中頻冶煉爐整流設(shè)備是大的諧波發(fā)電設(shè)備之一，但由于大多數(shù)制造商降低產(chǎn)品成本，不安裝諧波抑制技術(shù)設(shè)施，使當(dāng)前公共電網(wǎng)像煙霾天氣一樣受到嚴(yán)重的諧波污染。脈沖電流減少電磁能的生產(chǎn)加工、傳送和利用率，使電器設(shè)備超溫，造成震動(dòng)和噪聲，老化絕緣層，減少使用期，乃至造成常見(jiàn)故障或燙傷。諧波可引起電力系統(tǒng)的局部并聯(lián)共振或串聯(lián)共振，從而擴(kuò)大諧波含量，引起電容器燃燒等設(shè)備。諧波還會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤操作，使電能測(cè)量混淆。電力系統(tǒng)外部的諧波會(huì)嚴(yán)重干擾通信設(shè)備和電子設(shè)備。

中頻電爐是電網(wǎng)負(fù)載中大的諧波源之一,因?yàn)樗?jīng)過(guò)整流轉(zhuǎn)換成中頻。諧波將嚴(yán)重危害電網(wǎng)的安全性運(yùn)作。比如，諧波電流會(huì)在變電器中造成附加的高頻率渦旋鐵損，這會(huì)使變電器超溫，減少變電器的輸出容積，提升變電器的噪音，嚴(yán)重危害變電器的使用期。諧波電流的粘附效用使電導(dǎo)體的等橫截面縮小，提升了路線(xiàn)的耗損。諧波工作電壓危害電網(wǎng)上別的電器設(shè)備的一切正常運(yùn)作，造成自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)備操作失誤和計(jì)量檢定不精確。諧波工作電壓和電流量影響周邊通訊設(shè)備的一切正常運(yùn)作；諧波造成的暫態(tài)過(guò)壓和暫態(tài)過(guò)壓毀壞機(jī)器設(shè)備絕緣層，導(dǎo)致三相短路故障，損壞變電器；諧波工作電壓和電流量會(huì)在公共性電網(wǎng)中造成部分串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振，導(dǎo)致重大事故。堅(jiān)持不斷變化的過(guò)程中，首先從直流中獲得的是方波電源，方波相當(dāng)于高次諧波的疊加。雖然后期電路需要過(guò)濾,但高階諧波不能完全過(guò)濾,這是產(chǎn)生諧波的原因。

我們?cè)O(shè)計(jì)了5、7、11和13倍的單調(diào)諧濾波器。濾波補(bǔ)償前，用戶(hù)中頻電爐熔化階段的功率因數(shù)為0.91。濾波補(bǔ)償裝置投入運(yùn)行后，大補(bǔ)償為0.98容性。運(yùn)行濾波器補(bǔ)償裝置后，電壓總失真率( THD值)為2.02%。根據(jù)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/GB/T 14549-1993，電壓諧波(10KV)值小于4.0%。對(duì)5次、7次、11次和13次諧波電流進(jìn)行濾波后，濾波率約為82∽84%，達(dá)到我公司標(biāo)準(zhǔn)允許值。好補(bǔ)償過(guò)濾波的效果。、

因此，我們應(yīng)該分析諧波發(fā)生的原因，并采取措施抑制高階諧波，這對(duì)確保電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。

一、中頻爐諧波產(chǎn)生的原因

1.諧波是由非線(xiàn)性負(fù)載產(chǎn)生的，如可控硅整流器、開(kāi)關(guān)電源等。這種負(fù)載產(chǎn)生的諧波頻率是工作頻率的整數(shù)倍。例如，三相六脈沖整流器主要產(chǎn)生5次和7次諧波，而三相12脈沖整流器主要產(chǎn)生11次和13次諧波。

2.由于中頻爐、逆變器等逆變器負(fù)載產(chǎn)生的諧波不僅產(chǎn)生積分諧波，而且產(chǎn)生頻率為逆變器頻率兩倍的分?jǐn)?shù)諧波。例如，使用三相六脈沖整流器的工作頻率為820赫茲的中頻熔爐不僅產(chǎn)生5次和7次諧波，還產(chǎn)生頻率為1640赫茲的分?jǐn)?shù)次諧波。

諧波與電網(wǎng)同時(shí)存在,因?yàn)榘l(fā)電機(jī)和變壓器產(chǎn)生少量諧波。

二、中頻爐諧波的危害

在中頻爐的使用中,產(chǎn)生大量的諧波,導(dǎo)致電網(wǎng)嚴(yán)重的諧波污染。

1.高次諧波會(huì)產(chǎn)生浪涌電壓或電流。浪涌沖擊是指系統(tǒng)的短期過(guò)(低)壓，即時(shí)間不超過(guò)1毫秒的電壓瞬時(shí)脈沖。該脈沖可以是正的或負(fù)的，并且可以具有串聯(lián)或振蕩特性，導(dǎo)致電器燃燒。

2.諧波降低電能、熱電設(shè)備的傳輸和利用率,產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,使其邊緣老化,降低使用壽命,甚至故障或燃燒。

3.影響著供電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備；當(dāng)電網(wǎng)之中存在諧波時(shí)，投入電容器后其電壓增大，通過(guò)電容器的電流增加得更大，使電容器損耗功率增加。假如脈沖電流含量高，電容將過(guò)電流和負(fù)載，這將使電容超溫并加快邊沿物質(zhì)的脆化。

4.這會(huì)降低電氣設(shè)備的速度和使用壽命，增加損耗；它直接影響變壓器的使用容量和使用率。同時(shí)，也會(huì)增加變壓器的噪聲，大大縮短變壓器的使用壽命。

5.在電網(wǎng)中諧波源較多的地區(qū)，甚至發(fā)生了大量?jī)?nèi)部和外部電子電容器的擊穿，變電站中的電容器燒毀或跳閘。

6.諧波還會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置故障，導(dǎo)致電能計(jì)量混亂。這是電力系統(tǒng)的外部。諧波對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備的嚴(yán)重干擾。因此，改善中頻爐的電力質(zhì)量成為了應(yīng)對(duì)的主要焦點(diǎn)。

三、中頻爐諧波治理辦法

1.提高電網(wǎng)公共連接點(diǎn)的短路容量，減少系統(tǒng)的諧波阻抗。

2.諧波電流補(bǔ)償采用交流濾波器和有源濾波器。

3.增加轉(zhuǎn)換器設(shè)備的脈沖數(shù)以降低諧波電流。

4.避免并聯(lián)電容器的共振和系統(tǒng)電感的設(shè)計(jì)。

5.高頻阻斷裝置串聯(lián)在高壓直流輸電線(xiàn)上，以阻斷高次諧波的傳播。

7.選擇有利的變壓器接線(xiàn)模式。

8.設(shè)備分組供電，加裝濾波裝置。

四、中頻爐諧波治理設(shè)備

1）無(wú)源濾波裝置

2）有源濾波器設(shè)備

3）諧波保護(hù)器

諧波保護(hù)器等于電容串電抗，由于阻抗很低，電流量會(huì)這里流動(dòng)性，這事實(shí)上是阻抗分離，因而注入系統(tǒng)軟件的諧波電流基礎(chǔ)獲得處理。

諧波保護(hù)器通常安裝在精密設(shè)備的前面。它們是高品質(zhì)的諧波控制產(chǎn)品，能夠抵抗浪涌沖擊，吸收2~65倍的高次諧波，保護(hù)設(shè)備。照明控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、電視、電機(jī)調(diào)速設(shè)備、不間斷電源、數(shù)控機(jī)床、整流器、精密儀器、電子控制機(jī)構(gòu)等諧波控制。所有這些由非線(xiàn)性電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧波都可能導(dǎo)致配電系統(tǒng)本身或與系統(tǒng)相連的設(shè)備出現(xiàn)故障。諧波保護(hù)器可在發(fā)電源消除諧波，并自動(dòng)消除高次諧波、高頻噪聲、脈沖尖峰、浪涌和其他對(duì)電氣設(shè)備的干擾。諧波保護(hù)器能夠凈化電源，維護(hù)電器設(shè)備和功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備，避免保護(hù)器誤跳電，進(jìn)而維護(hù)電器設(shè)備在高地安全性運(yùn)作。