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中频炉谐波分析的理论方法

来源:徐州特电电气有限公司 发布时间:2022-02-17 09:00:00

在我国的冶金行业中,由于中频炉具有加热速度快、生产效率高、氧化脱碳少、节省材料与成本、加热均匀、芯表温差小、温控精度高等特点而得到了非常广泛的应用。但是,中频炉是由一系列整流逆变装置组成,相对于供电电源可看作是一个典型的非线性负载,含有大量的谐波成分,且功耗大、功率因数低。其产生的大量中频炉谐波以及消耗的无功功率会影响到电能质量,而各种敏感负载对电网的供电质量又提出了更高的要求,因此进行中频炉谐波治理已经是必然的事情。


现如今对于一般的谐波危害,有谐波源治理、安装滤波补偿装置及其他的治理方法,但主要还是采用安装滤波补偿装置。根据电力系统综合计算分析软件 ETAP 分析负荷中频炉对电网的影响,并且设计出合理高效的谐波治理方案。

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1.中频炉谐波分析的理论方法

 中频炉电源整流环节有六脉冲、十二脉冲和二十四脉冲等整流电路。每种整流电路的特征谐波的含量和次数都不同,需进行特别处理。单组全桥六脉冲整流电路以其工艺成熟、成本低的特点成为工矿企业普遍使用的类型。六脉冲整流电路忽略换相过程和电流脉动,交流侧各相电流在理想条件下可近似地用方波来表示,考虑到电路阻抗压降,电机的输入电压发生畸变。利用傅立叶变换分解谐波电流:

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ETAP是由美国OTI公司开发的全图形界面的电力系统仿真分析计算软件。在仿真分析方面,该软件集成了潮流分析、短路计算、暂态稳定分析、谐波分析、可靠性分析等模块,并提供了简便快捷的电力系统模型搭建方式,的电力系统参数输入和连线图操作都可以直接在图形界面上完成,显示结果一目了然。


利用ETAP中潮流分析和谐波分析模块对某一钢铁厂容量为1000kVA变压器所带中频炉进行仿真,建立起谐波负荷模型。由于中频炉负荷的不平衡性,母线的三相谐波电流幅值也将不相等,考虑很严重的情况,取对应h次谐波电流幅值很大的一相作为三相谐波电流输入。如下图所示:



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