علل هارمونیک در کوره های فرکانس متوسط ​​و محلول ها

با توسعه سریع اقتصاد کشورمان به ویژه رشد سریع صنایع معدنی، ذوب و ریخته گری در سال های اخیر، تقاضا برای برق رو به افزایش است.در میان آنها، تجهیزات یکسوسازی کوره ذوب فرکانس متوسط ​​یکی از بزرگترین تجهیزات تولید برق هارمونیک است، اما از آنجا که اکثر تولید کنندگان هزینه های محصول را کاهش می دهند و امکانات فناوری سرکوب هارمونیک را نصب نمی کنند، شبکه برق عمومی فعلی به شدت توسط هارمونیک هایی مانند هوای مه آلود می شود.جریان پالس پردازش، انتقال و استفاده از انرژی الکترومغناطیسی را کاهش می‌دهد، تجهیزات الکتریکی را بیش از حد گرم می‌کند، باعث ایجاد لرزش و صدا، پیری عایق، کاهش عمر مفید و حتی باعث خرابی یا سوختگی می‌شود.هارمونیک ها می توانند رزونانس موازی موضعی یا رزونانس سری سیستم قدرت را ایجاد کنند، در نتیجه محتوای هارمونیک را گسترش داده و باعث سوختن خازن ها و سایر تجهیزات می شوند.هارمونیک ها همچنین می توانند باعث عملکرد نادرست رله های حفاظتی و دستگاه های اتوماتیک شوند و اندازه گیری انرژی را با هم اشتباه بگیرند.هارمونیک های خارج از سیستم قدرت می توانند به طور جدی با تجهیزات ارتباطی و تجهیزات الکترونیکی تداخل ایجاد کنند.

کوره الکتریکی فرکانس متوسط ​​یکی از بزرگترین منابع هارمونیک در بار شبکه است، زیرا پس از یکسوسازی به فرکانس میانی تبدیل می شود.هارمونیک ها عملکرد ایمن شبکه برق را به طور جدی به خطر می اندازند.به عنوان مثال، جریان هارمونیک باعث تلفات اضافی آهن گرداب فرکانس بالا در ترانسفورماتور می شود که باعث گرم شدن بیش از حد ترانسفورماتور، کاهش حجم خروجی ترانسفورماتور، افزایش صدای ترانسفورماتور و به خطر افتادن جدی عمر ترانسفورماتور می شود. .اثر چسبندگی جریان های هارمونیک باعث کاهش سطح مقطع ثابت هادی و افزایش تلفات خط می شود.ولتاژ هارمونیک بر عملکرد عادی سایر تجهیزات الکتریکی در شبکه تأثیر می گذارد و باعث خطاهای عملیاتی در تجهیزات کنترل خودکار و تأیید اندازه گیری نادرست می شود.ولتاژ و جریان هارمونیک بر عملکرد عادی تجهیزات ارتباطی محیطی تأثیر می گذارد.اضافه ولتاژ گذرا و اضافه ولتاژ گذرا ناشی از هارمونیک ها به لایه عایق ماشین آلات و تجهیزات آسیب می رساند و در نتیجه باعث ایجاد خطای اتصال کوتاه سه فاز و آسیب به ترانسفورماتور می شود.ولتاژ هارمونیک و مقدار جریان باعث ایجاد رزونانس سری جزئی و رزونانس موازی در شبکه برق عمومی می شود که منجر به حوادث بزرگ می شود.در فرآیند پایبندی به تغییرات ثابت، اولین چیزی که از DC بدست می آید منبع تغذیه موج مربعی است که معادل برهم نهی هارمونیک های مرتبه بالا است.اگرچه مدار بعدی نیاز به فیلتر دارد، اما هارمونیک های مرتبه بالا را نمی توان به طور کامل فیلتر کرد، که دلیل تولید هارمونیک ها است.

فیلترهای تک کوک شده 5، 7، 11 و 13 بار طراحی کردیم.قبل از جبران فیلتر، ضریب توان مرحله ذوب کوره الکتریکی فرکانس متوسط ​​کاربر 0.91 است.پس از راه اندازی دستگاه جبران فیلتر، حداکثر جبران 0.98 خازنی است.پس از اجرای دستگاه جبران فیلتر، نرخ اعوجاج ولتاژ کل (مقدار THD) 2.02٪ است.با توجه به استاندارد کیفیت توان GB/GB/T 14549-1993، مقدار هارمونیک ولتاژ (10KV) کمتر از 4.0٪ است.پس از فیلتر کردن جریان هارمونیک 5، 7، 11 و 13، نرخ فیلتر حدود 82∽84٪ است که به مقدار مجاز استاندارد شرکت ما می رسد.اثر فیلتر جبران خوب.

بنابراین، ما باید علل هارمونیک ها را تجزیه و تحلیل کنیم و اقداماتی را برای سرکوب هارمونیک های مرتبه بالا انجام دهیم، که برای اطمینان از عملکرد ایمن و اقتصادی سیستم های قدرت بسیار مهم است.

اول، علت هارمونیک کوره فرکانس متوسط
1. هارمونیک ها توسط بارهای غیر خطی تولید می شوند، مانند یکسو کننده های کنترل شده سیلیکونی، منابع تغذیه سوئیچینگ و غیره. فرکانس هارمونیک تولید شده توسط این بار، مضرب صحیح فرکانس کاری است.به عنوان مثال، یکسو کننده سه فاز شش پالس عمدتا هارمونیک های 5 و 7 را تولید می کند، در حالی که یکسو کننده سه فاز 12 پالس عمدتا هارمونیک های 11 و 13 را تولید می کند.
2. با توجه به هارمونیک های ایجاد شده توسط بارهای اینورتر مانند کوره های فرکانس متوسط ​​و اینورترها، نه تنها هارمونیک های انتگرال ایجاد می شود، بلکه هارمونیک های کسری نیز که فرکانس آنها دو برابر فرکانس اینورتر است تولید می شود.به عنوان مثال، یک کوره فرکانس متوسط ​​که با فرکانس 820 هرتز با استفاده از یکسو کننده شش پالس سه فاز کار می کند، نه تنها هارمونیک های 5 و 7، بلکه هارمونیک های کسری را در 1640 هرتز تولید می کند.
هارمونیک ها با شبکه وجود دارند زیرا ژنراتورها و ترانسفورماتورها مقادیر کمی هارمونیک تولید می کنند.
2. آسیب هارمونیک ها در کوره فرکانس متوسط

در استفاده از کوره های فرکانس متوسط، تعداد زیادی هارمونیک تولید می شود که منجر به آلودگی هارمونیک جدی شبکه برق می شود.
1. هارمونیک های بالاتر باعث ایجاد ولتاژ یا جریان افزایش می شود.ضربه سرج به ولتاژ بیش از حد (کم) کوتاه مدت سیستم اشاره دارد، یعنی پالس لحظه ای ولتاژ که از 1 میلی ثانیه تجاوز نمی کند.این پالس می تواند مثبت یا منفی باشد و می تواند ماهیت سری یا نوسانی داشته باشد و باعث سوختن دستگاه شود.
2. هارمونیک ها انتقال و استفاده از انرژی الکتریکی و تجهیزات ترموالکتریک را کاهش می دهند، ارتعاش و سر و صدا ایجاد می کنند، لبه های آن را کهنه می کنند، عمر مفید را کاهش می دهند و حتی خراب یا می سوزند.
3. بر تجهیزات جبران توان راکتیو سیستم منبع تغذیه تأثیر می گذارد.هنگامی که هارمونیک در شبکه برق وجود دارد، ولتاژ خازن پس از قرار دادن خازن افزایش می‌یابد و جریان عبوری از خازن حتی بیشتر می‌شود که باعث افزایش تلفات توان خازن می‌شود.اگر مقدار جریان پالس بالا باشد، خازن بیش از حد جریان و بارگذاری می شود که خازن را بیش از حد گرم می کند و شکنندگی مواد لبه را تسریع می کند.
4. این باعث کاهش سرعت و عمر تجهیزات الکتریکی و افزایش تلفات می شود.این به طور مستقیم بر ظرفیت استفاده و میزان استفاده از ترانسفورماتور تأثیر می گذارد.در عین حال، صدای ترانسفورماتور را نیز افزایش می دهد و عمر مفید ترانسفورماتور را بسیار کاهش می دهد.
5. در مناطقی که منابع هارمونیک زیادی در شبکه برق وجود دارد، حتی تعداد زیادی خرابی خازن های الکترونیکی داخلی و خارجی رخ داده و خازن های پست سوخته یا قطع می شوند.
6. هارمونیک ها همچنین می توانند باعث حفاظت رله و خرابی خودکار دستگاه شوند و در نتیجه باعث سردرگمی در اندازه گیری انرژی شود.این نمای بیرونی سیستم قدرت است.هارمونیک ها تداخل جدی در تجهیزات ارتباطی و تجهیزات الکترونیکی ایجاد می کنند.بنابراین، بهبود کیفیت توان کوره فرکانس متوسط ​​به تمرکز اصلی پاسخ تبدیل شده است.

سه، فرکانس متوسط ​​کوره روش کنترل هارمونیک.
1. بهبود ظرفیت اتصال کوتاه نقطه اتصال عمومی شبکه برق و کاهش امپدانس هارمونیک سیستم.
2. جبران جریان هارمونیک از فیلتر AC و فیلتر فعال استفاده می کند.
3. تعداد پالس تجهیزات مبدل را برای کاهش جریان هارمونیک افزایش دهید.
4. از تشدید خازن های موازی و طراحی اندوکتانس سیستم خودداری کنید.
5. دستگاه مسدود کننده فرکانس بالا به صورت سری روی خط انتقال DC ولتاژ بالا وصل می شود تا از انتشار هارمونیک های مرتبه بالا جلوگیری کند.
7. حالت سیم کشی ترانسفورماتور مطلوب را انتخاب کنید.
8. تجهیزات برای منبع تغذیه گروه بندی شده و یک دستگاه فیلتر نصب شده است.

چهار، فرکانس متوسط ​​کوره تجهیزات کنترل هارمونیک
1. دستگاه فیلتر غیرفعال هونگیان.

دستگاه فیلتر غیرفعال هونگیان.حفاظت یک مقاومت سری خازن است و فیلتر غیرفعال از یک خازن و یک مقاومت به صورت سری تشکیل شده است و تنظیم تا حد مشخصی متصل است.در یک فرکانس خاص، یک حلقه امپدانس کم مانند 250 هرتز تولید می شود.این فیلتر هارمونیک پنجم است.این روش می تواند هم هارمونیک ها و هم توان راکتیو را جبران کند و ساختار ساده ای دارد.اما عیب اصلی این روش این است که جبران آن تحت تأثیر امپدانس شبکه و حالت کار قرار می گیرد و به راحتی به موازات سیستم طنین انداز می شود و در نتیجه باعث تقویت هارمونیک، اضافه بار و حتی آسیب به کریستال مایع می شود. فیلتربرای بارهایی که بسیار متفاوت هستند، ایجاد جبران کم یا جبران بیش از حد آسان است.علاوه بر این، فقط می تواند هارمونیک های فرکانس ثابت را جبران کند و اثر جبرانی ایده آل نیست.
2. تجهیزات فیلتر فعال Hongyan

فیلترهای فعال باعث ایجاد جریان های هارمونیک با قدر و پادفاز برابر می شوند.اطمینان حاصل کنید که جریان سمت منبع تغذیه یک موج سینوسی است.مفهوم اصلی این است که یک جریان جبرانی با همان قدرت جریان هارمونیک بار ایجاد کنید و موقعیت را معکوس کنید و جریان جبرانی را با جریان هارمونیک بار جبران کنید تا جریان پالس پاک شود.این یک روش حذف هارمونیک محصول است و اثر فیلتر بهتر از فیلترهای غیرفعال است.
3. محافظ هارمونیک هونگیان

محافظ هارمونیک برابر با راکتانس سری خازن است.از آنجایی که امپدانس بسیار کم است، جریان در اینجا جریان می یابد.این در واقع جداسازی امپدانس است، بنابراین جریان هارمونیک تزریق شده به سیستم اساسا حل می شود.

محافظ های هارمونیک معمولا در مقابل تجهیزات ظریف نصب می شوند.آنها محصولات کنترل هارمونیک باکیفیت هستند که می توانند در برابر ضربه افزایش مقاومت کنند، هارمونیک های 2 تا 65 برابر بالاتر را جذب کنند و از تجهیزات محافظت کنند.کنترل هارمونیک سیستم های کنترل روشنایی، کامپیوترها، تلویزیون ها، تجهیزات کنترل سرعت موتور، منابع تغذیه اضطراری، ماشین آلات CNC، یکسو کننده ها، ابزار دقیق و مکانیزم های کنترل الکترونیکی.تمام این هارمونیک های تولید شده توسط تجهیزات الکتریکی غیر خطی می تواند باعث خرابی در خود سیستم توزیع یا تجهیزات متصل به سیستم شود.محافظ هارمونیک می تواند هارمونیک ها را در منبع تولید برق حذف کند و به طور خودکار هارمونیک های مرتبه بالا، نویز فرکانس بالا، نوک پالس، نوسانات و سایر اختلالات تجهیزات الکتریکی را حذف کند.محافظ هارمونیک می تواند منبع تغذیه را تصفیه کند، از تجهیزات الکتریکی و تجهیزات جبران ضریب توان محافظت کند، از خاموش شدن تصادفی محافظ جلوگیری کند و سپس عملکرد ایمن تجهیزات الکتریکی را در ارتفاعات حفظ کند.