在我國的冶金行業(yè)中，由于中頻爐具有加熱速度快、生產(chǎn)效率高、氧化脫碳少、節(jié)省材料與成本、加熱均勻、芯表溫差小、溫控精度高等特點而得到了非常廣泛的應(yīng)用。但是，中頻爐是由一系列整流逆變裝置組成，相對于供電電源可看作是一個典型的非線性負(fù)載，含有大量的諧波成分，且功耗大、功率因數(shù)低。其產(chǎn)生的大量中頻爐諧波以及消耗的無功功率會影響到電能質(zhì)量，而各種敏感負(fù)載對電網(wǎng)的供電質(zhì)量又提出了更高的要求，因此進(jìn)行中頻爐諧波治理已經(jīng)是必然的事情。
現(xiàn)如今對于一般的諧波危害，有諧波源治理、安裝濾波補償裝置及其他的治理方法，但主要還是采用安裝濾波補償裝置。根據(jù)電力系統(tǒng)綜合計算分析軟件 ETAP 分析負(fù)荷中頻爐對電網(wǎng)的影響，并且設(shè)計出合理高效的諧波治理方案。
1.中頻爐諧波分析的理論方法
中頻爐電源整流環(huán)節(jié)有六脈沖、十二脈沖和二十四脈沖等整流電路。每種整流電路的特征諧波的含量和次數(shù)都不同，需進(jìn)行特別處理。單組全橋六脈沖整流電路以其工藝成熟、成本低的特點成為工礦企業(yè)普遍使用的類型。六脈沖整流電路忽略換相過程和電流脈動，交流側(cè)各相電流在理想條件下可近似地用方波來表示，考慮到電路阻抗壓降，電機(jī)的輸入電壓發(fā)生畸變。利用傅立葉變換分解諧波電流：
ETAP是由美國OTI公司開發(fā)的全圖形界面的電力系統(tǒng)仿真分析計算軟件。在仿真分析方面，該軟件集成了潮流分析、短路計算、暫態(tài)穩(wěn)定分析、諧波分析、可靠性分析等模塊，并提供了簡便快捷的電力系統(tǒng)模型搭建方式，的電力系統(tǒng)參數(shù)輸入和連線圖操作都可以直接在圖形界面上完成，顯示結(jié)果一目了然。
利用ETAP中潮流分析和諧波分析模塊對某一鋼鐵廠容量為1000kVA變壓器所帶中頻爐進(jìn)行仿真，建立起諧波負(fù)荷模型。由于中頻爐負(fù)荷的不平衡性，母線的三相諧波電流幅值也將不相等，考慮很嚴(yán)重的情況，取對應(yīng)h次諧波電流幅值很大的一相作為三相諧波電流輸入。如下圖所示：
