隨著工業(yè)化進程的不斷加快，中國逐漸成為了世界工廠，在不斷發(fā)展的同時環(huán)境污染也在日益加劇。如公用電網(wǎng)現(xiàn)在正面臨著污染，公用電網(wǎng)中的諧波電流和諧波電壓就是對電網(wǎng)環(huán)境比較嚴重的一種污染。另外還有中頻爐諧波，其可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備損壞。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作，使電能計量出現(xiàn)混亂。對電力系統(tǒng)外部，諧波對通信設(shè)備和電子設(shè)備會產(chǎn)生嚴重干擾。電力電子裝置是公用電網(wǎng)中很主要的諧波源，如何降低電力電子設(shè)備對電能質(zhì)量的影響成了供電部門治理諧波的要點。
一、可控硅中頻爐工作原理
1.中頻爐電氣原理
可控硅中頻電源在我國誕生于20世紀70年代，可控硅靜止變頻與旋轉(zhuǎn)式機組變頻相比，具有很多優(yōu)點，因此近三十年來可控硅中頻電源在感應(yīng)加熱領(lǐng)域得到大量應(yīng)用，傳統(tǒng)的可控硅中頻電源。其主要電路圖如下所示：
電網(wǎng)提供正弦交流電流，先輸入整流器，通常采用三相橋式整流電路，然后經(jīng)由逆變電路，負載為并聯(lián)諧振形式，為電爐提供高頻大電流。
2.中頻爐電磁感應(yīng)加熱原理
根據(jù)電磁感應(yīng)理論，當電路圍繞的區(qū)域內(nèi)存在交變磁場時，電路兩端就會感應(yīng)出電動勢，如果閉合就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。中頻爐利用較高頻率，交變電流產(chǎn)生交變磁場，再利用交變磁場產(chǎn)生渦流達到加熱效果，常見感應(yīng)加熱電源原理示意如下圖所示。
中頻大電流來進行感應(yīng)加熱是充分利用電流的集膚效應(yīng)，當交流的電流流過導體的時候，會在導體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而導致電流向?qū)w表現(xiàn)擴散。也就是導體表面的電流密度會大于中心的電流密度。這也就無形中減少了導體的導電截面，從而增加了導體交流電阻，損耗增大。
3.中頻爐諧波的分析：
諧波主要產(chǎn)生在三相橋式整流電路，在假定理想條件下，將交流側(cè)電流表達式確定后，即可對其進行分解，可以得知交流側(cè)電流中僅含6k±1 k為正整數(shù)次諧波，各次諧波有效值與諧波次數(shù)成反比，且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。
二、中頻爐諧波的治理方案：
1.集中治理適用于多臺中頻電爐同時運行，在配電房安裝諧波濾除裝置
（1）采用諧波治理支路+無功調(diào)節(jié)支路，投入濾波補償裝置后，供電系統(tǒng)諧波治理和無功補償都達到要求。
（2）采用有源濾波器和諧波治理支路+無功調(diào)節(jié)支路，投入濾波補償裝置后，供電系統(tǒng)無功補償達到要求。
2.就地治理
（1）采用諧波治理支路，中頻爐運行是自動跟蹤，諧波就地解決，生產(chǎn)時不影響其他設(shè)備的運行，投入后諧波無功達到標準。
（2）采用有源濾波器和濾波支路，投入后諧波無功達到標準。