中频炉产生谐波的原因，以及如何治理。
作者：王虹 www.yuediqu.com 2025-05-21
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中频电炉在运行过程中，会将工频电源通过整流逆变转换为中频，这个过程会产生大量的高次谐波，成为电网中一个重要的谐波源。这些谐波对电网安全运行构成威胁，例如在变压器中，谐波电流会导致额外的高频涡流铁损，使变压器过热，降低其输出容量，并增加噪音，缩短使用寿命。谐波电流的趋肤效应会使导线截面减小，增加线路损耗，同时谐波电压会影响电网上的其他电气设备，导致自动控制装置误动作，仪表读数不准确。此外，谐波还可能干扰附近的通讯设备，产生暂时过电压或瞬态过电压，导致设备绝缘损坏，甚至引发三相短路，烧毁变压器。
在逆变过程中，首先得到的是方波电源，方波实际上是含有大量高次谐波的正弦波叠加。尽管后级电路会进行滤波处理，但高次谐波并不能完全被滤除干净，这是产生谐波的主要原因。我们设计了5、7、11、13次单调谐滤波器。在滤波补偿前，用户的中频炉熔化阶段的功率因数为0.91。投入滤波补偿装置后，最大功率因数达到0.98，实现过补偿。滤波补偿装置投入运行后，电压总畸变率(THD值)为2.02%，符合电能质量GB/T 14549-1993标准中电压谐波（10KV）值4.0%以下的要求。
5、7、11、13次谐波电流经滤波处理后，滤除率约为82∽84%，达到了国家标准允许的范围。滤波补偿效果显著。
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