淬火中频炉快速滤波器

1、现场描述

供配电系统有两台630KVA变压器供电，主要设备两台中频炉，一台中频电源功率220KW.一台中频功率175KW,由于中频炉产生大量高次谐波，致使原来供配电系统无功补偿发生电容器烧毁，系统功率因数无法达到供电局力率无功率要求。

现需要治理中频炉的数据如下：

一台：功率：220KW，输入380V交流，电流：380A，输出电压：700V。

一台：功率：175KW，输入380V交流，电流：320A，输出电压：700V。

由于中频炉用于加热淬火，系统基本功率因数在0.85范围，中频炉淬火时间根据锻件的要**调定加热频率不同。由于中频炉工作加热时间需要快速完成加热及快速断电，频繁操作。

2、现场谐波测试数据

根据现场测试中频炉220KW的谐波电流值，中频炉加热系统属于六脉波可控硅整流电源，按傅里叶级数谐波发生系数NK±1，所以本次中频炉所产生较大的谐波电流次为：5次，7次超标。

3、谐波危害性

对电力电容器的危害 当电网存在谐波时，投入电容后其端电压增大，通过电容器的电流就增大，使得电容损耗功率增大。对于膜纸复合介质电容器，虽然允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的 3.18 倍，对于全膜电容器允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的 1.43 倍，但如果谐波含量较高，超出电容允许的条件，就会使电容器过电流和过负荷，因而异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会迅速老化，尤其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时还可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。另外谐波的存在往往使电压呈现尖顶波形，尖顶电压波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质更能起到
加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。一般来说，电压每升高 10%，电容的寿命就要缩短 1/2左右。再者在谐波严重的情况下，还会使电容器鼓肚、击穿或爆炸。

4、谐波治理技术方案

4．1滤波器设计原则

a)      设计的滤波器兼具吸收谐波及无功补偿的双重作用；

b）滤波器投入后保证PCC点的各项谐波指标满足GB14549-93所列限值的要求；

c）功率因数达到需方厂家要求≥COSΦ0.93；

d）仿真计算滤波器投入后不与系统发生并联谐振，即在各种运行方式下的谐振点不出现在整数次谐波频率；

e）进行滤波器过电流、过电压**性能的校核；

f）以*经济的投资来实现本项目滤波器的技术、**指标；

g）滤波器的分组充分考虑负荷变动、而PCC点处又不允许无功倒送；

4．2滤波器设计参数技术方案

4．2．1滤波器设计方案

4．2．2滤波器设计仿真效果验算

根据现场测试淬火中频炉220KW的谐波数据，安装了HJZP-105无源滤波补偿装置后仿真验算滤除后各次谐波的电流值。

在滤波补偿装置投入运行后，系统的谐波电流大部分流入各滤波支路，根据计算机仿真计算的结果，谐波吸收后符合国家GB/T14549标准《电能质量·公用电网》中的规定。

4．3滤波补偿装置的安装及控制

滤波补偿HJZP-105并联安装于淬火中频炉220KW交流电源AC380V进线低压侧；滤波补偿HJZP-85并联安装于淬火中频炉175KW交流电源AC380V进线低压侧；

控制方式采用自动投入，退出方式：由于淬火中频炉的加热，断开时间间隔频繁，快速。滤波补偿装置的投入，切除同样也需要可以频繁、快速。所以滤波补偿装置采用的是动态可控硅开关电流控制，动态响应时间50ms。