众所周知，在电力系统中，中频炉谐波源产生的谐波对电力系统造成污染，影响电力系统和用户本身的电气环境，对各种电气设备造成危害。谐波污染的危害主要表现在：
① 对旋转电机产生附加功率损耗和发热，并可能引起振动，缩短电机使用寿命；
② 对无功补偿电容器组引起谐振或谐波的放大，从而导致电容器因过负荷或过电压而损坏，对电力电缆也会电缆的过负荷或过电压击穿；
③ 增加变压器和电网的损耗；
④ 对继电保护自动控制装置和计算机产生干扰和造成误动作；
⑤ 造成电能计量误差；
⑥ 谐波电流在电网中流动，除增加线损外，还将对通讯和无线电干扰造成影响。
为此，电力系统和谐波源用户都有责任和必要的对谐波装置加大限制和治理，以保证电力系统和用户的安全可靠运行，提高整个电网运行的经济效益。
从变频器工作原理可知，它是通过三相桥式整流装置再进行脉冲调频来进行变频的，它的正常运行必然产生较大的谐波电流，且功率因数也达不到0.90的要求。中频电源在正常工况下，产生的谐波电流主要是5、7、11、13、17、19……次，它的主要特征谐波为h=6K±1,K正整数，产生的特征谐波电流与基波电流关系为：Ih=I1/h。
考虑到控制器运行燃弧角（或换向角）的影响，装置负荷在额定负荷运行时，产生的5次谐波对基波含有率通常不低于20％，7次不低于14％，11次不低于9％，13次不低于7％。在负荷较小时，虽然谐波含有率较高，但实际向电网注入的谐波电流并不大，同时11次以上高次谐波虽然与低于7次以下的谐波电流相比数值较小，但由于低压侧短路容量较小，其阻抗相对较大，故对谐波电压含有率及低压侧波形畸变率影响较大。
综合上述材料，我们拟采取在谐波治理的同时对无功也进行一定的补偿，达到如下技术要求：
1）使得该厂10kV母线电压波形总畸变率满足国标规定要求，具体为：
表1 国标规定允许值
电网标称电压 kV | 电压谐波畸变率 % | 各次谐波含有率% |
奇 次 | 偶 次 |
10或6 | 4．0 | 3．2 | 1．6 |
0．38 | 5．0 | 4．0 | 2．0 |
2）使得谐波源向系统注入电网的各次谐波电流符合国标要求，具体由当地谐波监测站根据实际情况确定，也可定性为在负荷全运行达到额定时，总畸变含量In<10%,各次谐波电流<5％。
3）无功补偿及消谐装置运行时不会对其它电气设备产生不良影响和干扰，设备自身安全可靠运行。
4）补偿后的功率达到0.92以上。
5）装置采用自动投切，跟踪负荷进行自动补偿，当负荷全停时，装置将自动全停。
1．GBT/14549-1993 “电能质量 公用电网谐波”
2．DLH599-1996 “城市低压配电网改造技术导则”
3. GB3983－83 “并联电容器”
4.10229-88 “电抗器”
1.采取的消谐容量和电容器设计容量，从下面三个方面考虑：
① 流入电容器中的谐波电流和基波电流总有效值，应不大于1.3倍电容器额定电流，计算式为：
② 电容器的端电压应不大于1.2倍的要求，计算式为：
或电容器应能在1.1倍额定电压下长运行，满足下式要求，
③ 电容器运行发出的无功容量不大于1.35的额定容量，即：
采取消谐措施后，电容器在运行中应满足上述三个条件。
根据变压器下负荷由三相整流装置进行提供的调整变频，其产生的谐波将主要是5次谐波，7次相应次之，考虑到11、13次谐波对电压畸变率的贡献影响，对11次也需考虑，具体设计时，主要消谐容量是5次，7次、11次也考虑一定的容量，另外，还需防止对3次和其它谐波的放大影响，这在各用支路里考虑。装设的5次调谐消谐支路主要用于滤除5次谐波电流，其对7次谐波及以上谐波也有一定的抑制作用，装设的11次及以上消谐支路，对11次有较强的消谐效果，对13次及以上谐波也有一定的抑制作用，但对7次有较明显的放大作用，所造容量应综合考虑，避免消谐器的投运对其它谐次的过度放大，使整体消谐及补偿效果达到要求。
2．消谐方案和补偿装置的确定
根据消谐容量和无功需求容量确定采用1套消谐补偿装置，由1000×800×2200柜体组成。
消谐支路以5次、7次为主，并装有对11次的消谐支路，同时为保证消谐效果，保留对3次谐波的消谐支路，在具体调试运行过程中加以考虑，设备制造时留有裕度，并考虑过载因素。
图二：滤波装置投运后的谐波流向图
