[發明專利]一種中頻爐諧波濾波系統的工作方法

有效

• 申請號: 201810213629.2
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN108539745B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 陳宇飛;朱建敏;姜國良
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司常州供電公司;江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 張兢

本發明提供一種中頻爐諧波濾波系統的工作方法，由中頻爐諧波濾波系統實施，系統包括隔離整形單元、光電隔離單元、頻率檢測控制單元、控制執行單元以及諧波濾波單元；諧波濾波單元包括一個以上對應不同調諧頻率的濾波支路，方法主要由頻率檢測控制單元經光電隔離單元接收隔離整形單元檢測信號，通過開關控制單元相應控制諧波濾波單元中各濾波支路的投入或切除實現對中頻爐諧波的動態濾波，可有效避免濾波裝置對中頻產生的非特征諧波的放大甚至諧振，確保系統安全，且本發明結構簡單、成本較低、實現方便，運行安全可靠。

本專利申請是申請號為201511023266.9、申請日為2015年12月 30 日、發明創造名稱為“中頻爐諧波濾波系統及其工作方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及中頻爐控制技術領域，具體涉及一種中頻爐諧波濾波系統及其工作方法。

背景技術

中頻感應爐（中頻爐）是廢鐵回收再熔煉的主流設備。其主要由變壓器、中頻電源柜、補償電容器、短網、中頻感應熔煉爐、液壓傾動裝置、水冷系統、烘爐設備等組成。其原理是將50Hz電源經中頻電源柜整流為直流再逆變為100Hz以上的中頻電源，使中頻感應熔煉爐中廢鋼感應發熱熔化為鋼水。整流電路產生與整流脈動數相關的特征諧波，諧波次數：特征諧波次數為：Hn=kp±1， p代表相數（脈波數），k為正整數；中頻逆變電路產生非特征諧波，非特征諧波頻率為： Fhm=2*FLn±F1 ，式中：Fhm為交流電源側產生的非特征諧波頻率，FLn為中頻頻率，F1為電網頻率。整流產生的特征諧波Hn和中頻電源產生非特征諧波Hm注入電網系統將會對電網系統產生很大的危害。因而，在設計和建設非線性負荷的配電系統時，應采取抑制和消除諧波的措施，使用戶配電系統滿足國家制訂的諧波標準《電能質量公用電網諧波》GB/T14549-93要求，并使用戶計費點月平均功率因數高于0.9。

現有技術通常采取以下措施抑制或消除諧波影響:一是增大供電系統對諧波的承受能力；提高系統的短路容量；采用較高電壓供電；二是減小諧波發生量：增加整流裝置的脈動數、增大換向電抗、改善觸發對稱度；同類型非線性負荷盡量集中供電，利用諧波源之間的相位不同相互抵消部分諧波；三是安裝電力諧波濾波裝置。其中，加大系統的短路容量難以實現；增加整流器的等效相數也受到限制，當等效相數超過12相時，需增加移相設備，同時會帶來維修運行上的不便，因而安裝諧波濾波裝置就成了首選，諧波濾波裝置既能消除諧波，又能補償無功功率，提高功率因數，具有顯著的經濟效益。

在采取安裝電力諧波濾波裝置手段時，目前一般按整流回路特征諧波設置濾波回路，并按中頻爐功率因數或無功發生量等物理量來投切濾波裝置。由于在中頻爐不同的生產階段中頻逆變電路產生非特征諧波是變化的，已投入的濾波回路調諧頻率如高于該非特征諧波頻率時，濾波回路將對該非特征諧波放大，嚴重時產生系統諧振，危害設備和電網系統安全；為避免諧波放大和系統諧振，部分技術將濾波回路諧振頻率設置得低于非特征諧波頻率，雖可避免諧波放大和系統諧振，但犧牲了對諧波的濾波性能。

發明內容

本發明的目的是：提供一種通過實時監測中頻爐的中頻電源頻率相應動態調整諧波濾波支路的投入和切除以實現對中頻爐諧波的濾波處理，能夠有效避免濾波裝置對中頻電源產生的非特征諧波的放大甚至是諧振從而確保系統安全的中頻爐諧波濾波系統及其工作方法。

本發明的技術方案是：本發明的中頻爐諧波濾波系統的工作方法，由中頻爐諧波濾波系統實施，所述中頻爐諧波濾波系統包括為中頻熔煉爐供電的中頻電源，還包括：

隔離整形單元，用于將中頻電源交流電壓信號變換為與中頻電源的實時頻率相等的脈沖信號；隔離整形單元的輸入端與中頻電源的輸出端電連接；

頻率檢測控制單元，用于檢測中頻電源當前頻率信號并相應發出諧波濾波投切控制命令；