7次、11次、13次其中以5次谐波为最大，电压畸变严重。
综上因素考虑滤波装置设计5次、7次、11次三条LC滤波支路，吸收5、
7、11次及以上次数的谐波。
方案采用仿真法对各回路投入时是否
产生非特征频率的谐振进行分析，并最终确定回路的参数。
3、技术特点
l 针对用户系统谐波无功专门设计制造，消除特性谐波补偿无功功率，滤波效果明显。
l 对于5、7、11次谐波电流吸收率达到75%以上，谐波满足GB/T14549-93要求。
l 根据谐波源的特性设定滤波器的投切方式和控制策略。
l 检测系统情况，按照负荷的无功电流、谐波电流进行实现跟踪。
使受电功率因数提高到0.95以上，降低配电网的线损、增加配电变压器的承载效率。
l 补偿过程中电网电压波动满足国家标准GB/12326-90要求，即：满负荷到轻负荷补偿变化引起的一次侧电压波动≤2.5%。
l 装置保护措施：过电压保护、过电流保护、欠电压保护、接地保护、
过热保护。
l 系统不产生无线电（射频）电磁干扰。
l 运行方式：全自动，连续工作。
l 供电系统及滤波原理图：
五、治理效果
滤波补偿前（电流）滤波补偿后（电流）
滤波补偿前（电压）滤波补偿后（电压）
滤波补偿前（电压）滤波补偿后（电压）
滤波补偿前（电流）滤波补偿后（电流）
六、结论
1、滤波补偿装置投入运行，自动跟踪中频炉的各种负载设备变化，使各次谐
波得到有效滤除。
2、未治理前电压总畸变率(THD)严重超出国标5%的限值要求。
经治理, 电压总畸变率(THD)从原来的15.6%,降止3.4%,各次谐波都符合国标GB/T 14549-93《电能质量公用电网谐波》标准要求。
3、经治理谐波电流都得到有效改善，未投入5、7、11次的谐波电流都严重超标，投入后超标的各次谐波电流吸收率都大于80%以上，符合设备设计要求。
如5次谐波电流从356A,降止35A左右; 7次谐波电流从182A,降止30A左右，11次谐波电流从119A,降止18A左右，注入公共点的各次谐波电流均符合国标GB/T 14549-93《电能质量公用电网谐波》要求。
4、滤波装置投入后系统的功率因数得到大幅提高，供电系统0.66KV侧从原来的0.87左右提到0.95以上,有功功率、视在功率、无功功率都得到节省，有效降低用电设备和供电线路的损耗。
5、谐波治理后变压器温度由原来的75度降低到50度，节省了大量电能，变压器使用寿命延长。
6、通过治后有效改善了中频炉的供电电能质量，提高了中频电源的利用率，有利于系统长期安全经济运行带来经济效益的提升。