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谐波产生的机理分析

谐波产生的机理分析

3．1中频装置谐波含量分析

电力电子装置是电力系统中数量最大的谐波源。这种装置的主要类型是多相换流装钻铤置，包括整流器、逆变器和变频装置。变频装置义包括交--直--交变频和交--交变频两种装置。前者是整流器和逆变器的复合，后者则是把工频交流直接换流成可调频率的交流。

常见的多相换流装置有：冶金和化工企业中的电解装置（非相控或限位开关效果是当10字头移动至要逾越正常的地位时、主动中断10字头移动可控型整流桥)，直流电弧炉电源（可控整流桥)，中频和高频感应电炉的电源，电动机调压和调频驱动的电源即节电器以及各种UPS设备f都是整流器和逆变器的复合)薄片材料和细线材的硬度。

多相换流装置的输入电流中的谐波电流含有率取决于下列因素：

（1)换流装置的脉动数，：

(2)换流装置导通的延迟角(或称控制角)口以及换相的重叠显示屏角：

（3)换流装置的控制型式，分为非相控、全控和半控型：

（4)换流装置是否处在检修工况：

（5)供电电源的电能质量。

3．2电弧炉谐波含量分析

电弧炉一般是三相式，通过专用的电炉变压器供电，变压器高压侧是6 kV、l 0 kV或35 kV，低压侧（电弧炉侧)为数百伏的额定电压。电炉变压器一般要串联电抗器，使得变压器短路阻抗和电抗器电抗之和达到o．33～o．5标么值。

电弧炉的冶炼过程分两个阶段，即熔化期和精烁期。在熔化期，相当多的炉内填料尚未熔化而呈块状固体，电弧阻抗不稳定。有时因电极都插入熔化金属中而在电极间形成金属件短路，并且依靠电炉变压器和所串电抗器的总电抗来限制短路电流，使之不超过电炉变压器额定电流的2～3倍。不稳定的短路状态使得熔化期电流的波形变化极快，实际上每半个工频周期的波形都不相同。严格地说，熔化期的电弧炉电流不适于傅里叶分析法，因为傅里叶分析法只适用于周期性变化的波形。但实际上仍是采用基于傅氏分析的方法来测量和计算电弧炉电流的谐波量，虽然这样做在数学上不严格，但尚无其他更好的替代方法。应当指出，电弧炉电流频谐包含着大量的谐问波，目前一般仪器不能测出。

在熔化初期以及熔青州化的不稳定阶段，电流波形不规律，故谐波含量大，主要是第2、3、4、5、6、7次谐波电流。据西北电研院实测，第2、3、5次谐波电流含有率常达5％～6％及以上，有时可达20％左右。但当某一次谐波电流达到i艮大值时，其他次谐波电流一般会是较小值。

在熔化期的稳定阶段，电流畸变率比精炼期的满足产品使用功能的同时要大些（例如大2／3)，但也不太严重。

在精炼期，电弧炉的电流稳定，且不超过额定值，电流中的谐波含有率不大，一般单次谐波电流不超过基波电流的2％～3％，总的电流畸变率也不超过3％～4％。

实际上电弧炉最重要的影响还不是谐波问题，而是电压波动和闪变。大型电弧炉会引起对电的剧烈扰动，有的大型炉的有功负荷波动，能够激起邻近的大型汽轮发电机的扭转振荡和电力系统间联络线上的低频振荡。电弧炉的基波负序电流也较大，熔化期平均负序电流为基波正序电流的20％左右。最大负序电流都发生在两极短路时，但这时谐波电流含量不大。

4控制谐波措施及意义

为了更好地保证用电质量，必须把谐波控制在一定范围。采用交流滤波装置就近吸收谐波源，所产生的谐波电流降低连接点的谐波电压，它一般由电力电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，运行中它和谐波源并连，除滤波外还兼顺无功补波纹管偿的需要。

通过以上论述得出，加强对电气设备的监控，选用合适的消除谐波装置，使谐波不进入lo kV 电，可从根本上杜绝谐波污染，保证电及设 备的安全运行。

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