一、什么是中頻爐？

中頻感應(yīng)加熱爐(下稱中頻爐)是一種迅速平穩(wěn)的金屬材料加溫設(shè)備，它靠直流變頻設(shè)備把三相直流交流電流變化為單相電高頻交流電流.直流變頻設(shè)備是中頻爐的關(guān)鍵機(jī)器設(shè)備，其造成的諧波能使轉(zhuǎn)動電動機(jī)造成額外輸出功率損耗和發(fā)燙，提升變電器和電力網(wǎng)的損耗，使電磁能計(jì)量檢定儀表盤造成偏差，對繼電保護(hù)裝置、自動控制系統(tǒng)設(shè)備等造成影響，比較嚴(yán)重時(shí)候造成錯誤操，諧波也有將會在無功補(bǔ)償，電容控制回路被變大，可能會導(dǎo)致電容過負(fù)載乃至毀壞;此外諧波還會對鄰近的通信路線造成影響，因而，功率大的中頻爐的諧波難題不容忽視。

二、中頻爐諧波原因來源以及諧波帶來的危害

1.中頻爐諧波的分析

中頻電源注人電網(wǎng)的諧波主要由整流裝置產(chǎn)生。以三相六脈動全控制橋整流電路為例，在理想的條件下能夠用大致方波表示整流電路交流側(cè)的各相電流，利用傅立葉分析法積累交流側(cè)的a相電流的式子圖如下：

 

從式(1)所知，在逆變電路溝通交流側(cè)電流中僅帶有6k土1(k為正整數(shù))次諧波電流，這種諧波稱之為三相6脈動飲料橋式整流電路的特點(diǎn)諧波，各次諧波電流有效值與基波電流有效值的比率(一般 稱之為n次諧波電流帶有率)都相當(dāng)于諧波頻次n的后.在具體電源電路中，因?yàn)檎髯儔浩髦凶唠娍沟墓π?，促使整流器閥的導(dǎo)通和關(guān)閉都必須有一個銜接全過程，逆變電路溝通交流側(cè)各相電流的波型將變?yōu)樘菪尾?，而已不是理想化?biāo)準(zhǔn)下的方波，因而，在具體情況下測出的n次諧波電流帶有率一般都低于1/n.

假如中頻感應(yīng)爐的逆變電路為12脈動飲料整流器，其特點(diǎn)諧波的頻次為(12k土1).先后推導(dǎo)，p脈動飲料逆變電路的特點(diǎn)諧波頻次為(p左士1)，各次諧波有效值與基波有效值的比率也都相當(dāng)于諧波頻次的后.因而，提升逆變電路的脈動飲料數(shù)，能夠降低注人電力網(wǎng)的高次諧波.

2.中頻爐諧波的來源

諧波的造成關(guān)鍵是來源于非線性電器設(shè)備的應(yīng)用:

A.具備鐵磁飽和特點(diǎn)的變壓器鐵芯機(jī)器設(shè)備，如:變電器、串聯(lián)電抗器等;

B.以具備明顯非線性特點(diǎn)的電孤為工作中物質(zhì)的機(jī)器設(shè)備，如:氣體放電燈、交流弧焊機(jī)、煉綱電弧爐、中頻感應(yīng)爐等;

C.以電力工程電子元器件為基本的電源變壓器機(jī)器設(shè)備，如:各種各樣電力工程變流機(jī)器設(shè)備(鎮(zhèn)流器、逆變電源、軟啟動器)、交流電機(jī)調(diào)速和變壓設(shè)備、大空間的電力工程可控硅可控性開關(guān)柜等，他們很多的用以化工廠、電氣設(shè)備鐵路、冶金工業(yè)、礦山開采等廠礦企業(yè)及其各種各樣的電器產(chǎn)品中。左右這種非線性電器設(shè)備因?yàn)樨?fù)載具備其電流不伴隨著工作電壓同歩轉(zhuǎn)變的非線性特點(diǎn)，促使穿過負(fù)載的電流呈非正弦波形，它由基波以及整數(shù)倍的諧波組成。造成的諧波使電力網(wǎng)工作電壓比較嚴(yán)重失幀。如某鑄造公司，選用35kV路線供電系統(tǒng)，關(guān)鍵用電量機(jī)器設(shè)備是中頻感應(yīng)爐。電力公司就該公司對公共電力網(wǎng)電能質(zhì)量的危害開展了檢測，檢測依據(jù)為:該公司6單脈沖中頻感應(yīng)爐造成的5、7次諧波電流造成35kV母線槽的工作電壓崎變率超過國家標(biāo)準(zhǔn)控制值。(見下數(shù)據(jù)圖表數(shù)據(jù)信息)

從圖中可以看出，該客戶用電設(shè)備產(chǎn)生的5、7、11、13次諧波電流分別為允許值的321、14、123、1.16倍。尤其是五次諧波分量已經(jīng)嚴(yán)重超標(biāo)。

3.諧波帶來的危害

諧波對電力系統(tǒng)擁有 比較普遍的各個方面?zhèn)?，具體表現(xiàn)為耗能提升、電導(dǎo)體發(fā)燙、及其對保護(hù)器及計(jì)量檢定儀器設(shè)備精確性等危害。

A.諧波對變電器的危害

當(dāng)較高頻率的電流引入變電器時(shí)，將造成趨膚效應(yīng)和相鄰效用，在繞阻中造成額外損耗，與變壓器線圈相關(guān)的鐵損亦有提升。變電器將造成超溫狀況。諧波工作電壓還會使變電器勵磁電流電流擴(kuò)大，高效率減少，功率因素值卜降。當(dāng)諧波工作電壓長時(shí)間具有且比較比較嚴(yán)重時(shí)，將會嚴(yán)重危害變電器主絕緣層。

B.諧波對電力工程電容器的危害

當(dāng)電容器組控制回路特性阻抗呈溶性時(shí)，串聯(lián)電容器對諧波電流起變大功效，非常是當(dāng)系統(tǒng)軟件等價(jià)感抗和電容器組控制回路容抗組成串聯(lián)諧振標(biāo)準(zhǔn)，造成電流串聯(lián)諧振時(shí)，即便較小的諧波電流也會變大若干倍，導(dǎo)致電容器的損耗大幅度提升，造成電容器的超溫或毀壞。此外，諧波工作電壓值提高使電容器的損耗指數(shù)和額外損耗提升，造成非常容易產(chǎn)生常見故障和減少電容器的使用壽命。

C.對輸電線路的危害

當(dāng)諧波電流根據(jù)架空電纜時(shí)，將會造成并聯(lián)諧振，乃至導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)的過壓。電線電纜在諧波工作電壓功效卜，絕緣層抗壓強(qiáng)度減少，泄露電流擴(kuò)大，使使用壽命減少。

除此之外，諧波還會對轉(zhuǎn)動電動機(jī)、繼電保護(hù)裝置和保護(hù)裝置工作中的可信性、精確測量和計(jì)量檢定儀器設(shè)備的精確性造成比較嚴(yán)重的不好危害。