中频炉工作原理及谐波治理

中频炉工作原理及谐波治理 谐波治理 0引言 【l】频炉工作原理及谐波治理 王亮 (温州电业局,温州325000) 近年来,公用电网中的谐波电流和谐波电压成 谐波能使电能的 为对电网环境最严重的一种污染. 传输和利用的效率降低,电容器等设备烧毁,继电 保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱,对 通信设备和电子设备会产生严重干扰等,造成十分 严重的危害.电力电子装置是公用电网中最主要的 ,如何降低电力电子设备对电能质量的影响 谐波源 成了供电部门治理谐波的主要着力点.本文结合中 频炉的工作原理及其谐波治理措施进行讨论,并提 出了解决方法,现介绍如下. 1中频炉工作原理 1.1中频炉电气原理 图1为国内较多采用的一种中频电源装置的主 电路,图2为其电路及波形图. KP,,_f-; Al l .cB 】 蜒C】 '—_ w fKK3.jE3 图1中频电源主电路 图2交一直一交变换 电网提供工频电源,经整流滤波后变成直流, 再通过逆变器转换成负载所需频率的中频交流.滤 波电抗器(L)除滤波外,还起着整流桥与逆变桥 收稿日期:2005—11-28 之间的交流隔离和限制短路时故障电流上升速率和 峰值的作用.在并联逆变器中,由感应线圈(L)和炉 料(R)组成的负载与中频电容(c)并联,工作于接近 谐振的状态.因此中频感应电源设备为电炉提供中 频大电流,使得熔炼炉具备了良好的加热功能. 1.2谐波分析 中频炉谐波主要由三相整流电路交流三相和直 流电流不断地换相引起的,在假定理想条件下,确 定其交流侧电流 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式,对其进行傅里叶分解,以 A相电压过零点为时间零点,则有: f2?3/不[sin(wf,)一l/5sin5(wt一)一1/7((wt一 1/11sinl1(wt一l/13sin(wt一5)一1/17sin(wt一 )1/19(wt一)+…】(1) 由式(1)可知,交流侧电流中仅含6k4-l(k 为正整数)次谐波,各次谐波有效值与谐波次数成 反比,且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数. 三相桥式整流波形和频谱如图3. 以上讨论的是整流变压器二次侧电流,即阀侧 的线电流.至于整流变压器一次侧的线电流,其波 .I. . n一 l 口 《 n/6, :C ,I I. 1571113 谐波次数 图3三相桥式整流波形和频谱 2006年4期四圆4,1 谐波治理 形随变压器的联结方式不同而有所不同. 2中频炉谐波治理措施 2.1LC滤波器 LC波滤器也称为无源滤波器,是由滤波电容 器,电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置,与 谐波源并联,除起滤波作用外,还兼顾无功补偿的 需要.实际应用中常用几组单调谐滤波器和一组高 通滤波器组成滤波装置.单调谐滤波器是利用串联 的L,C谐振原理构成的,只要将滤波器的谐振次 数设定为与需要滤除的谐波次数一样,则该次谐波 将大部分流入滤波器,从而起到滤除该次谐波的目 的.高通滤波器可设置为对次数较高谐波呈现低阻 抗,使得这些谐波电流大部分流入高通滤波器. 这种滤波器成本比较低,但也存在一些较难克 服缺点:中频炉的功率因数较高,一 般都在0.9以上,电容组数多也会出 现无功倒送问题, 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计较难,一 般只能对起主要作用的5,7次谐波采 取分流或滤波;单调谐滤波器的谐振 频率会困电容,电感参数的偏差或 变化而改变,电网频率也会有一定 波动,这将导致滤波器失谐;电网阻 抗变化会对滤波装置尤其是其中的 单调谐滤波器的滤波效果有较大影 响,更为严重的是,电网阻抗与滤波 装置有发生并联谐振的可能,需在 设计时充分考虑. 2.2有源电力滤波器(APF) 器未能补偿的谐波这样的一个混合系统性能好于 只使用LC滤波器,而有源电力滤波器只需提供很 小的补偿电流,因而容量不需很大. 有源与无源混合补偿,滤波性能较好,装置容 量大(与有源比较),成本相对较低. 2.4多相整流电路 本文通过改变整流器交流侧的变压器的接线形 式抵消较低次的特征谐波. 图4中I,?两个三相桥式整流电路就是通过 变压器的不同联结构成12相整流电路的,该电路一 次侧只有1个绕组,为星形联结;二次侧有2个绕 组,一个为星形联结,另一个为三角形联结,分别 为桥I和桥?供电,三个绕组匝数比依次为1:1:?3, 相当于桥I和桥n分别接在YyO和Yd11联结的整流 变压器上. 图4由两个三相桥式电路构成的12相整流电路及其波形 有源电力滤波器是谐波抑制比较新的方法,它 是一种电力电子装置,其基本原理是从补偿对象中 检测出谐波电流,由补偿装置产生一个与该谐波电 流大小相等而极性相反的补偿电流,从而使电网电 流只含基波分量.这种滤波器能对频率和幅值都变 化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受阻抗的影 响,因而受到广泛重视,并且已在日本等国获得广 泛应用.但该滤波器成本高昂,投资回报长,大多 数中频炉企业较难承受. 2.3混和型滤波补偿 利用有源电力滤波器与多组LC滤波器并联使 用.LC滤波器包括多组单调谐滤波器及高通滤波 器.对于三相桥式整流电路这样谐波源,LC滤波器 典型的组成包括5,7次及高通滤波器,有时可能包 括11次,甚至13次滤波器.这样,绝大多数由谐 波源产生的谐波已由LC滤波器滤除,有源电力滤 波器能起到拾遗补缺的作用,它只需补偿LC滤波 柏四豳豳2006年4期 则桥I的阀侧线电流与其感应的网侧线电流相 同,即: i,A=2?3/Trld{sinwt一1/5in5wt一1/7sin7wt+1/ 11Sirl11wt+1/13sin13wt一1/17sin17Wt一1/ 19inl9wt+…}(2) 根据Yd11变压器一次与二次线电流的关系,桥 ?阀侧线电流表达式可得其感应的网侧线电流应为: ixA1/7T,d{Sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/ 11Sin11wt+1/13sirl13wt+1/17sin17wt+1/ 19sinl9wt+…}(3) 故合成的网侧电流为: iAiA+fTIA一--41d/【Sinwt+1/11Sin11wt+1/ 13sinl3wt+…】(4) 可见,两个整流桥产生的5,7,17,19…次谐 波相互抵消,注入电网的只有l2k土1(k为正整数) 次谐波,且其有效值与谐波次数咸反比,而与基波 有效值的比值为谐波次数的倒数. 既然通过2个相角差30.的变压器分别供电的 2个三相整流桥可构成12相整流电路,其网侧电流 仅含12k4-1次谐波,类似地,通过依次相差20. PLC控制技术 PLC给水泵自启动控制在发电厂巾的应用 张彬 (永荣矿业有限公司发电厂,重庆荣昌402465) [摘要]介绍了PLC在给水泵自启动控制ft.统中的应用,以~-/&r系统的组成, 工作原理,运行情况及经济 安全情况分析对比. 关键词PLC给水泵自动控制 0引言 永荣矿业有限公司发电厂现有5台35t/h循环流 化床(沸腾炉)锅炉,4台6000kW汽轮发电机组, 8台150kW给水泵,4台喷雾填料式除氧器,总装机 容量24MW由于我厂各台锅炉采用给水母管制, 为经济调度给水泵提供了前提条件,经过实验,用 3台给水泵带4台锅炉切实可行,从而可停运1台给 水泵.为了保证锅炉事故状态下或给水泵事故状态 下锅炉给水的可靠性和稳定性,以防止锅炉因缺水 而全部停运的事故,必须使备用给水泵在事故状态 下紧急全自动投运,从而避免事故的发生,因此须 设计给水泵自启动控制系统. 1给水泵自启动控制系统 1.1系统组成 给水泵白启动控制系统由信号采集,PLC逻辑 收稿日期:2005—09-30 控制,给水泵,出水电动阀门控制,被调对象给水 泵及出水电动阀门组成,其系统框图如图1. 给水 图1给水泵自启动控制系统框图 1.2实现功能 (1)给水压力低一值时,相应启动第一台备用 给水泵,在给水泵启动稳定后,自动打开出水电动 门,投入给水泵. (2)给水压力低二值时,相应启动第二台备用 给水泵,在给水泵启动稳定后,自动打开出水电动 门,投入第二台给水泵. (3)给水压力高一值时,相应自动关断出水电 动门,停运第一台备用给水泵,发出声光信号提醒 运行人员对控制开关复位. (4)给水压力高二值时,相应自动关断出水电 动门,停运第二台备用给水泵,发出声光信号提醒 的3个变压器分别供电的3个三相整流桥就可构成 18相整流电路,其网侧电流仅含18k4-1次谐波,通 过依次相差15.的4个变压器分别供电的4个三相 整流桥就可构成24相整流电路,其网侧电流仅台 24k?1次谐波. 根据以上分析可知,通过多相整流技术可使中 频炉流入电网的谐波含量大大下降,达到治理目 的该办法解决了有,无源滤波装置由于用户管理 或者电气元件故障原因不能与中频炉同时投切的缺 陷,有效地治理了低次谐波. 3结束语 中频炉的大量挂网运行已导致了电网谐波污染 日趋严重,在电网薄弱的区域,甚至发生了大量电 子表内电容击穿,变电所电容器烧毁或跳闸,继电 保护误动作,各地供电部门都纷纷采取措施进行治 理.本文提及的4种谐波治理方法都已在含谐波源 用户处应用,前三种是补救性的治理方法,即为克 服既存谐波问题所采用的方法,而后者是避免中频 炉谐波出现的预防性的措施.供电部门在确定含有 中频炉负荷用户供电方案时,首先应 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 中频电源 装置采用多相整流技术,从根本上阻止中频炉的低 次谐波进入电网,达到谐波治理目的. 参考文献 【1】鲍伟勇,变频谐振高压试验装置在GIS站内的应用,重庆: 申.工技术.2004(7):8 2006年4期四圆49