汇东炼钢厂中频炉谐波分析与抑制
浅析中频炉谐波影响及治理
科技论坛浅析中频炉谐波影响及治理潘卫国（江苏省大丰市供电公司，江苏大丰224100）在当前的电力网中，随着工业生产水平和人民生活水平的提高，非线性用电设备在电网中大量投运，造成了电网谐波分量所占比重越来越高。
它不仅增加电网的供电损耗、影响设备绝缘，而且造成了保护装置的误动与拒动，直接威胁电网的安全运行。
1谐波产生的原因谐波的产生主要是来自非线性电气设备的使用：1.1具有铁磁饱和特性的铁芯设备，如：变压器、电抗器等；1.2以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼纲电弧炉、中频炉等；1.3以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备（整流器、逆变器、变频器）、变频调速和调压装置、大容量的电力晶闸管可控开关设备等，它们大量的用于化工、电气铁道、冶金、矿山等工矿企业以及各式各样的家用电器中。
以上这些非线性电气设备由于负荷具有其电流不随着电压同步变化的非线性特性，使得流过负荷的电流呈非正弦波形，它由基波及其整数倍的谐波组成。
产生的谐波使电网电压严重失真。
如江苏都洪铸造公司，采用35kV 线路供电，主要用电设备是中频炉。
供电公司就该企业对公用电网电能质量的影响进行了监测，监测结论为：该企业6脉冲中频炉产生的5、7次谐波电流导致35kV 母线的电压畸变率超出国标允许值。
（具体见下表数据）负荷产生的谐波电流表从上表可看出，该客户用电设备产生的5、7、11、13次谐波电流分别为允许值的3.21、1.4、1.23、1.16倍。
尤其是五次谐波分量已经严重超标。
2谐波的危害谐波对电力系统有着较为广泛的多方面危害，主要表现为能耗增加、导体发热、以及对保护装置及计量仪器准确性等影响。
2.1谐波对变压器的影响当较高频率的电流注入变压器时，将产生趋肤效应和邻近效应，在绕组中引起附加损耗，与变压器铁芯有关的铁损亦有增加。
变压器将产生过热现象。
谐波电压还会使变压器激磁电流增大，效率降低，功率因数值下降。
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。
钢铁企业电网谐波治理研究
钢铁企业电网谐波治理研究摘要：在电网中，非在电线性、不平衡用电特性的负荷的产生会引发谐波问题。
尤其在现阶段电力电子技术发展迅速，该类用电负荷不断增多，谐波污染问题也越发严重，不仅降低了供电质量，更影响了用户的用电安全，因此在现阶段需要加强对谐波污染治理方法的研究分析。
因此文章先对钢铁企业电网中谐波产生的影响因素以及谐波的危害进行了分析总结，然后进一步探讨了治理斜坡的相关措施和策略，其中有源电力滤波器作为最为有效的方法之一，能够有效抵消负载的无功及低次谐波成分，进而起到谐波治理的目的，在现阶段得到了广泛应用。
关键词：钢铁企业；有源滤波器；治理措施引言在钢铁企业企业日常生产中，中频炉、电弧炉等在运行中都会产生谐波，并且会电网系统造成严重污染，影响钢铁企业内部电网质量和供电的可靠性。
如果谐波危害没有得到有效治理，极易引发质量问题和安全事故。
因此在当下钢铁企业生产管理中需要重视对谐波污染治理方面的研究，明确谐波的来源、危害，并结合钢铁企业实际情况制定和选择合理的抑制方法，将谐波影响降至最低，确保钢铁企业生产的稳定安全。
一、产生谐波的影响因素1、出现电弧的设备。
炼钢厂的精炼炉、交流弧焊机等设备在运行过程中，会产生高次谐波。
2、扎钢生产中所应用到的各类传动设备，例如变频器、逆变器等等，由于其属于非线性电气设备，传动装置主要由部分截起电源正弦波来进行控制，因此其电流波不属于标准正弦波，而是融入了高次谐波，这就会导致自谐波的产生。
3变压器、电抗器等设备，由于具备铁磁饱和性，因此在运行中也会出现谐波。
非线性设备在运行中所出现的谐波具体包括稳定性和变化性谐波两类。
前者的斜坡服务度并不会因为时间而出现改变，主要受设备的恒定负载影响，比如显示设备、仪表等等；而后者则会因为时间而出现改变，多出现在激光打印机、微波炉的设备之中。
二、产生谐波的危害斜坡的存在会导致电网电压失真，同时还会额外增加电能损耗。
谐波电流在进入到电网后，电网阻抗会因此而出现谐波压降，并与电网基波进行叠加，最终引起电压畸变，降低供电质量。
冶炼企业使用中频炉的危害性及其谐波治理方法浅析
目前治理谐 波的方法 主要有两种 ，即有源滤波和无源滤
波， 其 中无源滤波主要通过增加无源滤波设备 ， 使 谐波流入无
２ 谐 波 知 识
２ ． １ 谐 波 的定 义
源滤波设备 而不 注入 电网 ，另外有 源滤 波就 是采 用有源滤波
设备， 产 生和现存谐 波相反 的谐 波 ， 使 之互相抵 消 ， 本 文介绍 的内容 为无缘滤波的方法。
ｆ ｈ ＝ （ ｐ ｍ ±１ ） ｆ ． （ １ ）
各次谐波有效值为 Ｉ ＝ Ｉ
ｆ ｌ
（ ２ ）
测量完毕后利用仪器的后台分析功能 ，对定时测量的存 盘数据文件作统计分析 ，得到各次谐 波的 ９ ５ ％概率值 、最大 值、 最小值和平均值 ， 并 以最大相的 ９ ５ ％概率值作为最终测量 结果 ， 与国标 的限值或允许值 比较来确定谐波 电流是否超标 。 ３ ． １ ． ５ 分析特征谐波 中频炉 的工作过 程可分为初加热过 程和正 常工 作过程 ，
３ ． １ ． ４ 数 据处 理 方 法
中， 不仅需 要进行理论计算 ， 还需 对 中频炉进行 测试 ， 以最终 确定治理方案。
３ ． １ ． １ 谐 波 电流 理 论 计算
目前使用 的中频炉一般为全控 桥整 流方 式 ，对于全控可
控硅整流器产生 的特征谐波电流的谐波次数一般含有 ：
益 增多的态势 ， 使变电和用 电设备的效率降低 ， 加速 电气设 备
绝 缘老化 ， 造成 设备绝缘击穿 ， 严重地威 胁着 钦州市 电网的安 全稳定运行 ，因此谐波治理 已成为钦 州供电局及其相关技 术 人员迫切需 要解决 的重要课题之一 。
振等设备 的工作性能 ， 造成噪声干扰和图像紊乱。
变频器谐波产生的原因与抑制措施 解铁生
变频器谐波产生的原因与抑制措施解铁生发表时间：2017-11-20T10:02:33.710Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：解铁生[导读] 摘要：当前电力电子技术水平的提升以及大量的应用，变频器具有调速性能较强、节能效果显著以及妥全性能较高的特点，因此在工业生产得到了越来越广泛的运用。
（大唐长春第三热电厂吉林省长春市 130000）摘要：当前电力电子技术水平的提升以及大量的应用，变频器具有调速性能较强、节能效果显著以及妥全性能较高的特点，因此在工业生产得到了越来越广泛的运用。
变频器谐波的产生对于系统造成很大的危害，必须采取合理的措施进行抑制，以确保设备系统的正常运行。
关键词：变频器；谐波；危害；抑制随着电力电子技术的快速发展，采用变频器驱动的电动机系统，因其节能效果显著、调速范围广、稳定可靠、维护简单，而在工业中得到广泛应用，在人们享受它便捷的同时，变频调速技术对电机与电网带来的不利影响，如损耗增加、效率降低、转矩脉动、振动和噪声增加、谐波干扰、电机温度升高、临界转速低、电机过电压等问题受到越来越多的技术人员的关注。
炼钢厂大量使用变频器，抑制谐波，减少危害，成为正常生产的必要前提。
一、谐波产生的原因及其危害1.谐波产生的原因。
变频器由结构上看可分为：直接变频和间接变频两大类，无论是哪一种变频器，都大量使用了晶闸管等非线性电子元件，不管采用哪种整流方式，变频器从电网中吸收能量的方式均不是连续的正弦波，而是以脉动的断续方式向电网索取电流，这种脉动电流和电网的阻抗共同形成脉动电压降加在电网的电压上，使电压发生畸变，当电流流经负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。
根据傅立叶级数分析可知，这种非周期正弦波电流是由频率相同的基波和频率为基波倍数的谐波组成的正弦波分量。
因此谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
2.谐波带来的危害。
变频器谐波的危害主要表现在以下几个方面：（1）谐波使电网中的电器元件产生附加的谐波损耗，增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热，降低了输电及用电设备的效率。
中频炉工作原理及谐波治理
中频炉工作原理及谐波治理中频炉作为一种重要的工业加热设备，在金属加热、熔炼等领域得到广泛应用。
然而，中频炉在工作过程中往往会产生一些谐波问题，这些谐波不仅会影响设备的正常运行，还会对周围环境和电网造成一定的干扰。
因此，对中频炉的工作原理及谐波治理进行深入研究和分析，对于保障设备正常运转和减少谐波对环境的影响具有重要意义。
一、中频炉的工作原理中频炉是利用电磁感应原理将电能转化为热能的设备。
其主要由功率电源、电磁感应线圈和感应盘（或电极）组成。
工作时，中频电源将低频电能变压升高至工作频率，然后输送给电磁线圈产生强磁场，将感应盘（或电极）中的金属材料加热至高温状态。
中频炉的工作过程可以分为三个阶段：预热阶段、加热阶段和保温阶段。
预热阶段是为了将感应盘（或电极）和炉料预先加热至一定温度，以提高工作效率和保护设备。
加热阶段是中频炉的正常工作状态，此时将大电流通过电磁线圈产生的高频磁场中，产生导体感应电流，并通过其自身 Joule 热效应加热材料。
保温阶段是为了保持炉料温度，防止温度过快下降。
二、中频炉谐波的产生和影响在中频炉的工作过程中，由于炉料的电导率和磁导率等因素，会产生大量的谐波。
这些谐波主要包括第三次谐波、第五次谐波和第七次谐波等高次谐波。
这些谐波除了对电源和电网造成一定的干扰外，还会对电磁线圈等设备产生巨大的热负荷，降低设备的工作效率和寿命。
谐波的影响主要体现在以下几个方面：1. 热损耗增加：谐波会使感应盘（或电极）及其周围环境发生谐振，导致电磁线圈周围的材料加热，造成热能损失的增加。
2. 功率因数下降：谐波会导致功率因数的下降，增加电能损耗，降低设备的能效。
3. 电网污染：中频炉产生的谐波会通过电网传播，对电网造成谐波污染，影响电网的正常运行。
三、中频炉谐波治理方法。
中频炉谐波治理介绍
石家庄波宏科技有限公司
1
某钢厂中频炉谐波治理介绍
石家庄开发区波宏科技有限公
摘 要：炼钢用中频电炉产生大量的谐波，导致电能质量下降，增加设备损耗。同时功率因数较低。本文通过 对某钢厂中频电炉进行谐波测量和分析，采取治理措施，取得了预期的结果。 关键词：中频电炉；谐波治理；无功补偿； 1. 供电系统概况
的电费单数据：
2#变压器
实际力率
缴纳的调整电费
5 月，投入滤波前 0.65
24904.34 元
6 月，投入滤波后 0.94
-968.19 元(即奖励电费)
注：由于测量期间中频炉设备属间歇运行，正常运行后实际力率应大于 0.95。
由于滤波设备提升了系统电压，每炉的生产周期由原来的 60 分钟降为 50 分钟，有功电量
某钢厂中频炉谐波治理介绍
石家庄波宏科技有限公司
2
n=kP±1
式中 P－变流器脉动数；
K－正整数，K=1、2、3、…
按上式计算，中频炉的特征谐波为 5、7、11、13 次谐波，由于存在非对称触发等原因，可能会产生其
它次数的非特征谐波，但是主要以特征次谐波为主。
3. 谐波测量结果
测量点选在 2#变压器的 10kV 进线侧，由测量结果可知，2#变压器的自然功率因数为 0.72，电压总畸变
Qc=1440kvar
Qc=1440kvar
图 1 供电系统图
2. 中频炉的谐波特性
中频电炉是将工频 50Hz 交流电进行整流，然后再逆变为中频 300Hz～10kHz 电源，利用电磁感应原理进
行加热。
中频炉属交一直一交供电，整流部分一般采用三相桥式电路，直流回路的脉动数为 6，
钢厂中频炉谐波污染的治理
１ 中频 电炉钢厂 的分布现状
新沂地 区电网 目前 ２ ０ Ｖ变 电站 １ ，ｌ０ Ｖ 变 ２ｋ 座 ｌｋ 电站 ６ ，３ ｋ 座 ５ Ｖ变电站 １ ３座 ，分布在各乡镇 。
可控硅 中频 电源 主要分 为主 电路 和控制 电路 两部 分 ，详细说明如下 ： （ ） 电路包括整流电路 、逆变电路和负载谐振电 １主
维普资讯
热 工技 术
影响电能表计量 ，使 线损 明显增加 ；负序谐 波含量 过 高会使 电机产生反 向旋转磁 场 ，使 线圈过热烧毁 ；高 次谐波会产生 电磁场 ，使变压 器、配 电盘产生机械谐 振 ，发出噪声 ；使继 电保 护和 自动装 置误动作 ；干 扰 通迅设备正常工作。
入手 ，结合输 变 电工作的 实际经验 ，提 出防治电 网谐 波 污染的体 系结构 、 系统功 能网等现场 实际情 况 ，在 计算 、研 究 、分析 的基础上 ，查找现 状存在 的 问题 ，
论 证 防 治 电 网谐 波 污 染 的 可 行 性 ，提 出切 实 可行 的 方 案 。
较高 ， 总谐波含量影 响最 大 ，３次 以及 ３ ２ 一１ 次 对 （ ）
谐波含量较低 。ｌ 次 、１ 次 、１ １ ３ ７次、１ ９次谐波含 量
在：使 配电网线损 明显增加 ，变电站 的站用变 等设备
烧毁 ，用 户 电度 表 烧 毁 ，变 电站 站 用 电 电源频 繁 动
较 ３ ２ 一１次谐波含量高 ，对谐波总含量也有一定影 （ ） 响 ，不容忽视 。由此看来 ，中频 电炉设备 接人 电网运 ． 行 ，电网给用 户提供 的是标准的 ５ Ｈｚ ０ 正弦波 电压 ，但 是用户设备产 生 了高 次谐波 电流反送 注入电 网和其 他 用户设备 ，使 系统电压波形畸变 。
中频炉谐波治理方案
本文从中频炉谐波治理的目标、措施、法律法规与行业标准等方面，制定了一份详细的中频炉谐波治理方案。实施本方案，将有助于提高中频炉设备的运行效率，降低能耗，保障电力系统的稳定运行，为我国工业的可持续发展贡献力量。
（2）治理方案应包括以下内容：
1）谐波滤波器安装位置及数量；
2）谐波滤波器参数设置；
3）电气连接优化措施；
4）治理效果评估方法。
（3）按照治理方案，组织施工人员进行实施。
4.治理效果评估与优化
（1）在谐波治理方案实施后，定期对治理效果进行评估。
（2）根据评估结果，对治理方案进行优化调整。
（3）确保谐波治理效果达到预期目标。
2）谐波滤波器参数设置；
3）电气连接优化措施；
4）治理效果评估方法。
（3）组织专业人员按照治理方案进行施工。
4.治理效果评估与优化
（1）定期对谐波治理效果进行评估。
（2）根据评估结果，对治理方案进行调整和优化。
（3）确保谐波治理效果达到预期目标。
四、法律法规与行业标准
1.严格遵守《中华人民共和国电力法》、《电力系统电压和无功电力管理暂行条例》等相关法律法规。
2.按照《电能质量公用电网谐波》（GB/T 14549-1993）行业标准进行谐波治理。
3.遵循国家关于节能、环保等方面的政策要求。
五、治理方案具体内容
1.谐波滤波器选型与安装
（1）根据中频炉谐波特性，选用有源滤波器或无源滤波器。
（2）滤波器参数设置：根据实际需求，设置滤波器谐振频率、滤波器容量等参数。
四、法律法规与标准要求
1.严格遵守《中华人民共和国电力法》、《电力系统电压和无功电力管理暂行条例》等相关法律法规。
2.按照国家标准《电能质量公用电网谐波》（GB/T 14549-1993）进行谐波治理。
中频炉谐波分析及治理措施研究_楚红波
中频炉谐波分析及治理措施研究_楚红波2012年12⽉Vol.35No.6⼴西电⼒GUANGXI ELECTRIC POWER中频炉谐波分析及治理措施研究Harmonic Analysis and Suppression of Intermediate FrequencyInduction Furnace楚红波，刘路，宁⽂辉，卢景⽂，刘蔚CHU Hong-bo ，LIU Lu ，NING Wen-hui ，LU Jing-wen ，LIU Wei（⼴西电⽹公司电⼒科学研究院，南宁530023）（Guangxi Power Grid Electric Power Research Institute ，Nanning 530023，China ）摘要：针对某铸造⼚中频炉配套滤波器谐波放⼤问题进⾏分析、研究，设计了新的滤波器⽅案。
新⽅案经过仿真计算及实际应⽤，证明能解决原有谐波放⼤问题，并有效降低了其他各次谐波，对其他类似⽤户谐波治理的⽅案设计有参考价值。
关键词：谐波；滤波器；中频炉Abstract ：The filter harmonic amplification problem of the intermediate frequency induction furnace in a certain foundry plant was analyzed and studied ，and a new filter scheme was designed.By the simulation and actual application ，the new scheme has been proved to be able to solve the harmonic problem ，and to suppress effectively other harmonics ，which has reference value for the scheme design of similar harmonic suppression.Key words:harmonic ，filter ，intermediate frequency induction furnace 中图分类号：TK714.3⽂献标志码：A⽂章编号：1671-8380（2012）06-0022-04收稿⽇期：2012-09-10；修回⽇期：2012-11-29⼴西某公司铸造中⼼现有3台额定功率为8000kW 的24脉中频炉，由110kV 铸造变电站提供电源，投运以来注⼊电⽹的23、25次谐波电流严重超标，针对此问题，为每台中频炉配置了滤波器[1]。
变频器谐波产生原因与抑制方法的分析
变频器谐波产生原因与抑制方法的分析变频器（VFD）是一种用于控制电动机转速的装置，通过调整电源频率和电压来改变电机运行速度。
然而，变频器在使用过程中常常会产生谐波，导致电网负载不稳定，影响其他电气设备的正常运行。
本文将分析变频器谐波产生的原因，并介绍一些抑制谐波的方法。
1.变频器本身结构特点：变频器通过高频开关器件（如IGBT、MOSFET等）将直流电源转化为交流电源，在电流开关过程中会产生高频脉冲，这些脉冲会引起电压和电流的谐波。
2.非线性负载：变频器供电的电机通常是非线性负载，即电流与电压不成正比。
非线性负载会引起电流谐波的产生，进而导致电压谐波扩大。
3.电源系统结构：由于电源系统结构及其参数的限制，电源系统的阻抗不匹配可能导致变频器谐波产生。
例如，电容器、滤波器等元件的阻抗变化会引起电源谐波问题。
4.电源负载波动：当电源系统中的其他负载发生波动时，变频器的谐波也会受到影响。
电源负载波动会引起电压波动，进而导致变频器谐波的产生。
针对变频器谐波问题，可以采取以下几种抑制方法：1.安装滤波器：滤波器是一种能够滤除谐波信号的装置，通过调整滤波器的参数（如电容、电感等），可以有效地消除变频器产生的谐波。
2.采用三级变频器：三级变频器是一种设计更为复杂的变频器，通过增加线性输入级、非线性级和滤波级的结构，可以大大减小谐波的产生。
3.提高电压/电流质量监测和控制：通过使用高效的电源和电流控制技术，可以减小电压和电流的波动，从而减小谐波的产生。
4.加强电网监测和保护：定期检查电网的参数，确保电源系统的稳定运行，减小电压波动，从根本上减少变频器谐波产生。
5.优化变频器设计：改进变频器的硬件和软件设计，减小开关脉冲和非线性负载对谐波产生的影响。
总之，变频器谐波的产生主要是由于变频器本身结构特点、非线性负载、电源系统结构和电源负载波动等原因导致的。
为了抑制变频器谐波，可以采取安装滤波器、采用三级变频器、提高电压/电流质量监测和控制、加强电网监测和保护、优化变频器设计等方法。
中频炉谐波分析与治理
中频炉谐波分析与治理摘要：文章对中频炉谐波产生原理及谐波特点进行分析，并对珠海凌达压缩机有限公司铸造车间中频炉谐波进行测量提出治理方案，以减少谐波对电网的影响，提高电网质量。
关键词：谐波；中频炉中频炉是将工频交流电整流成直流后转变为中频交流电的电源装置，一般频率可达300～1 000 Hz。
中频电流通过电容和感应线圈在线圈中形成高密度磁力线，切割线圈中的金属材料并产生涡流使金属材料熔化。
中频炉工作时产生的谐波会增加变压器和电网损耗，对继电保护及计量设施产生干扰，谐波还会使无功补偿电容器回路被放大。
本文通过对中频炉整流电路进行分析，对珠海凌达压缩机有限公司的中频炉谐波进行测量，并通过分析及测量对谐波提出治理方案，以达到提高电网质量的目的。
1 谐波简析从严格意义上说谐波是指电流中所含有的频率为基波整数倍的电量，我们正常使用的电网电压波形可看作是正弦波，其电压可表示为：式中，u为电压有效值，α为相角，ω为频率。
当一个正弦电压源加在一个非线性装置上时，其产生的电流不是完全的正弦波形。
由于存在系统阻抗，将造成非正弦的压降，因而在负荷端引起电压畸变，也就是我们平常所说的谐波。
对于周期为T=2π/ω的非正弦电压u（ωt），当满足狄里赫利条件，则傅里叶级数展开为：上式中频率与工频相同的分量成为基波，频率为基波整数倍的分量称为谐波（同理可得出非正弦电流）。
n次谐波电压及电流含有率分别为：式中，Un为n次谐波电压有效值，U1为基波电压有效值，In为n次谐波电流有效值，I1为基波电流有效值。
谐波电压含有量UH及电流含有量IH分别为。
电压谐波总畸率及电流谐波总畸变率分别为。
2 中频炉整流电路谐波分析我们通过目前常用的6脉动和12脉动整流电路对对中频炉产生的谐波情况进行分析。
6脉动整流电路指以6个晶闸管组成的三相桥式整流电路，如图1所示。
如电路满足狄利克雷条件，即直流侧电感无穷大，交流侧电抗为零，迟触发角α为零，对交流侧电流按傅里叶级数展开为：通过上面的公式可以看出，6脉动整流电路谐波分量主要为5、7、11、13等6k±1（k为整数）次，因此6脉动整流电路的特征谐波分量主要为6k±1（k 为整数）次。
中频电炉谐波实测分析及抑制措施
1 7
s in
7ωt
+
1 11
s
in
1 1ωt
+
1 13
sin
1 3ωt
-
1 17
s
in
17ωt -
1 19
sin
19ωt +
…)
( 1)
由式 (1 )可知 ,系统中含 6k ±1 ( k为正整数 )
次谐波 ,即 5、7、11、13…等各次谐波 ,各次谐波的
有效值与谐波次数成反比 ,且与基波有效值的比
1 sin 7ωt + 1 sin 11ωt + 1 sin 13ω t +
7
11
13
1 sin 17ωt + 1 sin 19ωt + …)
( 3)
17
6脉冲指以 6个晶 闸管组成的全桥整流 ,由 于有 6个开关脉冲对 6个晶闸管分别控制 ,所以 叫 6脉冲整流 ,原理如图 1所示 。
1 中频炉的介绍
中频炉是一种逆变电源 ,它先把三相 交流电 用晶闸管整流变成单相直流电 ,然后由逆变桥逆 变成一种 200～2 500 Hz的脉冲交流电 ,再通过 炉胆内的铜管 (一般内通冷却水 ) ,使炉内的钢材 产生涡流 ,产生大量的热 ,从而达到熔炼钢材的目 的 。中频炉一般分为加热 、熔炼 、保温 、出 炉等四 个过程 ,主要用于熔炼碳钢 ,合金钢 ,特种钢 ,也可 用于铜 、铝等有色金属的熔炼和提温 。
近日经上海市高新技术成果转化服务中心项目认定办公室组织大评委审定2008年第3批上海市高新技术成果转化项目认定结果揭晓三信国际自主研发的3sb1小型断路器被认定为上海市高新技术成果转化项目这是三信国际科技创新道路上取得的又一丰硕成果
谐波对钢铁行业的危害及治理
谐波对钢铁行业的危害及治理概述：随着科技的不断进步，全球工业化的进程不断加快，对各种原材料的需求也不断增大，特别是钢材的需求量正以十分迅猛的速度增长。
在2004年中国钢材产量达2.7亿吨。
成为世界上第二大钢材生产国家，中国的钢材厂家也不断在发展壮大，而钢厂的主要设备是由电弧炼钢炉、变频炼钢炉和直流电动机等组成。
从它的构成的原则就决定了这是占据大量功率及产生大量谐波的设备装置。
无功功率的增大及谐波的发生直接对电力系统造成严重污染。
一、无功功率的影响：1、设备及线路损耗增大。
无功功率的增加使总电流增大，使设备及线路损耗增加，用电量增加是显而易见的。
2、增大设备容量。
无功功率的增加会导致电流和视在功率的增大，从而使发电机、变压器、用电设备的容量和导线容量增加，同时，电力用户的起动及控制设备、测量仪表尺寸和规格也加大，增加了基建的投入。
3、线路的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量降低，影响其它设备的正常运行。
二、谐波的危害：1、谐波使公用电网系统下设备元件产生了附加谐波损耗，降低了发电，输电及用电设备的效率（导致用电量大增加），大量的3次以上的谐波流过中性线路时，会使线路过热损坏甚至发生火灾。
2、谐波影响各种电气设备的正常工作，谐波对电机的影响除了引起附加损耗外，还会引起机械振动、噪声增加和过电压；使变压器局部，电容器、电缆等设备发热。
加速设备绝缘老化、减少使用寿命以至设备损坏报废。
3、谐波的发生还会引起公用电网中局部的并联谐振或串联谐振，从而进一步引起谐波放大，使上述的危害大大增加。
甚至还会引起严重电力事故。
4、谐波还会影响电气线路中的保护元件，继电器、自动系统装置的误操作，电气测量仪表不准确等等。
5、谐波在注入电网系统后会对邻近的通信信号产生干扰，影响一定范围的通话质量。
触发电话铃响，甚至在极端情况下，威胁通信设备和人员的安全。
综上所述。
无功功率增大和谐波放大对供电部门和用户自身都造成极大的危害和损失，国家对谐波的治理制定了相应的控制标准《电能质量－公用电网谐波》(GB/T14549－93)，只有在国家允许的谐波含有量下供电部门才能对其正常供电。
变频器谐波产生的原因与抑制措施
变频器谐波产生的原因与抑制措施林海燕【摘要】变频器谐波是变频器运行过程中,在输入输出回路产生的高次谐波。
首先阐述了变频器谐波产生机理;其次,分析了变频器谐波产生干扰的传播途径;同时,对变频器谐波对电力设备或电力系统的主要危害进行了深入的探讨。
最后,结合实际应用和调试经验,介绍了一些抑制干扰的有效措施。
%Transducer harmonic wave,in the inverter that circulate process,is inputing to output harmonic wave of the back track creation,Transducer harmonic wave are analied and several concrete methods used for harmonic wave are introduce in the light of the problems and test experiences in the application in the paper.At the same time,carried on a thorough study to the transducer main harm of wave to the electric power equipments or the electric power system.The end combines an actual application and adjusts to try experience and introduced some effective measures that repress interference.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2012(030)002【总页数】3页(P238-239,248)【关键词】变频器;谐波;抗干扰;接地【作者】林海燕【作者单位】新余钢铁有限责任公司建辉监理公司,江西新余338001【正文语种】中文【中图分类】TM921.51随着电力电子技术的快速发展，采用变频器驱动的电动机系统，因其节能效果显著、调速范围广、稳定可靠、维护简单，而在工业中得到广泛应用，在人们享受它便捷的同时，变频调速技术对电机与电网带来的不利影响，如损耗增加、效率降低、转矩脉动、振动和噪声增加、谐波干扰、电机温度升高、临界转速低、电机过电压等问题受到越来越多的技术人员的关注［1］。
中频炉谐波治理
中频炉滤波器----中频感应炉节能熔炼技术摘要铸造企业是耗能大户，其中以中频炉耗电最多，同时也存在巨大的节能潜力。
本文从企业用电环境入手，同时结合中频炉自身的节电空间，简要说明了中频炉节电的一些基本途径，这些办法已经在部分企业中实际应用，值得在铸造和其他使用中频炉的企业推广。
中频炉节能熔炼技术对降低企业成本、提高企业生产竞争力有积极的作用，同时符合国家低碳经济政策，有较好的社会效益。
关键词中频炉无功补偿节能基本电费力调电费1.前言中频感应炉-采用变流技术，把50Hz电源变成150Hz—10kHz，然后利用感应涡流加热原理对金属进行加热熔炼，适合用于冶炼优质钢与合金。
中频炉具有维护方便，操作简单可靠，可准确地控制且具有调整熔化速度快，溶液温度均匀等优点。
与冲天炉对比中频炉有节能、环保、工人作业环境好、劳动强度小等优点；与工频感应炉相比中频炉有融化速度快、生产效率高、适应性强、使用灵活、电磁搅拌效果好、启动操作方便等优点。
中频炉熔炼金属时需要消耗大量电能，其节能降耗也是一个受到企业和社会各方都关注的问题。
现在笔者从企业用电环境入手，同时结合中频炉自身的节电空间，阐述一些中频炉节能降耗的基本途径。
2.新增中频炉设备时需了解尽量多的用电信息，从源头节约开支。
到供电局电力确认现有线路容量能否满足中频炉用电要求了解当地供电政策，确认是否允许使用中频炉。
例如：广州部分地区禁止新增中频炉，如果在报装变压器前隐瞒情况，最后可能无法通过验收，即使设备安装上也无法送电。
确认允许用电时间。
有些地方虽然供电局同意安装中频炉，但对这类用电大户的用电时间有限制，只允许在平、谷（或夜间）时间使用。
各地峰、谷、平用电时间不同，不能照搬。
中山-高峰：14：00-17：00；19：00-22：00平段：8：00-14：00；17：00-19：00；22：00-24：00低谷：0：00-8：00佛山-高峰：9：00－12：00；19：00－22：00；平段：8：00－9：00；12：00－19：00；22：00－24：00低谷：0：00－8：00；考虑错开用电高峰时间，连续生产时间中山比佛山长5个小时，用电政策优惠一些。
中频炉谐波治理、无功补偿-节电炼钢基础知识之任务和方法
炼钢基础知识之任务和方法一、炼钢的任务熔炼的主要原料是废钢和一部分生铁。
外购进来的废钢锈多，夹有泥砂及其他脏物，钢中硫磷的含量也较高。
炼钢的任务就是要把上述条件的原料冶炼成气体和夹杂含量低、成分合格、温度符合要求的优质钢液。
具体说来，炼钢的基本任务是：（1）熔化固体炉料（生铁、废钢等）；（2）使钢水中的硅、锰、碳等元素达到规格成分；（3）去除有害元素硫和磷，将它们的含量降到规定的限量以下；（4）清除钢水中的气体和非金属夹杂，使钢水纯净；（5）加入合金元素（熔炼合金钢），使其符合要求；（6）将钢水过热至一定温度，保证浇注的需要；（7）为了提高产量和降低成本，必须快速炼钢；（8）浇注成良好的铸件。
二、炼钢的方法炼钢的方法有很多，主要有感应炉炼钢、平炉炼钢、电弧炉炼钢等。
在铸钢车间上普遍应用的电弧炉和感应电炉。
它们对原材料要求较松，炼出的钢水质量较高，而且炼钢周期适合于铸钢生产的特点，开炉、停炉都比较方便，容易与造型、合箱等工序的进度相协调，便于组织生产。
另外，电炉炼钢的设备比较简单，投资少，基建速度以及资金回收快。
近年来，感应炉炼钢逐渐发展。
感应炉炼钢工艺比较简单，钢水质量也能得到保证。
不少的工厂用感应炉炼钢来浇注小铸件，特别是熔模精密铸造车间，广泛采用感应电炉来熔炼钢水。
在重型机器厂中，至今还使用平炉炼钢，平炉的容量一般比电炉大，用平炉炼钢能一次炼出大量的钢水，适用于浇庞大而复杂的重型铸件。
但是，平炉炼钢的周期长，炼出一炉钢的时间一般需要六小时以上。
平炉结构庞大而复杂，产量低，钢水质量不如电炉，因此它的发展受到很大的限制。
在有些国家，已不再建新的平炉了。
近几十年来，炼钢工业中广泛应用纯氧顶吹转炉来炼钢，这种炼钢方法速度快，生产率高，钢水质量也得到保证，这种炉子较适用于钢锭生产。
随着生产和科学技术的发展，直流电弧炉、真空感应电炉以及炉外精炼设备的新的炼钢方法不断出现，熔炼出来的钢水质量大大提高，铸件质量大为改善。
中频炉谐波生成原理及治理方法
中频炉谐波生成原理及治理方法【摘要】随着科学技术的发展，电力系统中的各种非线性元件大量采用，造成电力电网中谐波含量的大幅增加，电力电网遭到严重污染.中频炉设备在公共电网中就是一个重要的污染源之一，本文着重分析中频炉谐波的生成，以及如何采取措施抑制谐波电流，对电网起到净化作用。
【关键词】中频炉原理；基波；谐波；治理前言随着我国经济的快速发展，特别是近几年采矿业、冶炼业、铸造业的剧增，用电需求不断增加。
其中中频熔炼炉的整流设备就是最大的谐波产生源之一，但由于大多数厂家为降低产品成本，不安装抑制谐波的技术设施，使得现在的公共电网如同现在的雾霾天气一样，遭受着严重的谐波污染。
谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。
谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。
谐波还会引起继电保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。
对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。
因此我们要分析谐波产生的原因并采取措施抑制高次谐波，对确保电力系统安全，经济运行都有着十分重要的意义。
1 可控硅中频炉工作原理可控硅中频电源装置是将电网提供的50Hz正弦交流电源先输入到可控硅全控桥整流电路后变为一脉动的直流电，经过滤波器滤波后进入逆变电路，变为300Hz～20KHz的中频电源（其输出功率可调），供给负载。
如下图1、图2所示：图1 可控硅中频电源主电路原理图图2 可控硅中频电源原理框图2 谐波的产生基波定义：对周期性交流分量进行傅立叶级数分解，得到的与工频50Hz相同的分量称为基波。
谐波定义：对周期性交流分量进行傅立叶级数分解，得到的为基波频率大于1的整数倍的分量称为高次谐波简称谐波。
因受到各种污染源的影响，现在的公共电网并不是纯粹的正弦波形，而是由基波与N次谐波合成的如图3所示图3 非标准周期波形的标准分析示意图对于中频开关电源来说，（1）谐波主要产生在三相桥式整流电路，整流输出为脉动数为6的脉动直流，变频器的特征谐波频谱计算公式为6K±1，式中K为正整数，K=1、2、3﹒﹒﹒﹒按以上公式计算，中频炉的特征谐波为5、7、11、13﹒﹒﹒﹒各次谐波有效值与谐波次数成反比，且为基波有效值的比值为谐波次数的倒数。
关于变频器应用之中的谐波干扰与抑制分析.docx
关于变频器应用之中的谐波干扰与抑制分析变频器在实际的工业领域应用较为广泛，以其节能效果好、自动控制程度高受到了越来越多的关注。
但在实际的应用过程中，由于谐波干扰问题，导致变频器的效果会受到一定的影响，并有可能会对其他的设备造成影响，本文通过对变频器应用过程中的谐波干扰问题，对其抵制措施进行分析。
由于在变频器中使用了整流二极管与晶闸管等器件，在工作时会在输入输出电路中产生一定的高次谐波，对于电网将会形成一定的干扰，造成电压畸变，对邻近的电气设备造成影响，对于一些精密的仪器更是作用明显，最终导致控制对象有准确度出现较大偏差。
变频器多应用于大功率的机电设备中，干扰问题解决不好，将会对整个系统造成严重影响，所以需要对谐波干扰问题进行系统研究，并采取相关的措施解干扰问题，达到自动化控制的精确化。
变频器分类变频器从结构上来讲，主要分为间接变频器与直接变频器两种，间接变频，顾名思义，则是通过工频电流进行整流后变为直流，再通过逆变器变成可控的交流电。
直接变频器则没有中间的环节。
间接变频器是目前应用较多的，从结构上进行细分，主要有三种形式。
通过可控整流器对电压进行改变，把调压与调频分布在两个环节中；采用非控制整流器对谐波进行斩截，用脉宽来进行调压；第三是采用可宾从关断的全控器件输出特定波形来形成近似正弦波。
变频器谐波产生原理谐波主要是指对于周期性的非正弦电量在进行傅立叶级数分解时除了得到频率相同的分量外，还能够得到的大于基本波频率的分量。
谐波是一种干扰分量，对电网造成负面影响。
由于变频器中采用了晶闸管元件，在电网中吸取能量为非连续正纺波，以脉动的方式向电网获得电流，反馈回电网后，与系统的脉动电压叠加形成一定的波形畸变，其中的高频次谐波将会对供电系统造成一定的干扰。
谐波干扰分析变频器产生的谐波将沿着输入线路向上传导从而进入到电路，对电源上的其余电器形成干扰，另外还可能会向下传输，对终端的负载产生影响，变频器高次谐波通电缆会向空间进行辐射，对电气设备形成干扰，另外还可能会通过电磁感应、线路间的分布电容进行传播。
谐波产生、危害及如何抑制谐波
谐波产生、危害及如何抑制谐波1分析低压配电系统中谐波1-1什么是供电系统的谐波对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，除了得到和电网基波频率相同的分量，还包括许多大于电网基波频率分量，这些电量就被称为谐波。
谐波频率和基波频率比值（n=fn/f1）被称之为谐波次数。
电网中有时也会有非整数谐波存在，即为非谐波或称为分数谐波。
谐波其实是一种干扰量，会使电网受到“污染”。
电工技术主要研究谐波是如何产生的、及怎样传输、如何测量、造成危害及抑制。
谐波大小通常用总谐波畸变率来表示，在周期性交流量中的谐波含量的均方根值和它的基波分量的均方根比值（用百分数来表示）；电压总谐波畸变率用thdu表示；电流总谐波畸变率用thdi表示。
1-2电网谐波的主要来源（1）由于发电系统中发电机三相绕组在制造过程中很难做到完全对称，铁芯也很难做到绝对均匀一致等原因，所以发电时多少会产生一些谐波，总体来说数量较小。
（2）输配电系统中产生的谐波：主要是输配电系统中电力变压器产生的谐波，由于电力变压器铁芯饱和，磁化曲线的非线性，加上设计时要考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线上接近于饱和段，就使磁化电流呈现尖顶波形，从而就含有了奇次谐波。
它的大小是与磁路的结构形式、铁芯饱和度相关。
其饱和度越高，电力变压器工作点就会越远地偏离线性，从而造成谐波电流就越大。
（3）用电设备所产生谐波是因为供电系统中存在着非线性负荷，当电流流过和所加的电压不是线性关系时，就会发生非正弦电流，这就是谐波电流。
非线性负荷设备有开关电源（smps）、调速装置、电子荧光灯镇流器、不间断电源、包含磁性铁芯设备以及部分家用电器（如电视机、计算机）等。
1-3半导体整流设备由于半导体广泛应用于开关电源、不间断电源等许多方面，由其产生的谐波给电网造成大量的电污染。
半导体整流装置是采用移相控制，从电网吸收了缺角的正弦波，从而给电网剩下的是另一部分缺角正弦波，在剩下部分中就会含有大量谐波。
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第8卷第2期2012年4月沈阳工程学院学报（自然科学版）Journal of Shenyang Institute of Engineering （Natural Science ）Vol.8No.2Apr．2012收稿日期：2011－11－20作者简介：辛宝林（1964－），男，辽宁抚顺人，工程师．汇东炼钢厂中频炉谐波分析与抑制辛宝林，张馨炜，毕诗洋，王清昊（抚顺供电公司客户服务中心，辽宁抚顺113008）摘要：针对汇东炼钢厂中频电炉的谐波污染问题，对厂内电源侧以及变电站进行了电能质量测试，通过对测试数据的分析，得出11、13、17次谐波是造成电能污染的主要原因，并提出了在用户侧治理中频炉谐波污染的有效措施，即采用串接4.5%电抗器的方法，构成LC 滤波电路，滤除7次及11次谐波，通过治理前后测量数据的对比，验证了措施的有效性．关键词：中频炉；高次谐波；检测；抑制中图分类号：TM924文献标识码：A文章编号：1673－1603（2012）02－0137－03近年来，伴随着地方经济的快速发展，炼钢企业迅速增产，电力电网中因此带有了一定量的炼钢专用中频炉．由于中频炉是工频电源经整流逆变为中频的，在转换过程中产生大量高次谐波，是电网负载中最具有危害性的谐波污染源之一，会严重影响电力系统及负荷的安全运行．例如谐波电流在变压器中产生附加高频涡流铁损，降低了变压器的输出容量，使变压器的噪声增大，引起变压器发热，严重影响变压器的使用寿命，甚至因过热而烧毁；谐波电流的趋附效应使导线等截面变小，增加线路的损耗；谐波使系统电压波形发生畸变，使电网上的其他负荷不能正常工作，导致自动控制装置产生误动作、仪表计量不准确等等；谐波电压和电流对附近的通讯设备运行产生干扰；谐波产生的暂时过电压和瞬态过电压破坏电力设备绝缘，引发短路事故，烧毁电气设备；谐波电压电流会导致公共电网局部产生并联谐振和串联谐振，造成严重事故［1］．汇东炼钢厂因其对电网及附近用户的电能质量产生严重影响，抚顺供电公司对其有针对性地提出并实施了治理措施，收到良好效果．1事故概况近几个月来，电力公司不断接到企业及居民投诉，反映的主要问题有变电所内同一母线上的敏感负荷不明原因跳闸或报警，运行电压忽高忽低，机械数控车床运行状态不稳定、次品率上升，电子器件产品不合格以及一些生产设备不能正常启动和工作等．居民反映的问题多为家用电器不能正常启动及运行，灯光闪烁等，其中问题较为严重的企业有汇东炼钢厂、黎明机械厂、东方灯具厂以及沈东电子器件厂等．通过投诉受理调查，发现这些用户都是由杨士岗变电所10kV 母线供电，部分系统接线如图1所示，其中汇东1#、2#线为汇东炼钢厂供电，每条线路均带有容量为1500kVA 的变压器6台，每2台变压器带1台中频炉，其整流装置为6脉波可控整流．因此，可以确定6台大功率中频炉是导致电能质量下降的主要原因．图1杨士岗变电所部分系统接线2原因分析中频炉的工作原理是将三相工频交流电源经过整流电路变为直流电源，再经过逆变电路输出为单相中频（1500Hz ）交流电源供给中频感应炉．中频炉的电源装置由主电路和控制电路组成，其中主电路原理如图2所示，包括整流电路，逆变电路和负载谐振电路3部分．整流电路采用可控硅三相全控整流桥，原理如图3所示［2］．·138·沈阳工程学院学报（自然科学版）第8卷图2主电路原理图3三相全控桥式整流电路原理中频炉在运行时具有满载高功率因数、轻载低功率因数的特点，最低功率因数甚至达到0．5左右．运行中会产生次奇次谐波，当11、13、17等高次谐波电流较大时，就会引起供电电压波形严重畸变［3］，主要表现为功率因数忽高忽低、电压波动和闪变等．为制定积极有效的措施治理谐波污染，确保电网及相关用户的安全经济运行，利用电能质量测试仪对汇东炼钢厂1#电源进线和变电所10kV 母线进行跟踪测试分析．3现场测试结果汇东炼钢厂1#电源进线A 、B 、C 三相相电压、电流、有功功率、无功功率、基波功率因数、总功率因数某时刻的典型值见表1；同一时刻A 、C 两相各次谐波电流值（95%的概率值）见表2．表11#电源进线三相测试数据相别U rms /kV I rms /A P /kW Q /kVar cos φ（1）cos φA 6．233065610．060．9780．935B 6．21315589．980．9800．934C6．213126010．040．9810．937表21#电源进线A 、C 两相各次谐波电流值A相别谐波次数35711131719A 8．266．845．4732．7022．7810．999．81C8．296．855．4533．1122．8111．029．78国标限值21．8921．7216．109．838．326．315．67变电站内10kV 母线A 、B 、C 三相相电压、电流、有功功率、无功功率、基波功率因数、总功率因数某时刻的典型值见表3；同一时刻A 、C 两相各次谐波电流值（95%的概率值）见表4．1#进线C 相电流波形如图4所示．表3变电站10kV 母线三相测试数据相别U rms /kV I rms /A P /kW Q /kvar cos φ（1）cos φA 6．2338615248．120．9320．918B 6．2137915648．100．9310．909C6．2138415347．960．9300．911表4变电站10kV 母线三相各次谐波电流值A相别谐波次数35711131719A5．1610．218．9112．286．961．440．98C5．2110．258．8912．317．011．590．95国标限值20．0020．0015．009．307．906．005．40图41#进线C 相电流波形4测试结果分析由表1、3可知，基波功率因数较高．由于谐波的影响，总功率因数比基波功率因数低．由1#、2#进线的数据可以看出，当中频炉正常运行时，11、13、17次谐波电流超标，从表4可以看出，该厂的中频炉产生的谐波已污染了变电站母线并波及供电系统．由图4可以明显看出，1#进线C 相电流波形畸变严重，有明显的毛刺，谐波引起的波形畸变问题十分突出．仅以11次谐波为例具体分析如下．11次谐波属于（次）谐波，其相序为负序．负序电流经变压器流向整个电力系统，对于系统中所有的电力负荷都会产生不良影响，尤其是电动机负荷．当负序电流流经电动机时，会产生与转子反相的、2倍工频的磁场［4］，使得附加损耗增大，从而产生附加温升，同时也会引起电机的机械振动、噪声和谐波过电压，直接导致其不能正常工作，与电力用户所反映的电能质量问题完全吻合．5治理方案可以利用中频炉运行中产生的谐波含量较为稳定的特点治理中频炉造成的谐波污染．现场跟踪测试数第2期辛宝林，等：汇东炼钢厂中频炉谐波分析与抑制·139·据显示，中频炉在运行中产生了大量的奇次谐波，其中11次、13次、17次谐波电流含量最高，此次测量虽然未见5次、7次谐波电流超标，但不能排除其在测量时间以外存在的可能性，对此可以采用串接4．5%电抗器的方法，构成LC 滤波电路，滤除7次及11次谐波．该方法具有减少谐波、改善交流负载的功率因数的作用，原理如图5所示．图5滤波器方案原理依据在谐波源处限制谐波最为有效的治理原则，在汇东炼钢厂谐波污染治理中，选择在厂内变电所安装LC 滤波器，同时具有吸收谐波和无功补偿的双重作用，使得炼钢厂的电能质量得到最大优化．该项技术经验成熟，运行效果显著，控制方法简单，安装成本较低，特别适用于工矿企业．依据现场测试数据，充分考虑负荷变动情况，以最经济的投资来实现滤波器的分组，以便在考核点处发生无功倒送时，能方便地切除部分滤波补偿支路［5］．按照实际运行的系统电压数据，对滤波器过电流及过电压的安全性能进行校核，以确保滤波器投入后，不与系统发生并联谐振．在考核点的各项谐波指标能够满足电能质量标准规程限值要求，考核点计费月平均功率因数满足用户要求，确定滤波器主要设备参数如表5．表5滤波器主要设备参数名称型号及规格单位数量备注滤波电容器AFM7．2-100-1W kVar 5600串联电抗器LKGKL-10-416．6台隔离开关GN2-10D /630台3含电流互感器6实施结果滤波器投运后，电能质量的测试数据如表6、表7所示．计算各次谐波电压（电流）放大率F VN［6］．F VN=n 2A －1n 2（S +A ）－1式中，S =X S X L =Q CN S d ；A 为电抗率（A =X LX C）；Q CN 为电容器装置容量；S d 为电容器装置接入处母线的短路容量．各次谐波的电压（电流）放大率如表8所示．表6电源进线三相各次谐波电流值A相别谐波次数35711131719A 2．543．341．975．331．780．560．32C2．473．361．215．291．770．620．31国标限值21．8921．7216．109．838．326．315．67表7变电站10kV 母线三相各次谐波电流值A 相别谐波次数35711131719A 2．112．531．123．450．990．320．11C2．102．521．103．460．980．300．12国标限值20．0020．0015．009．307．906．005．40表8各次谐波电压（电流）放大率n123456789F VN 1．03881．21102．17490．96080．12280．32530．40780．45130．4776n101112131415161718F VN 0．49490．50700．51590．52250．52770．53170．53500．53770．5399治理后1#进线C 相电流波形如图6．图6治理后1#进线C 相电流波形由表6、表7可以看出，滤波器投运后，各次谐波电流均有较大幅度降低，10kV 考核点（PCC 点）的各项数据均在国标限制之内，平均功率因数cos 2≥0.92，符合安全运行要求．表8的数据显示，除3次谐波以外的各次谐波均未放大，虽然3次谐波的放大率为2倍左右，但实测数据表明3次谐波含量较少，因此3次谐波放大不会造成谐波污染．通过治理后的C 相电流波形图6可以看出，谐波导致的波形畸变现象消失了，波形趋于光滑，（下转第147页）第2期孟垂懿，等：VSC-HVDC输电系统特点与应用·147·态建模及其非线性控制［J］．中国电机工程学报，2002，22（1）：17－22．［5］梁海峰，李庚银，李广凯，等．向无源网络供电的VSC-HVDC系统仿真研究［J］．电网技术，2005，29（8）：45－48．［6］陆熙，石健将，何湘宁．基于DQ变换的三相PWM整流器控制方案切机电工程，2008，1（25）：78－81．［7］陈建业．电力电子技术在电力系统中的应用［M］．北京：机械工业出版社，2008，1．［8］汤广福．基于电压源换流器的高压直流输电技术［M］．北京：中国电力出版社，2010，1．Characteristics and application of VSC-HVDC power transmission systemMENG Chui-yi1，BAO Jie-qiu1，WU Lu2（1．Department of Electrlcal Engineering，Shenyang Institute of Engineering，Shenyang110136，China；2．Department of Electrlcal Engineering，North China Electric Power University，Beijing102206，China）Abstract：With the development of semiconductors and renewable generation，a new HVDC technology-HVDC Light based on VSC（Voltage Sourced Converters）arises．The principle of HVDC Light technology is presented in this paper and then a comparison of configuration as well as function is made between HVDC Light and conventional HVDC，and the merits of HVDC Light are clarified．At last，the application of HVDC Light is summarized and prospected．Key words：power transmission technology；HVDC Light；VSC（责任编辑刘珂櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔櫔）（上接第139页）曾经出现的电压忽高忽低、电灯闪烁、电器设备运行不稳定等现象随之消失，说明谐波污染治理效果明显．7结语通过现场测量，确定中频炉是主要谐波污染源，使电压、电流波形畸变严重，注入到电网中的谐波电流主要含有5、7、l1、13、17及19次谐波，并且11次及以上谐波电流严重超出国标限值，使电网的电能质量严重下降，导致电网设备不能正常运行，特别是电动机设备对以11次谐波为代表的负序谐波更加敏感，因此对于工业集中区域，11次谐波必须加以重视，采取积极有效的滤波方法加以抑制，保证电动机类负荷的正常运行．实践证明，在谐波源处安装谐波过滤器是降低谐波水平的主要手段，消谐效果明显，安装成本较低，控制方法简单．实际的工程中，明确谐波背景的前提下，有针对性地设置无源滤波器是改善中频炉负荷谐波超标的最经济、最有效的方法．参考文献［1］邵宗岐．中频电炉的谐波治理［J］．电气技术，2009，11：58－63．［2］张玉成，杜明哲．中频电炉谐波分析与抑制［J］．华中电力，2006，19（1）：30－32．［3］杨华，王效能．中频炉谐波实测及治理改造［J］．四川电力技术，2005（Z1）：49－50．［4］John Wang，Randy Hamilton．A Review of Negative Se-quence Current［C］．201063rd Annual Conference for Pro-tective Relay Engineers：March292010-April12010：1－18．［5］杨波，成日常．中频电炉用户谐波治理及无功补偿设计与应用［J］．电力电容器，2006，（5）：17－20．Harmonic analysis and suppression of medium frequencyelectric furnace in huidong steelworkXIN Bao-lin，ZHANG Xin-wei，WANG Qing-hao（Fushun Power Supply Company Laboratory，Fushun113008，Liaoning Porvince，China）Abstract：According to the harmonics pollution of medium frequency electric furnace in huidong steelwork，power quality tests are conducted for power source in steelwork and substation．By the analysis of test data，the11th，13th，17th harmonic are the main reason for the pollution of power quality，effective measures are put forward for users to prevent harmonics pollution，effectiveness of the measures are verified by the comparison data before and after treatment．Key words：medium frequency electric furnace；higher harmonics；detection；suppression（责任编辑洪广欢）。