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中频炉谐波分析的理论方法

2020-03-05 13:01:22 admin 6204

 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。

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:

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,所有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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