关于冶金行业谐波产生及特性分析-海文斯电气

谐波问题是影响电能质量的重要指标，也是电力系统中企业和广大用户尤为关注的问题之一。电网中存在谐波，会对电网中用电设备的正常运行造成一系列不同程度的影响，引起电力系统的紊乱，给企业的正常生产产生影响，造成不必要的经济损失。冶金行业是消耗电能的标志性企业，企业中主要的冶炼设备有电弧炉、精炼炉等等，其设备特性都是属于非线性冲击负载，工作中产生大量的谐波，是造成谐波污染的主要源头。下文就针对冶金行业的额谐波污染问题分析冶金行业谐波产生及特性。

冶金行业主要的冶炼手段就是以电能的形式进行钢铁提炼，依赖的设备有：电弧炉，精炼炉等等。以电弧炉为例，电弧炉的炼钢过程主要分为三个阶段：熔化期、氧化期、还原期，其冶炼原理是：钢铁冶炼过程中，电极和炉料之间产生电弧，而电能就是通过转变为电弧的过程中产生热量，对钢铁进行冶炼。在金属冶炼的三个阶段都会伴随有大量的冲击性电流和因电极短路造成的电流冲击。因此，电弧炉这种随机变化的负载对电网的的影响是巨大的。

电弧炉作为典型的非线性负载，在工作时电路中的电流波形会受到影响从而发生畸变，产生大量的电网谐波，针对电弧炉所产生的谐波进行傅里叶级数变换，可得到其谐波频次主要集中在2-7次之间。由于大量谐波的产生，造成了电网污染，严重影响了电能质量，工厂生产和用户用电造成很大的影响。

下面，我们以冶炼实例来说明：河南某大型钢铁企业炼钢车间设计新增－台巧量为25MVA的化弧炉及一台容量为7MVA的精炼炉。

设计新增的两台电炉将接入到同一条35KV母线上，所在35KV母线侧的系统最小短路电流为7.622KA，经折算后最小容量为461MVA，具体系统考核点位置情况见图2-1该钢厂供电情况简介：

经过对该用电系统的仿真后，来得到如下结果：

由上述表格看出，不采取治理措施时注入35KV母线考核点的2次、3次、4次和5次谐波电流全部超过国家标准限值要求，电压总谐波崎变率超过国标限值3.0%的要求。由此得出，在电弧炉接入电路后，在考核点的的电力和电压都出现了严重的畸变，会对电力系统中的其他设备产生影响，造成不必要的经济损失。