中频电源原理及调节.docx

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1、中频电源原理及调试步骤主电路原理本系列中频电源装置是采纳晶闸管元件，将三相工频沟通电整流为直流，经电抗器平波后，成为一个恒定的直流电流源,再经单相逆变桥，把直流电流逆变成肯定频率的单相中频电流。负载是由感应线圈和补偿电容器组成的。联接成并联谐振电路。具体原理图见主电路图1200KW/2.6KHZ中频电源原理图.三相工频沟通电(550V、三相四线制)送至本装置隔离开关的三个进线端,自动空气开关ZK作为主回路的电源开关。电流检测采纳电流互感器.该电潦信号被电流互感器及5/0.1A电流变换器二次转换后送到限制电路板作为电流闭环信号和过电流爱护信号。快速熔断器作为限制电路失控时的短路爱护。为了削减开关

2、操作过电*及由SCR换相时产生的”毛剌“，在进线处设理/阻容滤波电路及压敏过电压汲取电路本装置采纳三相桥式全控整流电路，可以获得较为平滑的电流波形，并且通过脉冲移相，可实现拉逆变工作状态。三相全控桥式整流电路的工作原理从略。2.限制电路原理整个限制电路除逆变末级触发电路板外,做成一块印刷电路板结构,从功能上分为整流触发部分、调整器部分、逆变部分、启动演算部分。具体电路见CKSR1.SCH限制电路原理图。2.1 整流触发工作原理这部分电路包括：相同步、数字触发、木级驱动等电路.触发部分采纳的是数字触发，具有牢靠性高、精度高、调试简洁等特点。数字触发器的特征是用计(时钟脉冲)数的方法来实现移相.该

3、数字触发的时钟脉冲振荡器是一种电压限制振荡器.输出脉冲频率受移相限制电压Vk的限制.Vk降低.则振荡频率上升,而计数器的计数量是固定的(256),计数脉冲频率高,意味着计肯定脉冲数所需时间短,也即延时时间短,a角减小,反之a角增大。计数器起先计数时刻同样受同步信号限制,在。=0时起先计数。现假设在某Vk值时.依据压控振荡器的限制电压与频率间的关系确定输出振荡频率为25KHZ.则在计数到256个脉冲所需的时间为(1/50000)x256=10.2(mS),相当于约1800电角度,该触发器的计数清零脉冲在同步电压(线电压)的30。处,这相当于三相全控桥式整流电路的B=30。位置.从清零脉冲起,延时

4、1.02mS产生的输出触发脉冲,接近于三相桥式整流电路某相品闸管a=150。的位置。假如须要得到精确的。=15()。触发脉冲,可以略微调整一下电位器来实现.明显,有三套相同的触发电路,而压控振荡耦和Vk限制电压为公用。这样，在一个周期中产生6个相位差60。的触发脉冲。数字触发器的优点是工作稳定.特殊是用HT1.或CMoS数字集成电路,则可以有很强的抗干扰实力。调整器的输出信号到电压一频率转换罂，其输出频率随调整器送来的输入电压VK而线性变更。通过频率的变更来限制a角.达到调整功率第H的。三相同步信号干脆由晶闸管的门极引线从主回路的三相进线上取得，由内部IC进行滤波及移相，再经6只光电耦合器进行

5、电位隔离，获得6个相位互差60度、占空比略小丁50%的矩形波同步信号输出。三相同步信号对计数器进行复位后，对电压一算率转换器的输出脉冲每计数256个脉冲便输出一个延时脉冲，因计数脉冲的频率是受VK限制的，换句话说，VK限制了触发脉冲的延时。计数器输出的脉冲经隔离、微分后，变成窄脉冲，送到后级的1C,它既有同步分频器功能，亦有定输出脉宽的功能。输出的窄脉冲经电阻合成为双窄脉冲，再经晶体管放大，驱动脉冲变压器输出。2.2 调整器工作原理调整器部分共设有四个调整器:中频电压调整器、电流调整器、阻抗调整器、逆变角调盛器。其中电JK调整器、电流调整器,组成常规的电流、电压双闭环系统.在启动和运行的整个阶

6、段，电流环始终参加工作，而电压环仅工作于运行阶段;另一阻抗调整器,从输入上看,它与电流调整器的输入完全是并联的关系,区分仅在于阻抗调整器的负反馈系数较电流调整器的略大,再者就是电流调盛器的输出限制的是整流桥的输出直流电压.而阻抗调整器的输出限制的是中频电压与直流电压的比例关系川逆变功率因数角.调整器电路的工作过程可以分为两种状况:一种是在直流电压没有达到最大值的时候,由于阻抗调整器的反馈系数略大.阻抗调整蹲的给定小于反馈.阻抗调推器便工作于限幅状态,对应的为最小逆变角.此时可以认为阻抗调整器不起作用,系统完全是一个标准的电压、电i双闭环系统;另一种状况是直流电压己经达到最大值,电流调整器起先限

7、幅,不再起作用,电压调整器的输出增加,而反馈电流却不变更,对阻抗调推器来说,当反馈电流信号比给定电流略小时.阻抗调推器便退出限幅.起先工作.调整逆变角阔整器的0角给定值.使输出的中频电用增加,直流电流也随之增加,达到新的平衡.此时,就只有电压调整洪与阻抗调整器工作,R的接着增大,直至到最大逆变角。逆变角调整器使逆变桥能在某一角卜源定的工作。2.3 逆变部分工作原理本电路逆变触发部分,采纳的是扫频式零压软起动,由丁自动调频的须要,虽然逆变电路采纳的是自励工作方式,限制信号也是取自负载端,但是主回路上无需附加起动电路.不须要预充磁或债充电的启动过程,因此,主回路得以简化.但随之带来的问题是限制电路

8、较为困琲。起动过程大致是这样的,在逆变电路起动前,先以一个高于槽路谐振频率的它激信号去触发逆变晶闸管,当电路检测到主回路直潦电流时,便限制它激信号的频率从高向低扫描,当它激信号频率卜,降到接近槽路谐振频率时,中频电压便建立起来,并反馈到自动调频电路。自动调频电路旦投入工作.便停止它激信号的频率扫描,转由白动调频电路限制逆变引前角，使设备进入稔态运行。若一次起动不胜利,即自动调频电路没有抓住中频电压反馈信号,此时,它激信号便会始终扫描到最低频率,重复起动电路一旦检测到它激信号进入域低频段.便进行一次再起动.把它激信号再推到最高频率,重新扫描次,直至起动胜利。垂笈起动的周期约为0.5秒钟,完成一次

9、起动到满功率运行的时间不超过1秒钟.2.4 启动演算工作原理过电流爱护信号送到过电流板止触发谣，封锁触发冰冲（或拉逆变）：驱动“过流”指示灯亮和驱动报警继电罂。过电流触发器动作后，只有通过发位或关机后再开机进行“上电复位”.方可再次运行.可调整电位器整定过流电平.当三相沟通输入缺相时，本限制板能对电源实现爱护和指示。一旦出现“缺相”故障时，除了封锁触发脉冲外，还邨动“缺相”指示灯及报警维电器,为了使限制电路能够更牢苑精确的运行，限制电路上还设置了启动定时冷和限制电源欠压检测爱护.在开机的瞬间，限制电路的工作是不稳定的，设置一个三秒钟左右的定时器，待定时后，才容许输出触发脉冲。若由于某种缘由造成

10、限制板上直流供电电压过低，稳压器不能稳压，亦会使限制出错。设盟一个欠压检测电路，当VCC电压低于12.5V时便封锁触发脉冲，防止不正确的触发。过电压技止触发器，封锁整流桥触发脉冲（或拉逆变）：驱动“过压”指示灯亮和驱动报警继电器。使过压爱护振荡器起振，逆变桥直通爱护。过电压触发器动作后，也象过流触发器一样,只有通过更位信号或通过关机后再开机进行“上电匆位”，方可再次运行。可调整电位器整定过用电平。间或的水压低，只要不超过8S限制系统可不作反应，中频电源不必停止。最大限度地保证了中频电源工作的连续性。整个限制系统采纳数字器件硬件组成，不含有软件程序限制部分.限制系统单板构成,结构紧凑，调试筒活，

11、运行牢察具有功率输出特点。可控硅中频电源的调武前进行那些检杳？安装状况的检查：调试前必需具体检查脱焊之处，有无短路相礴的地方.非等电位的裸线不得有平炉光或相接.内接地线是否按牢,总接地线必需按牢其接地线采纳铜芯截面枳不得小于55平方至米.机壳对地电阻在电阻乘1的挡上测时应为零，三相进线由低压盘进来时避开与机壳接触，尤其是不要三相电揽从搠绑的形式律在机壳上，这样损失电能。电气绝缘检皆：中领电源在接通冷却水前应检杳整个系统的电气绝缘状况。具体登陆：用100OV或250OV兆欧表（俗称摇表检查主电路及限制电路的绝修前应把晶闻管和印刷板与电路断开.用兆欧表的一个测试端接中频电源的箱克，另测试就接用税或

12、限制电路.其绝缘电阻应达到工业电气设备的绝缘标准,中频电热电容器的外壳、感应加热线圈与中领电源箱壳的绝缘电阻值同样应满意绝缘标准要求，时于己流通过冷地水的只能用万用表的1档代程来检查绝修电阻.整流部分主网路对箱光的绝缘电用电大于100K逆变部分主回路对箱壳的绝缘也见应大于30k.水冷却换炉开关,适应线圈、水冷电缆的对大地的绝缘电阻应大于10,培炼炉应待烘干炉衬后测试。紧固件检查：中频电源装置的容量较大，在大电流卜运行时,若回路中紧固件松动或脱开，在回路电礴中会产生很高的白感电势而危及主电路平安运行、损坏元零件.应检查铜母线联接处的螺栓紧固状况，特殊是负战电路因其电流更大，工作时发热.停机时冷却

13、，影版、收缩状况下更易松动，有些现场故障就是出自这些缘由。在紧固中频电容器主接戌柱时，应用两只扳手分别同时匀称紧固，以免主接戏柱外套与箱壳焊接处松动而造成汕油损坏，此外,应检查全部电气联接的紫固件及焊点.冷却水路检查：检查冷却水在各部位的诳出是否畅通，冷却水管道、分支、元器件的联接处是否有漏水、渗水现象、视察塑质水管是否折压、有他等有因水路畅通现象，中频电源的水路联接应按同电位原则相串联,特殊是当水喷不志向时.同电位相小联的水路联接，若有个别支路必需作不同电位相串联时.其支路冷却水塑质管应有1.2m以上的长衣.晶向管漏水或凝泥会引发故障,必布刚好消退之.中频电源发热量怎么计算你可以按中频电源的

14、功率进行估算，大体的估算公式是：电源功率*015*860800KW中频电炉须要选多大截面的铜芯电缆？800KW的功率,用的是三相还是单相，电压是多少才能确定电流,进而选择电缆！答：每相功率8003=266KW,每相电流266KW380Y=700A,桐线每方负荷电流在6-8A,因此铜线截面积在100方左右，即直径约I1.皂米的一：相四线500V以上的电力电缆;中频电流也在8OOKW15OOV=533A上,可按每方10安设计电缆,即出线电缆用不低于50方和2000V以上的电力电缆！晶闸管中频电源整流的触发脉冲调试需什么步骤合上限制回路电源（此时不合主电源）。杳看各限制部分的变压器是否正常，有否短路

15、、发热、冒烟等状况。若正常，再接入稳压电源,查看积压电源值是否介乎要求.再依次接入整流触发、调整电路、爱护电路、逆变触发电路的印制电路板，住着相应的限制电路表指示值或发光二极管状态，推断电路是否正常工作。用示波器检查整流电路中仔只品闸管限制极与阴极之间的触发脉冲波形。检查应按晶闸管1-6编号依次进行。按依次每两只管子之间两个触发脉冲的前沿（双脉冲触发制的应是第一个脉冲之间的前沿）相位差应是60（同一只晶闸管限制极的双脉冲相位差亦是60）。再看触发脉冲宽度是否合乎要求，以及全部触发脉冲的幅值平均值的2倍，则应检查该管子的限制极有否开路或限制极电阻是否很大。如开路或很大，则应调换该管子。若有某只晶

16、闸管的脉冲幅值特殊小，也应检查脉冲变压溜一二次例脉冲或功放管,脉冲变压器二次侧电路中的防干扰电容器或反并联一极管短路也会出现限制极脉冲幅侑微小或无脉冲。检杳触发脉冲应干脆在晶闸和的限制极上进行。什么是中频加热电源,它是一种什么样的装置,它的原理是什么IGBT逆变中频感应加热电源，是充分发挥我厂在电能变换技术方面的优势，新开发的更新换代产品.最突出的优点是：节能,总转换率达85%（配一般炉体、90%配专用炉体）：对不同炉体（感应器）的适应性强：最高的性能价格比。工作原理：三相电源经桥式不控整流后经1.C滤波，获得500VDC工作电压。由于是不控整流，整流二极管始终工作在最大导通角，确定了高功率因

17、数.本设备的核心部分逆变器由大功率IGBT半桥组成.由锁相环限制工作频率，白动跟踪炉体固有频率及其它参数的变更，保持IGBT工作在零电压开关状态，损耗小，平安区大。由PWM电路限制输出功率，由功率检测电路组成闭环限制，本设备输出电容与炉体构成串联形式，而不象般晶闸管逆变采纳并联方式。这是由h串联结构更适应IGBT的电压型逆变：炉体引线长短只变更工作频率而较少影响效率：更适合电容器的内巴。当然，串联结构在空炉时由于Q值很高会产生很高的电压，本设备由于有良好的限压限制而得到解决。岛闸管中频电源是种静止变频装置，利用品闸管元件将三相工频电源变换成单相中频电源。本装置对各种负我适应力强,适用范围广，主

18、要应用于各种金属的熔炼、保温、烧结、焊接、淳火、回火、透热、金属液净化、热处理、弯管、以及晶体生.长等。本装置标准输出功率系列为：30对、50K100KW.160KW.250K350KW.100KW,500KW4750KH100OKW、125OKH1500KH2000岸、2500KH3000KH4000KW中频感应电炉的电容烧坏的缘由电热电炉若是出现烧坏,主要缘由是以下几种：1、缺水，中频电炉在长期的运用过程中，可能会在电容的冷却管里结水垢或者进水系统进入杂物堵塞而导致电热电容过热而烧坏。所以在运用过程中要留意视察电热电容冷却水的流域，若是出现流量异样，就应当采纳相应的措施；2、中频电压过高，

19、中频电炉在长期的运用过程中，若把中频电炉调的过高，高于电热电容的额定电压（电热电容的额定电压有750V、120OV等常用规格），会造成电热电容过电压击穿。若是出现这种状况，就须要调低中频电压或者把电热电容换成耐压等级高的型号.3、电热电容的阴极接地，若是在电炉的运用过程中，电热电容出现绝不好的状况，就会发生电容阴极接地而致使电容外壳击穿，若是出现这种状况，就须要对电容柜的绝缘进行重新处理电抗港的作用电力网中所采纳的电抗涔，实质上是一个无导磁材料的空心线I御。它可以依据须要，布置为垂直、水平和晶字形三种装配形式。在电力系统发生短路时,会产生数值很大的短路电流（假如不加以限制，要保持电气设备的动态

20、稳定和热稳定是特别困难的。因此，为了满意某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。由于采纳了电抗器，在发生短路时，电抗器上的电压降较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。近年来，在电力系统中，为了消退由高次谐波电压、电流所引起的电容器故障，在电容器网路中采纳申联电抗器的方法变更系统参数，已取得/显著的效果。干式空心电抗器的作用和运用寿命近年来，我国500kY输电线路快速发展，电网容量越来越大，由于电压等级高，电网装机容量大，造成了系统短路电流增大，事故电汽波动大，功率因数偏低，开关容

21、量不够和谐波电流的增加，解决这些问题的方法是在系统上安装电抗器.大容量干式空心电抗器是近几年研制开发的新型电抗器，它具有线性特性好，参数稳定，防火性能好的特点，本文仅就干式空心电抗器（以卜简称电抗器）的作用和运用寿命作-分析。来源：I电抗器的作用1.1 电抗器的限流和滤波作用电网容量的扩大，使得系统短路容量的额定值快速增大。如在50OkV变电所的低压35kV侧，最大的三相对称短路电流有效值已经接近50kA,为了限制输电线路的短路电流，爱护电力设备,必需安装电抗罂,电抗潜能够减小短路电流和使短路瞬间系统的电压保持不变在电容器回路安装阻尼电抗器（即串联电抗器），电容器回路投入时起抑制涌流的作用。同

22、时与电容器组一起组成谐波回路，起各次谐波的滤波作用。如在50OkV变电所35kV无功补偿装置的电容器回路中，为了限制投入电容器时的涌流和抑制电力系统的高次谐波，在35kV电容器回路中必需安装阻尼电抗:,抑制3次谐波时，采纳额定电压35kY,额定电感量26.2m1.1.,额定电流350A干式空心单相户外型阻尼电抗器，它与2.52MVar电容器对3次谐波形成谐振回路,即3次谐波滤波回路。同样，为了抑制5次及以上高次谐波，采纳了额定电质35kV,额定电感量9.2矶额定电流382A单相户外型阻尼电抗器,它与2.52MVar电容器对5次及以上高次谐波形成谐振回路。起到了抑制高次谐波的作用，须要说明的是，

23、在国家标准E电抗器GB1.O229-88和IEC289-88IS际标准中均对阻尼电抗器的运用和技术条件作了规定。但目前国内有些部门将阳尼电抗器称为用供电抗器，严格来讲是不合适的，因为上述标准中均没有串联电抗器这个名称。1.2 电抗器在无功补偿装置中的作用随着我国50OkY电力系统的发展，以及电气化铁路和大型钢铁基地的殂设，在大型枢纽变电所中须要安装静止补偿装置的趋势越来越明显1静止补偿装置对负我突变的反映速度快（一般响应时间为0.020.O1.s）,具有平滑的无功功率和电压调整特性。因此它能够稳定电力系统电压，有效地补偿电力系统的无功功率系数，抑制电压的波动，维持电力系统处于三相平衡状态,抑制

24、电力系统的次同步振荡.此外安装在电力系统枢纽点的睁止补偿装置还能起降低电力系统暂态超压的作用。因此各大电网均要求大中型变电站必需安装电抗器来补偿电容性的无功功率，做到就地补偿，就地平衡，以保证电力系统的平安运行。电抗器是无功补偿装置的歪要组成部分之一，并联电抗器用来供应感抗值消耗电力系统过剩的电容性无功功率，这在电力系统初期输送功率较小的时候以及电力系统后期在每日深夜轻负荷的时候都是特别必要的。因为在上述两种状况下，输电线路的无功功率损耗小，由丁电容效应，输电线路产生的无功功率大于输电线路消耗的无功功率，在整个电力系统中存在剩余的无功功率（电容性），必需安装并联电抗器来消耗这部分剩余的无功功率

25、，满意电力系统无功平衡的须要，维持电力系统的电压水平.否则电力系统的电压过高，无法平安运行.近年来用削诚静止补偿装置中品闸管的数量，来节约整个装置的投资，仃尽可能增大电容器组（简称TSC）容量和并联电抗器组（简称TCR）容量的趋势,在有的静止补偿装置中甚至取消了TSC回路，完全由固定电容器组（简称FC）代替。这样为了保持静止补偿装置具有连续平滑的无功功率和电压谢整特性，就须要加大并联电抗器的总容室。因此，电抗器的用量将越来越大。串联在电容器回路中的阻尼电抗落除起到前面所叙述的限制涌流和高次谐波的作用外，也起到了无功补偿的作用。2电抗器运用寿命的分析电抗微在额定负载卜.长期正常运行的时间，就是电

26、抗涔的运用寿命。电抗涔运用寿命由制造它的材料所确定。制造电抗器的材料有金属材料和绝缘材料两大类。金底材料耐商温，而绝缘材料长期在较高的温度、电场和磁场作用下，会渐渐失去原有的力学性能和绝缘性能，例如变脆、机械强度减弱、电击穿。这个渐变的过程就是绝缘材料的老化。温度愈高，绝绿材料的力学性能和绝缘性能减弱得越快：绝缘材料含水分愈多，老化也愈快，电抗器中的绝缘材料耍承受电抗器运行产生的负荷和四周环境的作用，这些负荷的总和、强度和作用时间确定绝缘材料的运用寿命。这些负荷包括热性质的、机械性质的和电气性质的，四周环境的作用指潮湿、化学污染、灰尘和各种射线。由于热作用一方面可以引起化学变更，如导致绝缘材料

27、原子结构中的链断裂，分子结构变更，分别反应和交链反应：另一方面由于金属导线和相邻的绝缘材料间的热膨胀差别很大，而产朝气械破坏。因电抗器运行产生的交变磁场而引起的机械负荷仃压力、拉力、伸展、振动。强度太高时，绝缘材料会产生撕裂拉断，损耗大会引起发热而产生破坏.四周环境中对电抗器起破坏作用的最普遍的是温度高、温度波动大和相对湿度大：其次有强光照楸、灰尘、细沙、烟舞等；另外还有生物（如带菌和细菌）的影响，以及些动物（如白蚊）的侵宙。在此要提下各种辂射对绝绿材料均有肯定的破坏作用，对于聚合的绝缘材料辐射分子址增加，或者由手链分裂，网状组织导致破坏.电抗器运行时，它的运用寿命要受到以上各种负荷和环境的影

28、响，其中负荷和环境的影响最大，因此，在保持足筋的机械和电气特性下，温度检定性和热状态均被看作是电抗器设计制造质量的重要指标，温度稳定性和热状态的突出影响是科研人员探讨热负荷和寿命之间关系的缘由。为此，国际电工委员会（IEC）和国家标准局制定JZ电抗器的IEC标准和国家标准.表1为干式空心电抗器国家标准规定的温升限值。从表1可以看出，各种绝缘材料的耐热温度与相应温升的差值，随着绝缘等级的提高而增大。这是因为采纳不同耐热等级的绝缘材料制造的电抗器，运行时的温升限值是不同的。当温升较高时.，电抗器运行时的热流强度就要用大。一般来说，部件中温度的分布随热流强度的增加而趋不匀称，其平均温度与最热点温度的

29、差值也增大。表1干太空心电抗器国家标准规定的温开限值绝缘等级绝缘的温度等级/-c（电阻法测得的平均值）温升限值/KA10560E12075B13085F155100H180125C220150电抗涔运行时，它的绕组既是导热介质，又是热源，它的温度一般来说在空间上总是按肯定规律呈曲线分布。这样就有了最热点温升和平均温升之分，电抗器的发热限度以最热点温升为准，平均温升是检验设计是否合理和经济性能好坏的重要指标。平均温升与最热点温升之间有肯定的规律性联系。可以用平均温升来衡量电抗器的发热状况，电抗器绕组绝缘的热寿命和绝缘是否受损应由绕组最热点温升来确定，而不是平均温度来确定。干式空心电抗器的运用寿命

30、依据蒙特中格尔(Montsinger)的寿命定律来计算T=Ae-O0(1)式中T一一绝缘材料的运用寿命A一一常数(依据电抗器所用绝缘材料的等级确定)-常数，约为0.88一一绝缘材料的温度对于蒙特申格尔寿命定律的半对数=f(InT),得到含有方向常数T0的直线，该直线如图所示，这就是绕组的寿命(绕组耐热等级为A、B和H)与绕组工作温度的函数关系。图A、B和H耐热等级绝缘绕组的寿命与绕组运行温度的函数关系从式（D和图中可以看出,每种绝缘材料都有个固定的温度变更值。在某统计期内，若电抗器的最热点温度比所用绝缘材料的最高允许温度低，则绝缘老化缓慢，寿命延长,反之，则绝缘老化加快，寿命缩短。对于电抗器的

31、全部寿命而言，这一寿命的延长或缩短便构成了寿命的补偿。每种绝缘材料的寿命减小到半或寿命增加倍的温度变更值是固定不变的。该温度变更值对于A级为8C,对手B级为810C,对于H级为12C.由级的AQ=8C,因而蒙特申格尔寿命定律还称为8C规则，H被一般称为12C规则。我们知道，每种绝缘材料均有其耐热的肯定最高温度（见表2）,当超过其肯定最富温度时，绝缘材料将快速碳化而失去绝缘性能和力学性能，因此若电抗器常常过负荷运行时，肯定要在订货时与制造厂协商，在设计和制造过程中考虑常常过负荷的工作状态。表2绝缘等级和肯定最高温度的关系绝缘等级温度/C105（八）120(E)130(B)155(F)180（三）

32、220(C)肯定最高温度/C：；）1752102352607电网中含有谐波状况下的无功补偿7. 1对原有变潦器负荷的补偿当电网接有谐波源负载（例如变流器等）时，不能将补偿电容器干脆接于电网，因为电容器与电网阻抗形成并联谐振回路，在对谐振频率进行估算时，可以依据电网短路功率Sk”和电容器基波补偿容量QC1.计算Vr=F（Qe1.Sk）在5次谐波频率下电网具有谐振，并联阻扰XP大大上升，由谐波源发出的5次谐波电流流入谐振回路后，会产生很高的谐波电压，谐波电压处加在基波电压上,导致电质波形发生畸变。在电网和电容器之间流淌的平衡电流可达谐波源发出的电流的数倍，即谐波放大，此时变压器和电容器承受大F正常

33、状况的负荷，特殊是电容器，长期运行于过负荷状态，加速绝缘老化，甚至击穿爆炸。可以依据电网阻抗和电容器容抗预先计算出并联谐振须率，调整电容潺容量配置，使并联谐振频率与特征谐波频率保持肯定的距离，避开谐波放大。但是实际的电网阻抗不为常数，而时常处丁不断变更之中，很难完全避开谐振，特殊当电容器分组调整运行时，状况更为困难。当须要对接有谐波源设法的电网进行补偿时，必需实行技术措施，将并联谐振点移到平安位置，而实践证明最牢独的方法就是在电容器回路中用联电抗器。7.2 电容器回路串电抗电容器串电抗后形成一个串联谐振回路，在谐振频率下呈现出很低的阻抗（理论上为0）。假如串联谐振频率与电网特征谐波频率一样，则

34、成为纯滤波回路。假如只汲取少量谐波，则称为失谐滤波回路。失谐波同路的主要用途是防止谐波放大，源波效果不大，I可路申联谐振频率通常低于电网的最低次特征谐波频率，即设定为基波频率的3.8-4.2倍。工程计.算公式为：电抗器电抗X1.=电容器容抗XC的百分比（X酚或者：电抗活功率Q1.=电容器基波容fitQC的百分比（X%）电抗耦电抗或容量一般为电容器容抗或容量的6%7在选择X=6%时，谐振次数为V=4.08.失谐波波回路只汲取少量5次及以上的谐波，谐波源产生的谐波的大部分潦入电网，电容涔容量依据预料达到的功率因数值确定。纯滤波回路的主要用途是汲取谐波，同时补偿基波无功功率。在小联谐振状态下，漉波网

35、路的合成阻抗XS接近0,因此可对相关谐波形成“短路”,在谐振频率以卜滤波回路呈容性，因此能够输出容性基波无功功率以补偿感性无功功率。在谐振频率以上滤波回路呈感性。由r/波网路在谐振点以下呈容性，所以在其特征频率以下又与电网电感形成并联谐振回路。假如在这个频率范围内没有特征谐波，则并联谐振对电网不会产生危害。设计波波回路时，应从最低次谐波起先，例如对于6脉动桥式变流器的谐波，应从5次谐波起先设理漉波I川路“多个漉波网路的并联谐振频率。当电容器采纳形接线，则波波回路的谐振频率一般设定为特征谐波频率的96%98%,以便平衡电网的频率波动和环境温度变更引起的电容量的变更，滤波回路除了输出基波无功功率外

36、，还要承受谐波负荷，多个不同谐振频率的滤波器在两个过O点间会出现一个并联谐振点。7.3 波波回路的无功功率调整由于浊波回路的主要任务是汲取电网谐波，所以限制了对基波无动功率进行调整的敏挽性，只能对各个回路进行投切，投入的依次为从低次到高次，切除的依次为从高次到低次.对于容量较大的补偿泄波装置,可以实行纯漉波网路和失谐灌波回路结合的方法，即纯波波回路固定运行，补偿基本负荷，失谐滤波回路作为调整运行。对于低压谐波装身，也可以实行多个同次滤波回路并联的方法，但需留意以下两点：a）失谐漉波回路可以并联运行，用于对漉波效果没有严格要求的场所。b）同次调谐滤波回路并联运行会出现问题。在谐振频率卜回路阻抗理

37、论上为0,但事实上电流不行能在2个支路间平均安排，其工要缘由:一一由丁元件制作误差、环境湿度变更、电容器老化和元件容丝的动作等因素影响，导致各支路阻抗不为0,并且互有差异。一电感和电容的调谐精度的限制。不行能将两个支路的参数调得完全一样。假如两个同次滤波回路中的个在特征谐波频率下呈感性，另个呈容性，则会产生并联谐振，使谐波放大。假如经过经济技术比较须要采纳并联方式，可以将两个支路均调为在特征谐波频率卜.呈感性，即3KvX31,各支路电阻接近，可以较好解决电流安排问题，但是波波效果要降低。假如既要汲取谐波，又要保持调整的敏扰性，可以采纳并联支路的方式,即若干个同次滤波回路同时接入电网，各支路的电

38、容同时并联，形成一个总的漉波回路,调整时可以投切其中的一个或多个并联支路。这种方式不会出现支路间的并联谐振，同时提高了滤波效果。除了对电容潜分组谢整以外,对于负载波动常见的场合，采纳动态补偿及涯波装置是最佳的解决方案。7.4港波回路的选择选择滤波回路有以卜两个原则：a）主要用于汲取谐波，降低电网电压崎变，基波无功补偿居次要位置。b）提高电网功率因数，同时汲取谐波，电容器容贵按无功补偿的要求配置.7.5波波回路的效应在谐振频率卜.滤波回路仍旧具有电阻，因此会产生损耗。图6原理图中忽视了全部其他负教，包括电缆电容，但并不影响计算精确度。电容器容班越小，谐振伸线越陡，一旦失谐，会有大址谐波电流进入电

39、网.电容器容量越大，波波效果也越好。品质因数变更时谐振曲线只在特征谐波旁边变更，在滤波器谢谐频率与谐波频率相等或相近的状况下，品质因数越高，谑波效果越好。考虑到电容器和电抗器制造技术和费用等条件，品质因数一般在30-80之间.谐波分流特性只适用于谐波源和波波器稳定状态，在谐波源（例如可逆轧机传动）动态变更过程中，谐波电流的每次变更均会引起滤波涔震荡，滤波器回路电阻越大（品质因数越小），则靛荡时间越短，但滤波效果要降低。对于频繁变更的谐波源负载，在过渡过程期间，电网要承受较大的谐波电流.7.6电网分析与计算设计补偿装假和滤波回路时，除了计算选择元器件参数外，对于特定的供电系统还须要进行具体电网分

40、析，模拟出设备投入后预期的效果.电容落常见故障的预防措施随着农村电气化建设事业的发展，静止并联电容器作为电网无功补偿的补偿元件，在农村供电网络中的运用也越来越多.为了降低农村补偿电容器的损坏率，可实行如下预防措施：1加强巡察、检查、维护并联电容器应定期停电检查，每个季度至少1次，主要检查电容器壳体、瓷套管、安装支架等部位是否有积生等污物存在，井进行仔细地清扫。检查时应特殊留意各联接点的联接是否坚固，是否松动：亮体是否鼓肚、渗（漏）油等。若发觉有以上现象出现，必需将电容器退出运行，妥当处理。2限制运行温度在正常环境卜.，一般要求并联电容器外壳最热点的温度不得大于60C,否则，须查明缘由，进行处理

41、。3严格限制运行电压并联电容器的运行电压，必需严格限制在允许范围之内。即并联电容涔的长期运行电压不得大于其额定电压值的10%,运行电压过高，将大大缩短电容器的运用寿命。随着运行电压的上升，并联电容器的介质损耗将增大，使电容器温度上升，加快了电容器绝缘的老化速度,造成电容器内绝缘过早老化、击穿而损坏。此外，在过高的运行电压作用之下，电容器内部的绝缘介质会发生局部老化，电压越高，老化越快，寿命越短。并联电容潺长期运行电压若高于其额定电压的20%,其运用寿命将是正常状况的03倍左右。所以，应依据当地电网运行电压的实际状况，合理选择额定电压值，使其长期运行电压不大于电容器额定电压值的1.1倍，当然实际

42、运行电压过低也是特别不利的，因为并联电容器所输出的无功功率是与其运行电*的平方成正比的。若运行电压过低，将使电容器输出的无功功率削减.无法完成无功补偿的任务，失去了装设并联补偿电容器应起的作用,所以在实际运行中，肯定要设法使并联电容涔的运行电压长期保持在其额定电压的95%105,最高运行电压不得大丁其额定电压值的11O4防止谐波在电网中有很多谐波源存在，假如在设置并联电容器的网点处谐波过大，若干脆投入并联电容器，往往会使电网中的谐波更大，对井然电容罂的平安造成极大的威逼。实行装设吊联电抗器的方法,能够有效地抑制谐波重量及涌流的发生，对保证并联电容器的平安运行具有明显的效果,有条件的地方应事先对

43、并联电容器安装处的谐波IIi时进行测试，并依据测试结果确定所需安装的串联电抗器容量。串联电抗器的设置容量，也可依据所装设的并联电容器容量干脆确定。股状况是对5次以上的谐波按并联电容罂容量的6%选取，而对3次以上的谐波则应按并联电容器容量的12%选取.另外，对仅考虑抑制5次以上谐波放大问即的场所（即电抗器容量为电容器容量的6%）,还应留意防止对3次谐波的放大问题，以保证并联电容涔的平安运行。5正确选用投（切）开关断开并联电容器时，由丁开关睁、动触头间的电弧作用，将会引起操作过电压产生，除了要求将投（切）开关的容量选得比并联电容器组的容量大35%左右以外，还必需是触头间绝绥亚原强度高，电弧重燃性小

44、，灭弧性能好的断路罂。6装设悟断器爱护应对每个单台电容器设置熔断器爱护，要求熔丝的额定电流不得大于被爱护电容器额定电流的1.3倍，这样可避开某台电容器发生故障时，因得不到刚好切除而引起料爆事故的发生。7对不正常运行工况刚好处理在运行中发觉并联电容涔出现鼓肚、接头发热、严峻渗（漏）油等异样状况，必需将其退出运行。对已发生喷油、起火、爆炸等恶性事故，应马上进行停电检查，查明事故缘由进行处理后，方可更换新电容器接着运行.电炉利用电热效应供热的冶金炉。电炉设备通常是成套的,包括电炉炉体，电力设备（电炉变压器、整流器、变频器等），开闭器，附属协助电器（阻流涔、补偿电容等），真空设备，检测限制仪表（电工仪

45、表、热工仪表等），自动调整系统,炉用机械设备（进出料机械、炉体倾转装置等）.大型电炉的电力设备和检测限制仪表等一般集中在电炉供电室。同燃料炉比较，电炉的优点有：炉内气完简洁限制，甚至可抽成真空：物料加热快，加热温度高，温度简洁限制；生产过程较易实现机械化和自动化：劳动卫生条件好：热效率高：产品质量好等。冶金工业上电炉主要用于钢铁、铁合金、有色金属等的熔炼、加热和热处理.19世纪末出现了工业规模的电炉，20世纪50年头以来，由于对高级冶金产品需求的增长和电纸随电力工业的发展而卜降，电炉在冶金炉设备中的比额逐年上升。电炉可分为电阻炉、感应炉、电弧炉、等离了炉、电子束炉等。电阻炉以电流迹!导体所产生

46、的焦耳热为热源的电炉。按电热产生方式，电阻炉分为干脆加热和间接加热两种。在干脆加热电阻炉中，电流干脆通过物料，因电热功率集中在物料本身，所以物料加热很快，适用于要求快速加热的工艺，例如锻造坯料的加热.这种电阻炉可以把物料加热到很高的湿度，例如碳素材料石黑化电炉，能把物料加热到超过25002）。干脆加热电阻炉可作成久空电阻加热炉或通爱护气体电阻加热炉，在粉末冶金中，常用于烧结钙、铜、银等制品。采纳这种炉子加热时应Si意：为使物料加热匀称，要求物料各部位的导电截面和电导率一样：由丁物料自身电阻相当小，为达到所需的电热功率，工作电流相当大，因此送电电极和物料接触要好，以免起电弧烧损物料，而且送电外线

47、的电阻要小，以削减电路损失；在供沟通电时，要合理配置短网，以免感抗过大而使功率因数过低。大部分电阻炉是间接加热电阻炉，其中装有特地用来实现电热转变的电阻体，称为电热体，由它把热能传给炉中物料（图1间接加热电阻炉）。这种电炉炉充用钢板制成，炉膛砌衬耐火材料.内放物料。最常用的电热体是铁络铝电热体、锲格电热体、碳化硅棒和二硅化铝棒。依据须要，炉内气氛可以是一般气氛、爱护气沉或真空。一般电源电压220伏或380伏，必要时配置可调整电压的中间变压器。小型炉（V1.o千瓦）单相供电，大型炉三相供电。对于品种堆一、批料量大的物料，宜采纳连续式炉加热。炉温低于700口的电阻炉，多数装四鼓风机,以强化炉内传热

48、,保证匀称加热.用于熔化易熔金属（铅、铅锡合金、铝和镁及其合金等）的电阻炉，可做成卅堪炉；或做成有熔池的反射炉，在炉顶上装设电热体。电渣炉是由溶渣实现电热转变的电阻炉（见电渣重熔）。法应炉利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉.感应炉的基本部件是用紫铜管绕制的感应圈。感应圈两端加沟通电压，产生交变的电磁场，导电的物料放在感应圈中，因电磁感应在物料中产生.涡流,受电阻作用而使电能转变成热能来加热物料：所以，也可认为感应电热是种干脆加热式电阻电热。感应电热的特点是在被加热物料中转变的电热功率电流分布）很不匀称，表面最大，中心最小，称为趋肤效应。为了提高感应加热的电热效率，供电频率要合宜，小型熔林炉或对物料的表面加热采纳高频电，大型熔炼炉或对物料深透加热采纳中频或工频电。感应圈是电感量相当大的负载，其功率因数般很低。为了提育功率因数，盛应圈一般并联电容器,称为补偿电容。感应圈和物利之间的问隙要小，感应圈宜用方形紫铜管制作，管内通水冷却，感应圈的匝间间隙要尽量小，绝缘要好,感应加热