中频炉滤波装置Word文档格式.docx

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•交流整流的直流用电设备：

如电力机车、电解、电镀等。

•交流整流再逆变用电设备：

如变频调速、变频空调等。

•开关电源设备：

如中频炉、彩色电视机、电脑、电子整流器等。

这些用电设备都是非线性用电设备，但它们产生的谐波各不相同，具体举例分析如下：

电弧加热设备是由于电弧在70伏以上才会起弧，才会有弧电流，并且灭弧电压略低于起弧电压，造成弧电流与弧电压的非线性（如图所示）。

此外，弧电流的波形还有一定的非对称性。

正是由于弧电流是非正弦波，造成电弧加热设备对电网的谐波污染比较大，而且多为18次以下的低次谐波污染。

其实电焊机在上世纪四、五十年代已广泛应用。

由于当时电弧加热设备量少，电焊机应用的同时率就更小了，对整个电网的影响比较小，但在当时已发现在烧电焊时，局部低压电网的电压和电流变化很大，有较大的谐波影响。

交流整流直流用电设备的谐波产生的原因是由于整流设备有一个阀电压，在小于阀电压时，电流为零（如图图所示）。

这类用电设备为了提供平稳的直流电源，在整流设备中加入了储能元件（滤波电容和滤波电感），从而使阀电压提高，加激了谐波的产生量。

为了控制直流用电设备的电压和电流，在整流设备中应用了可控硅，这使得该类设备的谐波污染更严重，而且谐波的次数比较低。

交流整流再逆变用电设备，在交流变直流过程中产生的谐波与上述的交流整流直流用电设备一样，它在直流逆变成交流时又有逆变波形反射到交流电流，这类设备产生的谐波分量不仅有低次谐波，也有高次谐波（如图所示）。

虽然这类设备单台容量比上述两类设备容量要小，但它的分布面广，数量多，是目前推广使用的技术手段，因此它的谐波污染应引起足够关注。

开关电源设备目前应用很广，它的工作原理是先把交流整流成直流，通过开关管控制变压器初级电流的开通和关闭，从而在变压器二次侧感应出电流，供给用电设备。

此外，开关电源的频率比较高一般在40kHz左右，不仅在整流时产生谐波，而且在开关管开闭时，反射40kHz左右的波至电源。

这类用电设备同样是单台容量不大，但它是应用面最广、量最大的非线性用电设备，它还有一定量的三次谐波，造成配变的中心线电流居高不下，而且三次谐波还会通过配变污染到10kV电网。

二、谐波治理的基本方法

目前谐波治理的基本方法有以下三种，在治理过程中又可以采用变电所集中治理和非线性用电设备处分散治理两种方法。

按谁污染谁治理的原则，应该在非线性用电设备处分散治理。

但对于电脑，彩电，节能灯等民用设备，则只能进行集中治理。

1、减少非线性用电设备与电源间的电气距离。

也就是减少系统阻抗，换句话说就是提高供电电压等级。

例如，在丽水电业局的遂昌钢厂就取得了不错效果，该钢厂原是用35kV供电，由两个110kV变电所各架设一回35kV专线供电，而它的主要用电设备是电弧炉，虽然进行了五次、七次谐波治理，但在110kV的35kV母线上测得谐波分量仍接近或稍超国家标准。

但在丽水局在遂昌新建了一个220kV变电所而且离该钢厂仅4km左右，用5回35kV专线供电，使35kV母线的谐波分量控制在国家标准以内，此外该厂还使用了较大容量的同步发电机，使这些非线性负荷的电气距离大大下降，使该厂生产的谐波对电网的危害性下降，这种方法投资是最大的，往往需要和电网发展规划相协调。

2、谐波的隔离。

非线性用电设备产生的谐波，它不仅直接影响到本级电网，而且经过变压器后，还会影响到上几级电网。

如何把这些非线性用电设备产生的谐波不影响或少影响其他几级电网，这也是谐波治理的一个基本方法。

这一方法在电网中广泛采用，发电机发出的电能经过Y/△、Y0/△、Y0/Y等接线组别的变压器，把发电机产生的三次、九次等零序分量的谐波与上级电网隔离开来，因此在110kV以上高压电网上，三、九次谐波分量很小，几乎是零。

而10kV由于大多数配变为Y/Y0接线，35kV也有少量Y/Y0接线的直配变，因此在10kV和35kV系统中三、九次谐波分量会比高压电网大。

为了减少低压对10kV电网的影响，我局现在10kV配电系统中推广使用了D，yn11接线组别的配电变压器，有效的减少了三、九次谐波的影响。

3、安装滤波器。

目前对变电所侧和用户侧谐波治理的方法，多采用安装滤波器来减少谐波分量。

滤波器分为有源滤波器和无源滤波器两大类。

有源滤波器的基本工作原理是把电源侧的电流波型与正弦波相比较，差额部分由有源滤波器进行补偿，这是谐波治理的发展方向。

目前由于功率电子元件容量做不大、电压做不高，而且成本很高，因此在现阶段不可能大量推广应用。

随着科学技术的发展，功率电子元件的成本下降，这一技术一定会在谐波治理上占主导地位的。

无源滤波器是通过L、C串联或并联，使其在某次谐波产生谐振，当发生串联谐振时，使滤波器两端该次谐波的电压很小，几乎接近零，这类滤波器往往接在变压器的二次侧出口处，从而使变压器的一次侧该次谐波的分量也很小，达到对该次谐波治理的目的。

串联无源滤波器多用于对五、七、十一次谐波治理中，而且往往同时采用两组以上滤波器，谐振在五、七次，同时起补偿电容器组的作用。

目前，在电力行业中，它多用于35kV和110kV变电所的10kV母线上，两组滤波器中的电容器容量大于变电所无功补偿容量，串联电感后，谐振在五、七次谐波频率中，使无源滤波器一物二用，具体计算公式如下：

当无源滤波器中，L、C串联谐振在n次谐波频率时，。

电容器和电感在工频时的参数：

Xc＝n2XL得，当n＝5时，Xc＝52XL＝25XL

Uc＝1.04U，Qc＝1.04QLC

当n＝7时，Xc＝72XL＝49XL，Uc＝1.02U，Qc＝1.02QLC

一般在电容器无串联电感时，电网额定电压为10kV，变压所母线电压在10.5kV以上，电容器额定电压多选用11kV/。

因此，用整治五次谐波的滤波器电容额定电压就常选取11.5kV/或12kV/，用来整治七次谐波的滤波器电容额定电压就常选取11kV/。

但是由于计算精度和电容器、电感器的制造精度等原因，若按计算结果数据来配备，在标准化审查时就通不过，为了保证串联滤波器能在五、七次谐波频率时谐振，我们要求电感有一定的调节范围，从而确保滤波器能正常工作。

具体调试方法如下图，调节电感,在谐波分析仪中该次谐波值最小时，则认为滤波器已调试成功。

三、谐波治理方法的总结和发展

在电力系统中，供电电压波型是中心对称的，因此基本上不含有偶次谐波，主要存在在奇次谐波，而三、九次谐波可以通过Y0/Δ、Y0/Y、Y/Δ接线组别进行隔离。

而11、13次以上谐波由于其频率比较高，而且输电线路有一定电感量，对地又有一定电容量，相间及线间也有一定电容量。

因此，高次谐波在线路传输过程中衰减比较快，同时高次谐波在电网中所占的比重也不大，故在电力行业中不作为主要整治对象。

在10kV配电系统中，配变多采用Y/Y0接线，Y0（400V）侧由于有非线性用电设备，会产生三、五、七……次谐波，五、七次谐波可以用串联LC滤波器进行治理，而对三次谐波往往采用并联谐振使三次谐波在主变一次侧和二次侧之间进线隔离，其原理如下：

当L、C并联谐振在三次谐波频率时，三次谐波电流流不过主变二次侧线圈，从而使主变一次侧感应不出三次谐波的电压分量，同时使中性线三次谐波电流大大下降。

a、综上所述，对于电力行业的谐波治理方法有以下四种基本方法：

1、采用Y0/Δ、Y0/Y、Y/Δ接线组别的变压器，隔离三、九次谐波。

2、采用L、C串联无源滤波器，对五、七次谐波进行治理。

例如，丽水局的110kV景宁变电所由于10kV负荷中，中频炉占有较大比重，从实测数据看，主导谐波为5、7，11，13，19，32，33，34，36，38次。

补偿电容器的投入后，对低次谐波有放大作用，10kV母线电压畸变率由6％上升为8.5％，对高次谐波有一定滤波作用，而且电容投入运行后，会使电容器端电压升高，导致电容器损坏。

目前，在一、二段母线上各加一组五次和七次滤波器（容量为200kVAR×

18只五次；

200kVAR×

12只七次）后，不但使五、七次谐波有明显压制，而且提高了功率因素，使供电量增加、线损下降。

具体测试数据如下：

总谐波3次谐波5次谐波7次谐波11次谐波

治理前6.050.73.752.361.52

电容器投入8.020.955.864.781.63

治理后3.780.71.20.41.5

3、采用L、C并联无源滤波器，对三次谐波电流进行阻塞。

例如，本市中心医院的外科大楼及门诊楼引入新的进口设备，由于低压系统有三次谐波分量，造成新引入的医疗诊断设备不能正常运作，医院采用了L、C并联无源滤波器，串接在变压器中性点上，从而使三次谐波得到压制，使医疗诊断设备能够正常工作。

4、加强电网建设，扩大电网容量，增加旋转备用容量。

b、对于非线性用电设备的谐波治理方法有以下五种方法：

1、对电弧加热用电设备，采用多相（六相、十二相等）电弧炉变压器，从而使低次谐波分量下降，高次谐波分量上升。

目前最常用的是Y/Y0、Δ/Y0两变压器分别接两台相同容量的电弧炉，并使两炉同步作业，通过LC串联无源滤波装置进行局部治理，达到用电设备产生的谐波不超标。

2、对于交流整流直流用电设备采用多相整流。

多相整流产生的谐波多为整流相数±

1次，对12相整流设备，谐波分量最大是11次和13次，而对24相整流设备，则是23次和25次。

谐波频率越高，L、C串联滤波器的投资越小，谐波在输电线路中传输衰减越快。

3、开关电源设备谐波治理。

工业用的典型设备是中频炉，目前广泛采用Y/Y0、Δ/Y0两台变压器初级并联，带两台相同容量中频炉同步运行，以提高整流时产生谐波的次数，在中频变换中进行L、C串联吸收,以减少中频谐波反射到电源侧，其接线如下图所示，

例如，浙江省青田县特种钢厂，引进了美国生产的中频炉，采用Y/Y0、Δ/Y0两台变压器分别接中频炉，使其产生的谐波对电网的影响明显降低。

4、变频器的谐波治理。

在发达国家中是变频器和变频器谐波治理设备是配套供应的，由于变频器的设备价格和配套的变频器谐波治理设备的价格相差不多，我国的好多用户，往往只安装变频器，不安装配套的谐波治理设备。

随着变频技术的推广，会使电网中的谐波影响加剧，因此希望用电管理部门做好用户工作，做到变频器与配套的谐波装置二者同时设计，一起投运。

5、用户侧多投一些同步电动机，它一方面可以进行无功补偿，减少电压波动及电压闪变，另一方面它又能吸收一部分谐波电流，对谐波治理也有很大好处。

例如，遂昌钢厂，在同步电动机全开时，110kV古市变和金溪变35kV母线的电压，谐波分量基本能在允许范围内，如果同步机停运，则这两点的电压谐波分量会超标，因此用户投入同步机对电网是有利的。

单相电焊机它是一个谐波源，在五十年代出现过电动机带动直流发电机。

直流发电机提供电焊机电源，这也是一种谐波治理方法。

在三十年代，上海的电车、电镀都是用交流电动机带动直流发电机来供电车和电镀电源。

但是在整流技术发展的今天，我们当然不会使用这一落后的技术手段来治理谐波，而是采用价格低廉的无源滤波器。

在供电系统中进行谐波治理有不少困难，非线性负荷不是24小时平稳运行的，如电弧炉、中频炉在出炉时会停运，在熔化和冶炼过程中，出力又有变化，因此谐波是在变化的。

所以采用一个或几个固定的无源滤波器的投切，不可能和非线性负荷变动进行同步，而目前有源滤波器又不可能大力推广。

从技术上说，目前对谐波治理有一定难度，而且虽然串联L、C无源滤波器对五、七次谐波起了治理作用，但是对某次谐波在某个条件下会起放大作用，从这一点来看，希望加强用电设备的治理工作。

在变电所补偿设备中串入一定电感，可以使之成为五、七次谐波治理设备，同时还可以起到补偿作用，以达到一物二用。

但在设计方面则要请有丰富经验的设计单位设计，在浙江省可以请浙江省电力试验研究所，他们在五、七次谐波治理中已取得了很好的成果，在他们的指导下，各供电企业可以自己动手，从小到大做一些谐波治理工作，解决一些谐波污染问题，这对各供电企业的自身提高是有帮助的。

你好：

麻烦个事。

我们这里有台0.75吨350KW的中频炉，当炉子开起来的时候，我的数控车床，有时能工作，有时不行，提示：

对刀程序，老这样，厉害时电压升高，烧我的编程器，找数控车床厂家修了，换了几个，花了不少钱，还是有问题，怪着急的，耽误事。

请问：

这是怎么回事呢？

回复：

7楼

中频炉在运行时注入电网的5次和7次等谐波电流严重超标。

由于目前中频电炉的使用比较普遍，故对电网造成严重的谐波污染和干扰影响，威胁到电网设备的安全运行，必须在谐波源用户就地采取抑制谐波的措施，这是最经济有效的。

有谐波治理需要可加我qq：

7楼的朋友你好：

因为中频炉是把交流通过可控硅整流成直流的设备他是产生谐波源设备中的一种，所以当中频炉在冶炼时，电流增加升温过程中，切波和谐振自然产生低次5次=250HZ、7次=350HZ谐波和高次谐波电流、电压，产生这些谐波会影响正常50HZ的数控设备，就出现你的设备乱程序，不能正常工作，谐波电流、电压大、高的话，不仅烧编程器，厉害时会不知道在什么时候电容柜中电容鼓肚，爆炸起火或不能用，变压器和线路也不知道在什么时候什么原因着火。

更别说影响他人如精密仪器测试数据不准，谐波反馈电网含有谐波电网同样影响输电、用电质量等，所以才进行谐波治理无功补偿节能环保。

你没告诉我们你的无功功率因数是多少？

有供电罚款的话（我们遇到多数是有供电罚款），一般说明无功功率因数在0.73-0.83左右，比较低，我们同时节能省10-30%的电费。

需要的话，联系我们！

7楼的朋友

我想：

每天有成千上万这么大浏览量、有这么多做谐波治理无功补偿的热心的专业的同行，谐波治理无功补偿问题处理这个内容，在XX自然排名第一页上，基本上都会看到，也会留言帮你的。

上面的朋友就是个很好的例子。

你说呢？

朋友。

在一个，大家在用电过程中，遇到什么问题，需要我们，就留个话，我们能想办法的想办法，能帮的就帮。

或共同想办法、探讨。

谐波治理带来的好处

1.节能增产提效：

具体内容参考：

安装谐波治理装置后，有效的降低了谐波电流，增加了变压器的有效容量，可增加相应的带载能力（或者这样：

电费不变，产量提高10-30%左右，节能增产提效）减少扩容所需的投资。

可有效的降低变压器的损耗，提高变压器的安全运行系数，起到节能降耗的目的。

2.利人利己还受表扬：

谐波治理，改善客户用电质量；

既不影响国家电网也不影响其他系统，利人利己。

假如：

不进行谐波治理，供电部门限电限期整改，多交电费或罚款。

3.保护用电设备及元件：

既节能降耗，又保护自己的用电设备安全运行，还不烧毁开关柜上的保险管，击穿电容等。

我那里有台0.75吨350KW的中频炉，800变压器，6、7月份2个月烧2台变压器，因为我们不懂，又鼓坏了一台，怎么回事，原来也没有这样，疼死我了。

麻烦，你们，请问这是怎么回事？

有什么办法解决？

6月份天热，温度高，才用一个多月，就坏了，找厂家，说是我们电流开的太大，过载烧坏的，不是质量问题，疼的我，没法说。

又换了台新的，因为我们不懂，又鼓坏了，你看看，这事闹的，烦死了，刚换这台，7月29号，下雨的那天，打雷又烧了。

真疼人。

请教专家：

是不是打雷的原因？

一样的设备，我4弟那里，用了快2年了，可好了，只是变压器鼓了大肚子了，这样，他按了什么新鲜东西，什么高科技产品，什么谐什么波的，还能用。

还省电钱。

找那个厂家，找不到了。

你们这里能帮忙吗？

我这里有台变压器，是35000V变800V，什么Y、A型接法，现接2台6吨中频炉，要治谐波，我不明白怎么又是6、又是12脉冲？

请问6脉冲12脉冲是怎么回事？

我不明白？

楼上的朋友，你说的烧变压器情况，我们经常碰见，换了又烧了，我们非常理解你的心情；

现就你说的情况分析以下：

1。

是不是用户变压器都是在册的？

不能随便想换多大就换多大？

2。

所换变压器的型号，除你买回来的线包是铜线还是铝线等材质外一般都和原来的一样，它出问题，全部没电？

3。

只有中频炉，回火炉、电机等设备，有没有其他的如变频器等用电大的设备？

除此之外，一般没问题。

我们济南三友机电技术开发中心陈开顺从事开关柜、节能环保、谐波治理、无功补偿行业30多年，专业、实践告诉我们：

主要是

变压器小马拉大车，电流过大，负荷严重过载，散热不好。

在一个就是，你那里中频炉他是交流变直流的整流设备，在20MS一个基波因切波和谐振，加大电流升温的融化金属材料过程中自然产生5次=250HZ、7次=350HZ、11次=550HZ谐波或高次谐波源的生产设备？

他是烧你变压器的，还有烧电抗器、电容器等的根本原因。

这就是谐波的危害（参考见的内容）见下面

1.2谐波的危害

1.2.1对电力系统的影响：

①造成电网污染，电网电压的严重畸变，影响线路的稳定运行和电网的质量。

②供电系统损耗增加，系统功率因数降低；

1.2.2对电力设备的危害：

①电缆电线过热，绝缘老化加速，易损坏并导致线间短路和接地故障引起电气火灾和人身电击事故；

②变压器和马达的过热，损坏甚至于烧毁变压器、电抗器；

③补偿功率因数的电容器过热，寿命短、易鼓肚、损坏、爆容；

④断路器及漏电保护装置、接触器、热继电器等电气保护元件过热，失灵，误动作，接地保护装置功能失常；

⑤中性线过负荷、发热，甚至于烧损、着火；

1.2.3产生对计算机网络、通信、有线电视等弱电系统设备的干扰。

1.2.4谐波对人体有影响：

电网谐波的电磁辐射会直接影响人的脑磁场与心磁场。

估计：

要是没有进行谐波治理90%可能是他造成。

这的需要现场测试。

雷击可能性很小纯属巧合。

变压器都有接地装置，他就起到防雷作用。

建议：

先找根本问题、原因，找专业谐波治理的，现场测试：

看看有没有谐波；

有，看看谐波含量多少？

（）

找一个你信的过，让他给你测试、如果你那里无功功率因数在0。

73-0。

83的话他还能给你做到既治理谐波又节能节电，还能省10-20%左右的电费，相当于电费不变，提高你的产量的。

由于自己学识浅博，所说之事，仅供参考！

1谐波简介陈开顺

1.1谐波的来源谐波主要来源于三个方面，一是发电源质量不高产生；

二是输配电系统产生；

三是用电设备产生。

但主要的来源是第三方面。

经统计表明，由整流装置产生的谐波占所有谐波的40%，而变频装置常用于风机、水泵等设备中，采用了相位控制，产生的谐波成分很复杂，而且对电网造成的谐波也越来越多。

中频炉、电弧炉、电石炉在加热时产生的谐波电流平均达到基波的45%。

家用电器如电视机、计算机、洗衣机也是谐波的主要来源之一。

电力系统中有非线性（时变或时不变）负载时，即使电源都以工频50HZ供电，当工频电压或电流作用于非线性负载时，就会产生不同于工频的其它频率的正弦电压或电流，这些不同于工频频率的正弦电压或电流，用富氏级数展开，就是人们称的电力谐波。

1.2谐波的危害

1.2.1对电力系统的影响：

1.2.2对电力设备的危害：

②变压器和马达的过热，损坏甚至于烧毁电抗器；

1.2.3产生对计算机网络、通信、有线电视等弱电系统设备的干扰。

1.2.4谐波对人体有影响：

2谐波治理

谐波治理就是在谐波源处安装滤波器，就近吸收谐波源产生的谐波电流，现在广泛采用的滤波器为无源滤波器，另外有利用时域补偿原理的有源滤波器，这种滤波器的优点是能做到适时补偿，且不增加电网的容性元件，但造价较高。

无源滤波装置，吸收5、7、11次及高次谐波，而所有滤波支路对基波呈现容性，正好满足无功补偿要求，不必另装并联电容器补偿装置，这种方法经济、简便，国内外广泛采用。

滤波器的种类。

滤波器大致分为以下六种类型：

①单调谐波滤波器；

单调谐滤波器通频带窄，滤波效果好，损耗小，调谐容易，是使用最多的一种类型。

②双调谐滤波器；

双调谐滤波器可替代两个单调谐滤波器，只有一个电抗器（L1）承受全部冲击电压，但接线复杂，调谐困难，仅在超高压系统中使用。

③一阶高通滤波器；

一阶高通滤波器因基波损耗大，一般不采用。

④二阶高通滤波器；

二阶高通滤波器通频带很宽，滤波效果好，既可调谐振点，又可调谐曲线锐度，并可防意外共振与放大，因此也有以二阶宽通带做低次滤波器。

⑤三阶高通滤波器；

三阶高通滤波器一般用电弧炉滤波。

⑥“C”式高通滤波器。

“C”式高通滤波器，用于电弧炉滤波，对二次谐波特别有效。

3变频器供电系统的谐波治理与无功补偿原理和应用

下面就TSC动态无功功率补偿装置和固定投入的滤波装置的结构、原理作简要介绍。

其特点是晶闸管电子开关将滤波器投入、退出电网速率为10mS，无功