③在谐波电压作用下,电容器会产生额外的功率损耗,加快绝缘介质的老化。更为严重的是,大量谐波电流很可能引发电容器和系 统其 他元件之间的并联谐振或串联谐振,造成电容器超载而损坏;使与电容器连接的配电回路中所有线路、设备因电压闪变、超压、过负荷 而损 坏。

无功补偿装置设计问题

⑥对于电力电缆和配电线路,谐波电流频率增高会引起明 显的集肤效应,导线电阻增大,线损加大,发热增加,绝缘过早老化,容易发 生接地短路故障,形成潜在的火灾隐患。在智能建筑中大量集 中使用电子计算机和大面积采用电子节能气体光源照明的场合,中性线电流甚 至达到相线电流的2倍,致使中性线过热、烧毁,甚至导致火灾 。

凡是在电源|稳压器侧有整流回路的,都将因其非线性而产生高次谐波。变频器的主电路一般为交-直-交组成, 外部输入380V/50HZ的 工频电源经晶闸管三相桥路整流成直流,经电容器滤波后逆变为频率可变的交流电。在整流回路中,输入电流的波形为 不规则的矩形波,波 形按傅立叶级数分解为基波和高次谐波,谐波次数通常为6N±1(N为自然常数)。如果电源侧电抗充分小、换流重叠μ 可以忽略,那么第K 次高次谐波电流的有效值为基波电流的1/K。

(3)变频器使用专用接 地线,且用粗短线接地,邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开,使用短线。这样能有效抑制电流谐波对 邻近设备的辐射干扰。

低压补偿是 利用现代控制技术和短网技术将大容量、大电流的超低压电力电容接入矿热炉的二次侧的无功补偿装置。该装置不仅是无功 补偿装置原理的 最好体现,还可以使矿热炉的功率因数在较高值运行,降低短网和一次侧的无功消耗,消除3次、5次、7次谐波。调平三相 功率,提高变压器 的输出能力。控制的重点使三相功率不平衡度下降,达到三相功率相等。使坩锅扩大、热量集中,提高炉面温度,使反应 加快,达到提高产 品质量、降耗和增产的目的。

无功补偿装置设计问题

采用低压侧动态三相分补滤波补偿, 滤波装置投运后,使矿热炉内三相电极上 的有功功率相等,达到提高功率因数,减小三相功率不平衡 和改善生产指标的效果。

实践表明:中频炉谐波含量85%以上为低次谐波,而系统保 护类产品主要面向高次谐波,因此谐波改善轻微几乎可忽略,节能效果难以令 人满意,更为严重的是谐波能量大大超出节电设备承受范围, 长期使用容易损毁,事故频频,影响企业生产的正常进行。于是,面对众多终 端用户的迫切愿望,中频炉节能成为能效领域的老大难问题, 困扰着众多行业企业。

2.谐波使电能传输和 利用的效率降低,使电气设备过热,产生振动和噪声,并使其绝缘老化,使用寿命降低,甚至发生故障或烧毁;

1. 采用谐波治理支路(5、7、11次滤波),中频炉运行是自动跟踪,谐波就地解决,生 产时不影响其他设备的运行,投入后谐波无功达到 标准。

电压波动和闪变主要是由于负荷急剧变 动引起的。负荷的急剧变动使系统的电压损耗也应快速变化,从而使电气设备的端电压出现波动 现象。电压波动主要是由冲击性的非线性负 载的快速变化引起的,典型的非线性负载如电弧炉、轧钢机、电气化铁路等。当电压变化超过允 许值时,就不能满足用户对电压质量的要求 ,会导致设备运行性能不良,出现过电流、过热、保护装置误动作及设备烧坏等到事故,并且设 备性能、生产效率和产品质量都将受到影响 。其不良影响包括:影响产品质量、影响设备使用寿命、造成照明光通量的变化,总之,电压波 动和闪变对安全生产及人体健康都是极为不 利的。

无功补偿装置设计问题

配电网中存在着大量的三相不平衡负载,典型的如电气化铁路牵引负荷和交流电弧炉 等。这类负荷在接入电网后会向系统注入大量的谐 波电流,导致系统三相电压不平衡;同时,线路、变压器等输变电设备三相阻抗的不平衡 也会导致电压不平衡问题的产生。三相电压不平衡 会对负荷和电网元器件造成很大的危害。不平衡电压会导致中心点形成较高对地电压,从 而使电子设备积累大量的静电,对电子设备造成致 命的损坏;负序电流会造成变压器内部磁旋涡,使铁损加大,造成变压器发热,有效容量 减小;同时三相负载不平衡运行,将增加输配电线 路的损耗。

(4)设计裕度:消谐装置只针对提高功率因素,其电抗器的电抗率抑制谐波,分流谐波 电流少,因此设计裕度为1.2-1.5范围;而滤波装置 按照系统谐波频谱设计滤波通道,分流系统大部分的谐波电流,设计裕度不仅仅考虑无功 功率和考虑滤除谐波电流,其安全裕度为2.8-3.0 范围。因此,滤波装置安装容量比消谐装置安装容量大。