中頻爐諧波電流的危害
中頻爐的核心是電源系統,其“交-直-交”變換,中頻爐逆變出固定頻率(靜止變頻方式)或可調節頻率的中頻輸出。可控硅(晶閘管)整流,可調節直流輸出電壓,但其電壓、電流的相位特性使電源裝置的功率因數降低。
逆變以可控硅進行換流,可控硅導通和關斷形成大量高次諧波(5、7、11、13次諧波,6n±1),整流調節時,整流可控硅的非過零點導通,也是諧波產生的根源。因此,中頻爐系統諧波治理是非常重要的。
中頻爐系統諧波治理的傳統方法是LC濾波器,LC濾波器是傳統的無源諧波抑制裝置,由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成,與諧波源并聯(在諧波頻率附近成低阻),除起濾波作用外,還兼顧無功補償的需要。
這種濾波器出現最早,成本比較低,但同時存在一些較難克服的缺點,比如只能針對單次諧波,容易產生諧波共振(即諧波放大),導致設備損毀,隨著時間諧振點會漂移,導致諧波濾除效果越來越差。同時,這一方式無法應對瞬變、浪涌和高次諧波。
諧波電流的危害主要有以下幾個方面:
1.諧波電流會引起公用電網中局部產生并聯諧振和串連諧振,造成嚴重事故及不良后果。
2.諧波電流的趨膚效應使導線等效截面變小,增加線路損耗。
3.諧波電流在供電變壓器中,產生附加高頻渦流鐵損,使變壓器過熱,降低了變壓器的輸出容量,使變壓器噪聲增大,嚴重影響變壓器壽命。
4.諧波電流使普通電容補償設備產生諧波放大,造成電容器及電容器回路過熱,絕緣老化,壽命縮短,甚至損壞。
5.諧波電流對臨近的通訊設備產生干擾。
6.諧波電流使供電電壓產生畸變,影響電網上其它各種電器設備不能正常工作,導致自動控制裝置誤動作,儀表計量不準確。
由于諧波畸變嚴重以及變壓器長時間超負荷運行,變壓器損耗較大;諧波致使電容補償屏不能正常工作,功率因數較低;同時諧波功率和畸變功率都將造成較大的功率浪費。