中頻爐諧波電流的危害

中頻爐的核心是電源系統(tǒng)，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(diào)節(jié)頻率的中頻輸出。可控硅(晶閘管)整流，可調(diào)節(jié)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(shù)降低。

逆變以可控硅進行換流，可控硅導(dǎo)通和關(guān)斷形成大量高次諧波(5、7、11、13次諧波，6n±1)，整流調(diào)節(jié)時，整流可控硅的非過零點導(dǎo)通，也是諧波產(chǎn)生的根源。因此，中頻爐系統(tǒng)諧波治理是非常重要的。

中頻爐系統(tǒng)諧波治理的傳統(tǒng)方法是LC濾波器，LC濾波器是傳統(tǒng)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(lián)(在諧波頻率附近成低阻)，除起濾波作用外，還兼顧無功補償?shù)男枰?

這種濾波器出現(xiàn)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(chǎn)生諧波共振(即諧波放大)，導(dǎo)致設(shè)備損毀，隨著時間諧振點會漂移，導(dǎo)致諧波濾除效果越來越差。同時，這一方式無法應(yīng)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(wǎng)中局部產(chǎn)生并聯(lián)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(yīng)使導(dǎo)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(chǎn)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(shè)備產(chǎn)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(shè)備產(chǎn)生干擾。

6.諧波電流使供電電壓產(chǎn)生畸變，影響電網(wǎng)上其它各種電器設(shè)備不能正常工作，導(dǎo)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(shù)較低;同時諧波功率和畸變功率都將造成較大的功率浪費。