浅谈加强小型中频炉企业设备管理、减少谐波对电网污染

张田敏 张旭

[摘 要] 随着中频炉在小型铸造企业的广泛应用，因设备故障而引发的供电线路谐波事故时有发生，加强对其设备运行管理，为社会提供优质电力供应是供电企业面临的重要课题。

[关键词] 中频炉设备管理谐波

前言

由于谐波看不见、摸不着的特性，长期以来，国内供电系统和用户较少注意到谐波污染的危害。随着工业和节能技术发展，非线性负荷将日益增多，以钢铁、纺织为主的高耗能企业产生的谐波污染，供电系统波形偏离正弦的畸变程度日趋严重，严重影响了电网安全、稳定运行和供电质量，特别是对断电敏感企业如：连续生产流水线、多工序的批量生产、数据处理等企业产生较大影响。

一、事故经过

2011年11月13日，10:00，某10kV线路发生谐波事故。经查，客户凯鑫泵业因电熔炉故障导致配电变压器烧毁喷油，引发线路谐波事故，造成该线路停电40分钟，给该线路用电企业造成了一定的经济损失。

二、谐波的定义

在理想的交流供电系统中，三相交流电压是平衡的，其方均根值和频率都应该是恒量，电压和电流的波形为正弦无畸变。理想供电系统的这些指标应当与用户的负荷特性无关，而用户负荷应设计成在额定电压和频率下具有最佳的运行性能，各个负荷之间互不干扰，功率因数补偿等于1。

在国际电工标准中定义：谐波为一周期量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数。习惯上规定电力系统中的工频为基波频率。

《电能质量 公用电网谐波》（GB/T 14549-1993）谐波定义为：对周期性交流量进行傅立叶级数分解，得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。

谐波的类型：间谐波和次谐波、短时间谐波、陷波等。

三、 产生谐波的设备类型及对电网的危害

1.在谈论电力装置中的谐波时，最关心的是电流谐波，因为谐波源于电流。供电系统中所有的非线性负荷都会产生谐波电流，包括单相负荷和三相负荷。大量的、大功率的单相负荷直接连接至三相电源时，将导致三相系统的不平衡。

2.目前供电系统的主要非线性负荷有：含半导体器件的大功率电力电子变流设备、变频设备、变速传动装置、大型UPS装置、半导体变流装置、炼钢电弧炉、中频炉、电焊机和电气化铁路等。

3.谐波对电网的危害

污染公用电网、影响变压器工作、影响继电保护的可靠性、加速金属化膜电容器老化、增加输电线路功耗、增加旋转电机的损耗、影响或干扰测量控制仪器、通讯系统工作。

四、中频炉对供电的影响

1.中频炉是目前中小型冶炼铸造企业采用的主要熔炼设备，在电网内大量存在，其设备运行状态直接影响了电网供电质量，应当引起各级高度关注。

2.中频感应加热炉（以下简称中频炉）是一种快速稳定的金属加热装置，其工作原理是：中频炉通常采用AC-DC-AC变换方式，先将电网提供的50Hz交流电流由桥式整流电路整为直流，经过滤波，然后再通过逆变装置为负载提供中中频电流（500-10000Hz），该电流在熔炉的感应线圈中产生中频交变磁场，使熔炉中的炉料产生感应电动势，从而在炉料中产生涡流，致使炉料被加热升温，直至熔化。

3.变频装置是中频炉的核心设备，是产生的谐波的根源。

五、工作建议

1.扎实做好事前预防。按照国标规定的“谁污染、谁治理”原则开展工作。一是供电企业在电炉铸造企业客户业扩报装时，应考虑其负荷性质对电网的影响。二是在中间检查和竣工验收时必须对其消除谐波装置一并进行测试验收，做到关口前移。

2.加强对客户设备的日常管理。管理运行单位在日常检查中要加强对滤波器、客户电抗器、电容器等装置运行情况的检查和年检预试，防止其运行异常造成谐波事故。

3.加强电网谐波管理治理。一是按照规定对变电站等相关设备进行同期性检测和维护，使其能正常投切。二是当线路或变电站设备发生故障或事故时，要结合实际加强对谐波方面的调查分析和预测，采取必要的措施，防止问题重演。

4.强化对客户事故后的处理监督。实践证明，大多数情况下，中小企业对设备维修时，经常找个体维修队进行。这就要求运行管理单位，在客户发生事故后，一方面要按照相关规定对客户做出相应处理，同时，必须让有资质测试单位做好设备投运前的各项测试，杜绝客户设备事故的再次发生。

5.充分发挥政府相关部门的职能。一是主动加强与政府部门的联系、积极主动汇报，促请其定期组织召开企业设备运行分析会，通报近期发生的问题，提出解决问题的方法措施和设备运行管理要求，督促企业加强设备管理，做好客户设备运行管理跟踪。二是利用政策引导企业积极采用国内国际先进的设备和工艺技术，提高其生产、环保、节能等各方面技术指标，减少对电网的污染。

6.充分发挥科技的支撑作用，密切关注电网数据变化、为客户提供优质电力供应。供电企业管理人员经常性地调取相关企业的负荷及参数变化并加以深度分析，及时与企业沟通信息，做好事前预警和预防，最大程度减少客户设备事故的发生和对电网的影响，努力为客户提供优质电力供应。

参考文献：

[1]《干扰性负荷的供电》，孙树勤、林海雪编著.