某钢厂由一路10kV进线,厂内安装两台中频炉变压器,单台容量为3150KVA,10kV/720V,每台变压器带2台中频炉,总功率为3200kW.
另外有一台动力变压器,容量为200KVA,10kV/400V.
由于谐波干扰,电力部门只允许中频炉夜间生产。
2.中频炉的谐波特性
中频电炉是将工频50Hz交流电进行整流,然后再逆变为中频300Hz~10KHz电源,利用电磁感应原理进行加热。
中频炉属交一直一交供电,整流部分一般采用三相桥式电路,直流回路的脉动数为6,
变流器的特征谐波频谱计算公式:
n=kP±1
式中 P-变流器脉动数;
K-正整数,K=1、2、3、…
按上式计算,中频炉的特征谐波为5、7、11、13次谐波,由于存在非对称触发等原因,可能会产生其它次数的非特征谐波,但是主要以特征次谐波为主。
3.谐波测量结果
测量点选在2#变压器的10kV进线侧,由测量结果可知,2#变压器的自然功率因数为0.72,电压总畸变率为9.0%,谐波电流主要集中在5次、7次、11次。
其他说明
测量结果见表1。 | ||||||||||
表1 2#变压器10kV进线测量参数 | ||||||||||
测量点 | 电压(kV) | 电流(A) | 有功功率(kW) | 无功功率(kvar) | 功率因数 | |||||
小 | 平均 | 小 | 平均 | 0.72 | ||||||
总进线 | 9.86 | 171 | 1256 | 2582 | 2782 | 456 | 940 | 1125 | ||
表2 总进线背景(中频炉不生产时)谐波电压测量结果 | ||||||||||
基波电压: | A相畸变率 | B相畸变率 | C相畸变率 | |||||||
9.86kV | 2% | 1.99% | 2.10% | |||||||
表3 中频炉生产时总进线的谐波电压测量结果 | ||||||||||
基波电压: | A相畸变率 | B相畸变率 | C相畸变率 | |||||||
9.86kV | 8.60% | 8.40% | 9.00% | |||||||
谐波次数 | 2 | 3 | 4 | 5 | 7 | 9 | 11 | 13 | 17 | 19 |
谐波电流(A) | 0 | 4.5 | 0 | 20.8 | 11.1 | 0 | 5.7 | 3.9 | 0 | 0 |
表4 总进线(10kV)的谐波电流测量结果(I1=171A) | ||||||||||
谐波次数 | 2 | 3 | 4 | 5 | 7 | 9 | 11 | 13 | 17 | 19 |
谐波电流(A) | 0 | 4.5 | 0 | 20.8 | 11.1 | 0 | 5.7 | 3.9 | 0 | 0 |