中频炉谐波治理
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
中频炉谐波治理
一般6脉冲中频炉，主要产生5、7次特征谐波;对于12脉冲换流装置，主要为5、11、13次特征谐波。
一般情况下，小型换流装置采用6脉冲，较为大型采用12脉冲，如炉变压器双副边成Y/△型接线，达成30度的移相;或者两台炉变压器高压侧采外延三角或曲折型接线等移相措施加次级双副边星角接线形成24脉动中频电源，以降低谐波对电网的影响程度。
中频炉在使用时产生大量的谐波，导致电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，甚至发生故障或烧毁;谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容补偿设备等设备烧毁。
在无功补偿不能使用的情况下，会发生无功罚款，导致电费增加。
谐波还会引起继电器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，谐波会对通信设备和电子设备产生严重干扰，因而，改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点
通俗的讲，中频炉谐波治理方式的选择，要根据企业具体目标和情况而定：
1、如果只是为了保证设备的生产运行，那么可以选择无源滤波方式。
价格便宜，在滤除65%谐波的同时还可以提供无功功率补偿，能够使设备正常的运行，避免发生设备损坏等情况。
2、如果是供电部门要求达到规定的功率因数，那么可以选择有源
滤波方式。
价格高那么一点点，若需要进行无功补偿，可额外增加电容补偿柜。
有源滤波可精确滤除95%以上的谐波。
3、有源滤波较无源滤波而言，滤波效果好，设备稳定，价格稍稍高一点，现普遍适用于中频炉谐波治理，详细的问题可以百度登陆领步北京了解。
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。
中频炉谐波治理
0引言近年来，随着工业化进程的不断加快，中国正在成为世界工厂”，同时周边环境污染也正日益加剧。
公用电网对用电设备来说也是一种吓境”，它也面临着污染，公用电网中的谐波电流和谐波电压就是对电网环境的最严重的一种污染。
谐波使电能的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。
电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源，如何降低电力电子设备对电能质量的影响成了供电部门治理谐波的主要着力点。
本文结合可控硅中频炉的工作特性和谐波治理进行讨论，并提出解决办法。
可控硅中频炉工作原理1.1中频炉电气原理可控硅中频电源在我国诞生于20世纪70年代，可控硅静止变频与旋转式机组变频相比，具有很多优点，因此近三十年来可控硅中频电源在感应加热领域得到大量应用，传统的可控硅中频电源，其主要电路如电网提供正弦交流电流，先输入整流器，通常采用三相桥式整流电路，然后经由逆变电路，负载为并联谐振形式，为电炉提供高频大电流。
1.2中频炉电磁感应加热原理根据英国物理学家法拉弟电磁感应理论，当电路围绕的区域内存在交变磁场时，电路两端就会感应出电动势，如果闭合就会产生感应电流。
中频炉即利用较高频率，交变电流产生交变磁场，再利用交变磁场产生涡流达到加热效果，常见感应加热电源原理示意如图3。
中频大电流来进行感应加热是充分利用电流的集肤效应，当交流的电流流过导体的时候，会在导体中产生感应电流如图4），从而导致电流向导体表现扩散。
也就是导体表面的电流密度会大于中心的电流密度。
这也就无形中减少了导体的导电截面，从而增加了导体交流电阻，损耗增大。
工程上规定从导体表面到电流密度为导体表面的1/e=0.368的距离8为集肤深度。
中频炉谐波治理
中频感应炉的电源系统是电源系统中最大的谐波源。
常见的有中频炉和高频感应炉。
简单的介绍通常，六脉冲中频炉主要产生5次和7次谐波。
对于12脉冲转换器，主要是5次，11次和13次谐波。
通常，小型转换器使用6个脉冲，大型转换器使用12个脉冲。
例如，炉变压器的双辅助侧采用Y /△型连接，实现30度相移；在两台炉变压器的高压侧采用相移或扩展三角形或之字形等相移措施，并采用二次双辅助侧星形角连接形成24脉冲中频电源，以减少对电网的影响。
电网上的谐波。
如果炉子在使用中产生大量谐波，会导致电网严重的谐波污染。
谐波会降低电力的传输和利用效率，使电气设备过热，产生振动和噪声，并使绝缘老化，缩短使用寿命，甚至发生故障或烧毁；谐波会引起电力系统的部分并联谐振或串联谐振，放大谐波含量，并引起电容器补偿设备和其他设备烧毁。
当无功补偿不能使用时，会发生无功损失，导致电费增加。
谐波还会导致继电保护和自动设备误操作，从而导致电能测量混乱。
对于外部电源系统，谐波会严重干扰通信设备和电子设备。
因此，提高中频炉的电能质量已成为重点。
参数频率：50 Hz;电压：400v-750v;负荷：GW系列0.5T，0.75T，1t，1.5T，3T中频熔炉;变压器容量：315KVA，500KVA，630kVA，800kVA，1000KVA;效果和特点1.第一个功能是吸收谐波。
经过谐波处理后，PCC点的电流和电压达到GB / t14549-1993标准的允许值。
2，滤波效果明显，五，七，十一谐波电流吸收率大于75％。
3.提高变压器利用率，改善变压器的温升和噪声。
4.减少系统损耗，提高生产效率。
5.稳定切换，改善三相不平衡。
小钢厂中频炉谐波治理要求
小钢厂中频炉谐波治理要求小钢厂多采用中频炉作为炼钢设备，中频炉产生的谐波，主要是整流装置产生的谐波。
根据整流装置的不同，产生谐波的特征有所不同，六脉整流产生的主要是5、7次谐波，十二脉整流产生的主要是11、13次谐波。
该类企业使用的炼钢炉既有六脉整流的，也有十二脉整流的，所以企业设备产生的5、7、11、13、17、19、23、25次谐波都有。
此外，由于炼钢过程情况比较复杂，除以上特征谐波外，系统中其它从2次到50次各次谐波都存在，而且变化比较剧烈，这就为谐波治理增加了难度。
另外，中频炉本身的功率因数较高，常常可达到0.9左右，谐波滤波装置是要采用电容的，电容器的容量要足够大，以保证滤波效果达到国家标准的要求。
但电容太大则可能造成过补偿，这又是不允许的。
企业高压配电室10KV母线分为多段，每段上均接有不同数量不同规格的中频炉，滤波装置要保证在最小运行状态下不发生过补偿，又要保证在最大运行状态时达到一定的滤波效果，这在不采用快速跟踪自动投切的滤波补偿装置中实现是很困难的。
由于快速跟踪自动投切的滤波补偿装置造价很高，一般情况不予采用。
根据以上情况，该类企业谐波治理采用的滤波装置设计方案大体要求如下：A）在每段母线处分别设立一套滤波装置，每套装置均由5，7，11，和13次四个单调谐滤波支路组成。
B）每个滤波支路电容器安装容量的大小根据实测到的谐波大小确定，电抗器的容量按各支路电容大小和滤波次数确定。
C）每段电容量的大小应做到装置投入在最小运行状态下功率因数不超前，在最大运行状态下功率因数在0.9以上，并能满足谐波治理的要求。
D）装置投入后，在主要谐波次数点上不发生并联谐振，避免谐波放大给系统造成不良影响。
为此，应对装置设计参数放入系统进行仿真。
E）由于完全实现第3条设计困难较大，允许适当放宽非主要次谐波治理的指标，但电压谐波畸变率必须满足国家标准的要求。
中频炉谐波治理方案
中频炉谐波治理方案中频炉谐波治理方案背景介绍中频炉是金属加热行业常用的设备，用于原材料加热、熔化和加工。
然而，中频炉在运行过程中会产生谐波，给设备运行和周围环境带来不良影响。
因此，开发一套中频炉谐波治理方案，对提高设备稳定性和降低谐波对周围环境的干扰具有重要意义。
谐波的产生原因中频电力设备在工作过程中，电流和电压会产生谐波，主要原因有以下几点：1. 非线性负载：中频炉采用电子元件进行控制和驱动，这些电子元件具有非线性特性，在工作时会引发谐波的产生。
2. 系统分布电感：中频电源系统由电缆、变压器、电容器等组成，其中的电缆和变压器等分布电感也会导致谐波产生。
3. 系统共轭电容：中频电源系统中存在的电容器会导致谐波产生，并且谐波频率与电容器的参数相关。
谐波的危害与影响谐波产生后，会对中频炉设备和周围环境产生不良影响，具体包括以下几个方面：1. 设备损坏：谐波会导致设备电气部件过热，加速元件老化和损坏，缩短设备寿命。
2. 能耗增加：谐波会增加电网传输损耗，导致设备能耗上升。
3. 噪声扰动：谐波会引起设备振动和噪声，影响工作环境和员工健康。
4. 周围设备干扰：谐波会对周围设备产生电磁干扰，影响其他设备的正常运行。
谐波治理方案为了解决中频炉谐波的问题，制定一套谐波治理方案非常必要。
以下是一些常见的谐波治理方法：1. 谐波滤波器谐波滤波器是一种常见的谐波治理装置，通过引入一个并联的谐波滤波器，可以将谐波流导向滤波器，从而去除谐波分量，使系统中的谐波得到有效抑制。
2. 变压器的配置优化通过对中频炉工作电压进行合理设计，可以减少变压器的励磁电流，降低谐波的产生。
3. 地电网优化通过对地电网进行优化，使用合适的接地电阻和接地方式，可以降低谐波对电网的污染。
4. 换流器技术改进对中频炉的变频装置进行改进，使用多级换流器等技术，可以有效减少谐波的产生。
5. 降噪措施采取一些降噪措施，如加装隔音材料、减振器、静音设备等，可以减少谐波对周围环境的噪声干扰。
怎样治理中频炉的谐波？
怎样治理中频炉的谐波？中频炉利用磁场感应涡电流的原理对金属进行加热。
利用磁场感应电流加热金属是一个传统的工艺，但是过去大多采用工频电流，直接采用工频磁场感应加热的效率很低。
中频炉的原理是将工频电流转变成更高频率（称为中频）的电流，提高了加热效率，中频炉的频率一般在150Hz~3kHz。
中频炉本身等效成一个变压器，炉体内部的待加工金属是变压器的次级绕组，炉体外面的线圈是初级绕组。
当在初级绕组施加电流时，次级就会感应出电流，产生的热量使金属熔化。
向初级线圈中注入电流的装置称为中频炉的电源。
中频炉的电源实际就是一个逆变器，将工频电压整流为直流电压后，逆变得到更高频率（也就是中频）的电压。
中频炉工作时，产生较强的谐波电流发射和射频电流发射。
谐波电流带来的主要危害包括：1)导致电缆过热：谐波电流流过电缆时，比基波电流产生更大热量。
因为我们在进行线路设计时，导体的截面积是按照基波频率设计的，而当这些导体中流过谐波电流时，会引起导体过热，进而导致电缆早期老化、甚至诱发火灾。
2)导致变压器过热：谐波电流流过变压器时，使变压器在没有达到额定功率时便出现温度过高的现象，导致变压器的实际容量降低。
过高的温度会缩短变压器的寿命。
3)损伤无功补偿装置：谐波电流导致无功补偿装置频繁损坏，或者进入保护状态，有时，不仅无功补偿器出现故障。
4)干扰其它电气电子设备：谐波电流会导致数字控制设备、PLC、数控机床等发生误动作；还会导致信号采集系统、测量仪器等的精度降低，以及电动机发生抖动、过热。
5)导致保护器意外跳闸：也就是电路的负荷远没有达到额定负荷的状态下，电路保护装置就会动作。
6)增加能耗：谐波电流会导致变压器和导线发出额外的热量，这些都会导致额外的电能消耗。
另外，谐波电流所产生的功率都是无功功率，这也会增加能耗。
由于中频炉的谐波电流发射会导致上述的种种危害，因此，对中频炉进行谐波治理是十分必要的。
航天绿电研制开发的ZHF谐波滤波器是专为中频炉开发的谐波滤波器，它能够滤除5次以上的各次谐波电流。
中频炉谐波治理方案
中频炉谐波治理方案一、引言。
中频炉是一种常见的工业设备，用于熔化金属和合金。
然而，中频炉在工作过程中会产生谐波，如果不加以有效治理，谐波会对设备和周围环境造成严重影响。
因此，制定一套科学有效的中频炉谐波治理方案至关重要。
二、中频炉谐波的危害。
1. 对设备的影响，中频炉谐波会导致电力设备过载、损坏，甚至引起设备故障，严重影响生产效率和设备寿命。
2. 对周围环境的影响，中频炉谐波会对周围电子设备产生干扰，甚至对人体健康造成影响，因此需要采取有效措施进行治理。
三、中频炉谐波治理方案。
1. 定期检测，定期对中频炉进行谐波检测，及时了解谐波水平，为后续治理提供数据支持。
2. 谐波滤波器的安装，针对中频炉产生的谐波，可以安装谐波滤波器进行治理，减少谐波对设备和周围环境的影响。
3. 地线的加强，加强中频炉的地线系统，减少谐波对设备的影响，提高设备的安全性。
4. 谐波抑制技术的应用，通过谐波抑制技术，对中频炉产生的谐波进行有效抑制，减少谐波对设备和周围环境的影响。
四、中频炉谐波治理方案的实施。
1. 制定详细的谐波治理方案，包括具体的实施步骤、时间节点和责任人。
2. 选择合适的谐波治理设备和技术，确保治理效果。
3. 对谐波治理方案进行全面的培训和宣传，确保全体员工都能正确理解和执行。
4. 定期对谐波治理效果进行评估，及时调整和改进治理方案。
五、结论。
中频炉谐波治理是一项重要的工作，对于保障设备安全、提高生产效率和保护周围环境都具有重要意义。
通过科学有效的中频炉谐波治理方案的实施，可以有效减少谐波对设备和周围环境的影响，提高设备的稳定性和安全性。
因此，中频炉谐波治理方案的制定和实施是非常必要的。
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。
中频炉谐波治理与无功补偿装置设计方案
中频炉谐波治理与无功补偿装置设计方案中频炉谐波无功补偿滤波器有源滤波柜关键词：关键词：中频炉中频炉谐波治理与无功补偿装置设计方案一、用户电力系统和谐波情况的概述：用户供电系统中有一台锻造中频炉，中频炉的供电变压器为10kV，1600kVA。
中频炉为典型的6脉动谐波源发生器，中频炉的运行将产生5、7、11、13、23、25等次的大量谐波。
而电力系统高次谐波的存在，造成电网母线电压畸变，且畸变率大大超过国标限值，电压畸变将加剧可控硅触发角的不对称，从而使可控硅整流装置的非正常谐波，特别是偶次谐波电流含量增大，谐波使电力设备的损耗增加、温度上升、绝缘老化、缩短设备的使用寿命，使电子式保护装置产生误动作而影响设备的正常运行，高次谐波也会对通讯系统产生干扰。
在安装有无功补偿电容器的场合，由于电容器的容抗和频率成反比，高次谐波造成电容器的过负荷、损耗增加、附加温升等容易使电容器产生故障和寿命缩短。
高次谐波可能因电容器组和系统产生并联谐振而被放大，使电容器过载而发生故障，同时伴随着并联谐振、高次谐波成倍放大，出现的过电压，母线的相关设备也可能被损坏，因此不能用普通的并联补偿电容装置来提高功率因数。
谐波还会使电网上的变压器激磁电流增大、效率下降、电磁噪声增大、绝缘老化、功率因数恶化。
还给供电电网造成谐波污染、使供电电压波形发生畸变、降低电网供电质量、并给该电网所有用户的用电设备造成危害。
根据国标GB/T14549《电能质量·公用电网谐波》的要求，必须进行谐波治理。
谐波治理在工业上常用的方法是装设滤波器(常用交流滤波装置)，该装置既能吸收高次谐波，同时又补偿无功、提高功率因数。
其谐波吸收效果的优劣取决于系统参数的正确性和设备的可靠性，设计一套比较理想的滤波器需从许多设计方案中选取，计算工作量大，参数出现偏差会造成系统的并联谐振或谐波放大。
交流滤波装置方法的特点是简单、高效、成本低，因而被广泛应用。
交流滤波装置在母线上设立数个不同谐振频率的单调谐滤波支路和高通滤波支路，就能滤除大部分谐波，达到净化电网的目的。
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，
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。
中频炉工作原理及谐波治理
中频炉工作原理及谐波治理摘要：本文主要介绍了中频炉的工作原理以及如何进行谐波治理。
中频炉作为一种重要的工业加热设备，在金属加工、熔炼和铸造等领域中广泛应用。
然而，中频炉在工作过程中会产生谐波，给设备和电网带来一系列的问题。
因此，了解中频炉的工作原理以及谐波治理方法对于确保设备安全稳定运行具有重要意义。
一、中频炉工作原理中频炉是一种利用电磁感应原理进行加热的设备。
它主要由电源系统、电容电池、中频炉体和控制系统等组成。
电源系统：电源系统提供稳定的交流电源，通常为三相交流电源。
它将高压交流电源通过变压器降压后，通过整流装置进行整流处理，将交流电转换为直流电来供电。
电容电池：电容电池是中频炉的核心部件之一，它由多个电容器组成。
电容电池的作用是存储电能，提供中频炉工作所需的高电能。
中频炉体：中频炉体是中频炉的主要部件，它由线圈和感应盘组成。
线圈通电产生强磁场，感应盘由导电材料制成，放置在线圈中。
当感应盘置于炉体中的金属工件上时，由于感应盘中的感应电流产生的涡流效应，工件表面会受到加热。
控制系统：控制系统用于对中频炉的工作进行参数调节和监控。
通过控制系统，可以调整电源输出的电流和频率，以确保中频炉的稳定运行。
二、谐波产生的原因在中频炉的工作过程中，电源输入的交流电会引起谐波的产生。
主要的谐波成分有三次谐波和五次谐波。
谐波的产生主要有以下几个原因：1. 非线性负载：中频炉在工作时，产生的感应电流是非线性载荷，会引起谐波的产生。
非线性负载通常指的是电容电池和感应盘等部件。
2. 电源波形不纯：电源的波形不纯也是谐波产生的原因之一。
如果电源波形不纯，包含有寄生谐波，将会导致谐波的增加。
3. 外部影响：中频炉周围的其他设备和线路也可能对电源产生干扰，引起谐波的产生。
三、谐波治理方法为了减少谐波对中频炉和电网的影响，谐波治理变得非常重要。
下面介绍几种常见的谐波治理方法：1. 滤波器的应用：滤波器是一种常见的谐波治理设备。
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。
中频炉谐波危害和治理措施
中频炉谐波危害和治理措施谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。
从广义上讲，由于交流电网有分量为工频单频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波。
一、中频炉谐波产生的原因谐波产生的原因多种多样。
比较常见的有两类：1、由于非线性负荷而产生谐波，例如可控硅（晶闸管）整流器、开关电源等，这类负荷产生的谐波频率均为工频频率的整数倍。
例如：三相六脉波整流器所产生的主要是5次和7次谐波，而三相12脉波整流器所产生的主要是11次和13次谐波。
2、由于逆变负荷而产生谐波，例如中频炉、变频器，这类负荷不仅产生整数次谐波，还产生频率为逆变频率2倍的分数谐波。
例如：使用三相六脉波整流器而工作频率为820Hz的中频炉则不仅产生5次和7次谐波，还产生频率为1640Hz的分数谐波。
二、中频炉谐波的危害中频炉在使用时产生大量的谐波，导致电网中的谐波污染非常严重。
1、谐波使电能传输和利用的率降低，使电气设备过热，产生振动和噪声，并使其缘老化，使用寿命降低，甚至发生故障或烧毁。
2、会降低用电设备的率和使用寿命并增加损耗；直接影响着变压器的使用容量和使用率；同时还会造成变压器噪声增加，大大的缩短变压器的使用寿命。
3、影响着供电系统的无功补偿设备；当电网之中存在谐波时，投入电容器后其电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损耗功率增加。
如果谐波含量较高就会使电容过电流和过负荷，使电容过热，缘介质加速老化。
4、高次谐波会产生浪涌电压或电流，浪涌冲击是指系统发生短时过(低)电压，即时间不超过1毫秒的电压瞬时脉冲，这种脉冲可以是正性或负性，可以具有连串或振荡性质，导致烧毁电器。
5、在电网谐波源较多的区域，甚至都发生了大量电子表里电容击穿，变电所电容器烧毁或跳闸。
6、谐波还会引起继电器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，谐波会对通信设备和电子设备产生严重干扰，因而，改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点。
中频电炉的谐波治理及验收
中频电炉的谐波治理及验收邵宗岐 北京时代集团公司1 引言中频电炉工作频率范围在150∽10kHz 之间，主要应用于钢铁铸造等冶金行业的熔炼。
基本工作电路原理如图1。
图1中频电炉工作原理中频电炉由于是工频电源经整流逆变为中频，工作过程中对电网产生大量具有危害性的高次谐波，是电网负载中最大谐波源之一。
谐波会严重影响电网的安全运行，例如谐波电流在变压器中，产生附加高频涡流铁损，使变压器过热，降低了变压器的输出容量，使变压器的噪声增大，严重影响变压器的寿命；谐波电流的趋附效应使导线等截面变小，增加线路的损耗；谐波电压影响电网上其它各种电气设备不能正常工作，导致自动控制装置产生误动作，仪表计量不准确；谐波电压电流对附近的通讯设备正常运行产生干扰；谐波产生的暂时过电压和瞬态过电压使设备绝缘破坏，引发三相短路，烧毁变压器；谐波电压电流会引起公共电网中局部产生并联谐振和串联谐振，造成严重事故。
2 中频电炉工作特点中频电炉工作时产生较大的谐波电流，并且功率因数较高，是其主要工作特点。
因此对电网电能质量产生较大影响，供电部门要求中频电炉企业用户必须进行谐波治理。
根据我们对电网电能质量各种负载谐波治理工程项目的实施，针对中频电炉类负载工作的特点及众多用户的谐波治理，对其工况按照工作时的功率因数值归纳总结概分为3类：（1）0.7左右工作状态;(2).0.9∽0.93工作状态;(3).0.98左右高功率因数工作状态。
其中第1，3种状态工作的中频炉相对较少，大多工作为第二种状态，也就是说，中频电炉多为较高功率因数工作状态。
中频电炉生A B C电容器组单相桥式逆变三相桥式整流感应器产运行时产生的特征谐波电流为5，7，11次较大，虽然整流装置有6脉波，12脉波或24脉波整流，但由于整流变压器每个绕组负载的不平衡工作特性，5，7次谐波电流不能完全抵消，所以补偿滤波大多以5，7，11次为主，有的需要设计13次高通滤波器。
3 中频电炉谐波治理方案的设计入电网的谐波电流符合中具有良好的性能价格5，7，11次谐波电流严重超标，谐波电压值也超过国标值。
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是在工业制造和冶炼中常用的电热设备之一，它使用高频电流产生热能，将这些热能转化为工业设备所需要的热量。
这种设备广泛应用于金属冶炼、热处理、精密铸造、机械加工、热压成型和热处理领域。
中频炉与直接电热加热设备相比，能量利用率更高、加热速度更快、品质更可控。
但同时也存在一些问题，其中之一就是谐波污染问题，这也是人们所关注的重点之一。
一、中频炉的工作原理中频炉由工作线圈、炉体、电源等组成。
工作线圈是制造磁场的重要设备，它能够将电流转化为磁力线，在炉体内产生强烈的涡流和电流热效应。
炉体是中频炉的主要组成部分，通常由导电材料制成，可以承受高频电流的作用，并同时转化电能为热能输出。
电源是中频炉的驱动装置，包括容性感应电源和晶闸管变流器等，在炉体和工作线圈之间产生高频电脉冲，使炉体和工作线圈中的工件加热。
中频炉加热过程中，电流通常会产生两种不同类型的热效应。
第一种是涡流热效应，即由于磁感应强度的变化而在导电工件内部产生的电流，这种效应主要用于加热金属材料。
第二种是焦耳热效应，即由于电阻发热而产生的热量，将直接通过导电工件的电阻产生，在加热非金属材料时主要使用。
中频炉的优点在于其高效率、加热速度快、加热均匀、维护方便等，但同时也面临着谐波污染等问题。
二、谐波污染问题由于中频炉装置中加热过程中使用的是高频电流，因此在装置中会产生较多的谐波电流，这会使得炉内的工件和设备产生谐波现象。
谐波污染主要会影响到中频炉内的电气元件和监测系统，在一定程度上还可能导致对人的安全产生影响。
谐波污染有两种类型：谐波电流和谐波电压。
谐波电流产生于导电进入磁场时，因导体的阻抗效应而产生。
随着初始电流的加大，谐波电流的产生就会更为显著。
对于谐波电流问题的治理，可以采用增加谐波电流的阻抗元件等方案。
而谐波电压则产生于磁场中的金属导体和非导体环境之间的电容作用。
对于谐波电压问题，可以采用引入降噪设备、改进电力分布等方式来进行处理。
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中频炉谐波治理：
中频炉谐波治理装置中频感应炉的电源系统是电力系统中数量最大的谐波源，常见的为中频炉和高频感应炉电源等。
简介：
一般6脉冲中频炉，主要产生5、7次特征谐波;对于12脉冲换流装置，主要为5、11、13次特征谐波。
一般情况下，小型换流装置采用6脉冲，较为大型采用12脉冲，如炉变压器双副边成Y/△型接线，达成30度的移相;或者两台炉变压器高压侧采外延三角或曲折型接线等移相措施加次级双副边星角接线形成24脉动中频电源，以降低谐波对电网的影响程度。
中频炉在使用时产生大量的谐波，导致电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，甚至发生故障或烧毁;谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容补偿设备等设备烧毁。
在无功补偿不能使用的情况下，会发生无功罚款，导致电费增加。
谐波还会引起继电器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，谐波会对通信设备和电子设备产生严重干扰，因而，改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点。
参数：
频率：50Hz;
电压：400V-750V;
负载：GW系列0.5T、0.75T、1T、1.5T、3T中频熔炼炉;
变压器容量：315kva、500kva、630kva、800kva、1000kva;
效果与特点：
1、以吸收谐波为第一功能，经过谐波治理，注入PCC点电流、电压满足GB/T14549-1993标准允许值。
2、滤波效果明显，5、7、11次谐波电流吸收率达75%以上。
3、提高变压器利用率，改善变压器温升和噪音。
4、降低系统损耗，提高生产效率。
5、平稳投切，改善三相不平衡。