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浅谈中频炉谐波治理及其电能计量装置的选择
陈慧颖
(国网山东潍坊市寒亭区供电公司山东滩坊261100)
摘要着工业发展和科技进步，中频感应加热炉的应用越来越多，电网中请波成为产重污染源,其中高次请波对电力企业电能计量影响较大,本文通过分析中频炉工作原理、中频炉产生的请波特性和治理措范结合电能计量装置的工作原理分析了中频炉谱波对其电能计量装置的影响提出了电能计量装置选择的建议，
关键词：中频炉确波电能计量装置选择
中图分类号：TM924
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2014)09-0198-01
近年来，随着电力电子技术的发展，中频感应加热炉因加热速度快、生产效率高，氧化脱炭少、节省材料与锻模成本等特点在铸造锻造业及热处理行业大量应用，导致以铸造锻造业及热处理行业为主负荷的配电网中产生大量高次谐波电流。又因用户计量装置更替的局限性，导致电能计量装置出现混乱，计量不准确，直接影响到广大电力用户和电力企业的切身利益。如何降低中频感应加热炉等电力电子设备对电能计量装置的影响，选择适应谱波用户的计量方
式，是供电企业治理谱波的重要措施。 1中频炉的工作原理
中频感应加热炉是将50HZ三相工频交流电通过整流电路、逆变电路转变为可调节的中频交流电流(300HZ~20kHZ)的电源装置，该中频电流在加热炉的感应线圈中产生中频交变磁场，在加热炉中的炉料产生感应电动势，在金属材料中产生涡流，从而将金属材料加热升温直至熔化。
整流电路部分主要是通过输人电路、桥式整流电路、滤波电路以及整流控制电路把三相工频交流电路电流变换成为直流电流，逆变电路部分主要是通过逆变电路、启动电路、负载电路把直流电流
变换为单相中频交流电流，供给负载电路如图1所示)。 2中频炉产生的谐波及谐波治理
中额炉注人电网的谱波主要由整流装置交流三相和直流电流不断换相弓起的。中频感应电源整流环节一般采用三相桥式、六相桥式或者十二相桥式品间管整流，也可分别叫做6脉冲整流、12脉冲整流、 24脉冲整流，其整流电路交流侧电流中仅含pk土1(k为正整数,p为脉冲数)次谱波电流。6脉冲整流中频炉中5次和7次谱波含量比例最大，对总谱波含量影响最大。因为各次谱波有效值与谱波次数成反比，且与基波有效值的比值为谱波次数的倒数，所以，增加整流电路的脉波数可以有效减少注入电网的高次谱波，且使电流波形越平滑。
针对已存在的中频炉谱波问题可以通过采用加装LC无源滤波器、有源滤波器等措施进行补数性谱波治理，针对新上中频炉用户，可以通过在确定含有中频炉用户的供电方案时，要求用户对中频炉
电源装置采用Y/Y/△多相整流电路方式预防性谐波治理。 3计量装置的工作原理
目前，普追采用的电能计量装置有电磁感应式电能表和电子式电能表
3.1电磁感应式电能表的工作原理及谐波对其影响
电磁感应式电能表是通过电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力矩，推动铝制圆盘转动，圆盘的轴(蜗杆)带动齿轮驱动计度器的鼓轮转动，转动的过程即是时间量累积的过程。只有同频率
三相50 Hz
整流电路
U
滤波
递变电路
0
图1中频电源原理图
收移日期：2014-09-15
负载电路
0
启动电路
的电流和电压产生的磁通之间相互作用才能产生转动力矩。
电磁感应式电能表按基波情况设计，当电网存在谱波分量时，感应式电能表计量的电能是谱波与基波的送加值，电压，电流波形发生畸变，但磁通并不能相应发生线性变化，导致转矩与平均功率不成正比，从而影响计量电能表的测量精度，
3.2电子式电能表的工作原理及谐波对其影响
电子式电能表采用乘法器实现电能计量功能。被测量的高电压，大电流经电压变换器和电流变换器转换后送到乘法器，乘法器完成电压和电流瞬时值相乘，输出一个与一段时间内的平均功率成正比直流电压，将该值送人电压/频率变换器转换为相应的脉冲频率，将该脉冲频率分频，通过一段时间内计数器的计数，显示相应的电能，实现电能计量
电网存在谱波分量时，电子式电能表能准确计量基波电能与各调能计量会相当大的误差，造成供电企业和线性负荷用户的经济损失。 4计量方式分析
电网存在高次谱波时将影响电能计量的准确性，谱波含量越高，电能计量的误差就越大。目前，对存在谱波的电网，其电能计量可分为基波电能方式、全能量方式.谐波电能方式3种方式。其中，基波电能方式采用加装滤波器过滤高次谱波，使电能表仅计量基波基波功率，不计谐波功率，可以反映用户实际消耗的电能，全能量方式的计量值是基波和谱波的综合功率，是负载(谱波源)消耗的基波有功电能与谱波源向电网反送的谱波有功电能的代数和，谱波源用产计量的电能值小于负载消耗的实际基波有功电能量，给供电企业造成经济损失，谐波电能方式配合使用宽频带功率电能表和工频基波电能表分别计量基波功率和谱波功率既可以测量基波功率值，也可测量谐波潮流的大小和方向。
综合以上三种计量方式，当电网谱波符合标准要求，谱波的功率较小时，感应式电能表和电子式电能表在谱波作用下产生的计量误差可以忽略不计，不论采用邮种计量方式计量误差均可忽略不计。当电网和用户的谱波间题比较严重时，建议对谱波源用户采用分别计
量基波电能及区分不同潮流方向的谱波电能的电能计量方式。 5结语
综上所述，笔者认为供电企业对电网中存在中频炉等谐波源进行治理时，应采取预防第一，补救并重的谱波治理措施，并选择适合本电网的电能计量装置，避免因为谐波影响造成计量损失，达到经
济和技术的最高性价比。参考文献
[1]张丽美,孟明.中频炉谱液的电能计量分析.黑龙江电力,2011年 10月，
[2]李德武.齐延章.中频感应电炉产生的谱波及谱渡治理.华北电力技术.2010
[3]王亮.中频炉工作原理及谱减治理.电工技术,2006
作者简介：陈慧额(1976一),女，山东坊人,本科,工程师,长期从事配电工程设计、配电运检管理、配电工程项日管理工作 198