铜电解整流器谐波的抑制

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1、万方数据第26卷第2期有色冶金设计与研究2005年6月铜电解整流器谐波的抑制石曙光(南昌有色冶金设计研究院，江西南昌330002)[摘要]电解整流器等非线性电力设备接在企业配电系统和电网上运行时，将向配电系统及电网注入谐波电流，并产生不良影响及危害。从自身运行的安全和对电网限制谐波要求两方面考虑，都必须对整流设备及其它非线性用电负荷设备产生的过量谐波进行有效的抑制。[关键词]电解整流装置；谐波；滤波器中图分类号：TN713；TN713．2文献标识码：B文章编号：1004-4345(2005)02-0

2、0019-05SuppressionontheHarmonicWaveofCopperElectrolyticRectifierSHIShu——guang(NanchangEngineering&ResearchInstituteofNonferrousMetals，Nanchang，Jiangxi330002，China)AbstractWhenthenonlinearelectricalequipmentlikeelectrolyticrectifierisrunningonenterprise

3、powerdistributionsystemandpowernetworks，itinputsharmoniccurrentintothepowerdistributionsystemandpowernetworkwhichwillbringadverseimpactandhazard．Theexcessiveharmonicwavesproducedbyrectifyingequipmentandothernonlinearelectricloadsshallbeeffectivelysuppr

4、essedforthesakeofrunningsafetyandrequirementofharmonicwavesuppressiononpowernetwork．KeywordsElectrolyticrectifyingdevice；harmonicwave；wavefilter1前言冶炼厂铜电解车间中的大型铜电解整流设备．输入企业自身配电系统及电网的谐波会给供配电带来一系列问题．现就谐波产生的原因和危害以及在工程设计中如何设置抑制谐波装置做如下分析与探讨。2配电系统中谐波的来源及产生原因装

5、置接入正弦电压电网运行时。硅整流器各臂轮流导通．经过整流臂的电流波形为断续的近似矩形波，所以整流变压器各相线圈中的电流波形也不是正弦波。例如三相桥式整流电路整流变压器网侧、阀侧绕组为Y厂Y接线方式时，整流器臂电流和整流变压器网侧线电流波形如图1与图2所示。从图中可看出整流装置网侧电流波形不是正弦波，这种波形除基波电流外还含有各次谐波电流。当整流电路中采用有相位控制的晶闸管整流时，控制角愈大，则电流的起伏陡度愈大，网侧电流中谐波成分也愈大。有色金属冶炼厂的生产规模日趋大型化。从而使得冶炼工艺电解整流设

6、备总体容量不断增大。单⋯台整流设备也趋向大型化。进而使得电解整流设备产生的谐波输入企业自身配电系统及电网的问题显得突出。铜电解大电流直流电源是由交流电通过由整流变压器和硅整流器组成的整流装置而得到的。整流收稿日期：2003—09—10作者简介：石曙光(1956一)，男，河南人，工程师，主要从事工企与民建电气工程设计。图1整流桥臂电流波形示意图万方数据·20·有色冶金设计与研究第26卷图2整流器网侧电流波形示意图铜冶炼厂电解通常采用整流装置的电联结方式为三相桥式和双反星形带平衡电抗器式。若假定硅整流元

7、件或晶闸管的导通和截止都是瞬时的，则整流装置的臂电流为矩形波，阀侧线电流亦为矩形波，基坡电流网侧习确习a誓，a旷弋(a)Y厂Y一^接线网侧电流波形3谐波的危害及其防护规定而网侧电流波形则视整流装置接线不同而有矩形波和阶梯波两种。以双反星形带平衡电抗器，卅入接法与△厂Y一入接法整流装置的臂电流，阀侧电流、网侧电流波形为例，如图3所示，其中图(a)矩形波和图(b)中梯形波都可以用傅立叶级数分解为基波分量和谐波分量，且有：f(tot)=一“∞t+们，故谐波中无偶次谐波和直流分量；因此整流装置对企业配电系统

8、及电网是一个奇次谐波源，它将使整流装置网侧电流波形产生畸变。iL图3整流器网侧电流波形示意图整流器等非线性电力设备接在企业配电系统和电网上运行时。将向配电系统及电网注入谐波电流，而谐波电流在配电系统及电网阻抗上产生谐波压降，使各点电压产生畸变。谐波分量过大时，将产生下列不良影响及危害：(1)使旋转电机附加损耗增加。降低发电机的额定出力。使电机发热，加剧绝缘老化，甚至烧毁电机。(2)使变压器的铁损及铜损增加：输电线路串联谐振产生的过电压使绝缘子击穿。(3)使接入配电系统