2026-09-23 · Edison-pq-doctor · 黑石 · Robert Black

大容量中频炉：测试工况不齐，仿真筛查不全

第三方电能质量诊断，不销售设备，不推荐品牌，不定合同容量。厂名已脱敏。本文为档案复盘。筛查是频域阻抗扫描，不是电磁暂态。

结论先放这里

• 现场： 某大容量中频炉项目，一台 7800 kVA、12 脉波整流变（10/0.9×2 kV，阻抗 8.29%），副边两个 900 V 绕组——一星接、一角接，各带一台 15 吨中频炉，每台约 7000 kW。原方案两侧各配一套 3900 kvar 无源滤波，每套含 5 次 2250 kvar、7 次 900 kvar、11 次 750 kvar。
• 四个已经立住的问题： ① 两侧都测了数据，仿真只做了一侧；② 3 次谐振峰已经算出来放大了，方案里却没有 3 次支路；③ 只算了五组全投的重载工况，轻载、半载没算；④ 算例里没有 10 kV 高压侧，低压合格回答不了高压 11、13 次还剩多少。
• 容量怎么读： 星接侧计算表安装约 4070 kvar，基波约 1840 kvar。两个口径放在一起，容易看成容量虚高。电容额定电压 900 V，安装千乏按 800 V 单独加在电容上算，电抗率约 4%～5%，基波只动几个百分点。1840 只这一张星接表。谐波大，额定电压仍是 900 V，余量偏紧。容量和单调谐对得上。
• 本案例的结论： 无源主力 + 有源兜底。无源吃 5、7、11 次。有源兜 3 次、滤不净的 5 次和 7 次，还有没有支路的 13 次（低压约 140 A）。另一台炉停了，这一侧无源不用再加大。电抗率调一调，峰仍贴着 3 次，不靠有源把峰搬走。高压模型还没建，11 次、13 次先不报合格。合同千乏和有源安数不定。

一、项目背景与原方案

1.1 系统配置

10 kV 进线，一台 7800 kVA 整流变，12 脉波接线，副边两个 900 V 绕组——一个星接、一个角接，相位错开 30°。每个绕组各带一台 15 吨中频炉，每台约 7000 kW。理论上 12 脉波把两台整流桥错开 30 度，低压上的 5 次、7 次到 10 kV 会对消一截，11 次、13 次对消不掉，留在高压。

两侧母线不相连，是两套独立系统。高压侧的 11 次、13 次，是两侧谐波合成以后留下的。

1.2 原滤波方案

原方案两侧各配一套无源滤波，每套名义 3900 kvar，两套合计 7800 kvar。7800 是两套加总。正文里每套写成：

星接侧计算表是五组：三组调在 4.6 次，一组 6.5 次，一组 10.6 次。投切按负荷，不是五组一直在线。这张表安装容量合计约 4070 kvar，其中 11 次这一组约 905 kvar，正文写的是 750 kvar。基波补偿约 1840 kvar，只这一张星接表。角接侧没有另一张计算表，1840 不乘 2。

1.3 两侧实测数据

现场两侧都做了实测，10 kV 高压侧也测了。重载（有功不低于 100 kW）电流峰值如下。右侧 11 次这一列不可用，表内留空。

方案是一星一角。现场左右都测了，记录本身没有标哪一侧是星、哪一侧是角。次数相同，调谐可以都按 5、7、11 次来配。峰值不是同一个数，一侧的安培不能写成另一侧。高压侧 5 次、7 次只有 2～3 A，这段是两侧已经对消过的；11 次 33.6 A、13 次 24.7 A 留在高压，12 脉波对消不掉。

二、原方案的四个问题

2.1 只仿了一侧：两侧都测了，仿真只做了一边

现场两侧都测了数据，数值还不一样——左侧 5 次 458.9 A，右侧 451 A、435 A；左侧 7 次 260.6 A，右侧 250 A、247 A。原方案的仿真只做了一个 900 V 侧、五组全投的工况。

星接和角接母线不相连，是两套独立系统。只做一侧的仿真，代表不了另一侧。高压侧的 11 次、13 次是两侧合成以后的结果，一个 900 V 算例回答不了高压侧的问题。

方案里写两台炉不同时使用。5、7 次要两边同时有电流、大小接近，才抵消得比较全。只开一台时，这一侧 5 次约 460 A 折到 10 kV 大约 40 A。这次高压重载测到 5 次只有 2.3 A、11 次 33.6 A——11 次接近一侧折算值的两倍，这段记录是两边都在跑、已经对消过的。只有一台炉在跑的高压记录，方案没有单独列出。

2.2 3 次放大未纳入方案：算出来了，却没配支路

原方案自己的仿真里，五组全投这一档，3 次已经出现了放大：

底数只有 7.1 A，经过谐振回路放大后，注入系统的 3 次电流到了 48～57 A，放大约 7 倍。原方案因为绝对数值不大，就没有配 3 次支路。

我们复核了两种电网强弱的情况：

• 电网偏弱时： 谐振峰在 3.1 次，3 次放大约 7 倍，7.1 A → 约 49 A。
• 电网偏强时： 峰上移到 4.1 次，3 次几乎不放大。

峰落不落在 3 次，取决于电网强弱。 电网弱的时候，几安的底数会放到几十安。方案不能只按「刚好不放大」的那一档来设计。

2.3 只算了重载工况：五组全投覆盖不了全工况

中频炉的运行分阶段：熔炼期重载，保温期轻载。滤波支路的投切按有功负荷走——重载时五组都在，轻载时可能只剩低次那几组。谐振点会跟着在线组数挪。

原方案只算了五组全投的重载工况。我们模拟了投切组数变化时的情况（电网偏弱那一档）：

少投以后谐振峰会往高处挪，3 次放大倍数会下降。重载时 3 次放大最重，少投以后峰的位置变了，两种阻抗特性不能只算一个工况就说合格。保温期的实际频谱档案里没有单独一档，本文不做假设性推算。

2.4 未覆盖 10 kV 高压侧：低压合格盖不住高压

原方案的算例里没有 10 kV 高压侧，也没有第二只绕组。低压侧的滤波效果，回答不了高压侧还剩多少谐波。

12 脉波里，5 次、7 次两侧对消，11 次、13 次对消不掉，留在高压侧。高压侧的考核标准和低压侧不一样，限值也不同。低压治好了，高压 11、13 次仍要单独看。高压侧的模型还没建，这句先不报合格。

2.5 四个问题合在一起

四条合在一起：原方案的仿真筛查不完整，覆盖不了全工况。

三、容量分析：名义 3900、安装约 4070、基波约 1840

3.1 两个数为什么差一倍多

正文每套名义 3900 kvar。星接侧计算表安装约 4070 kvar，基波补偿约 1840 kvar。两个口径放在一起，容易看成容量虚高。

3.2 原因拆解

两个数字的口径不同：

• 安装容量： 计算表电容额定电压是 900 V。安装千乏按 800 V 单独加在电容上算。800 V 是这张表的计算电压。
• 基波补偿： 基波出力是电网相电压加在电容和电抗串联之后的千乏。星接侧五组大约 1840 kvar。

电抗率大约 4%～5%。同样电压下，它只把基波出力动几个百分点。差出大约一倍，是 800 V 计安装容量、相电压计基波出力。

正文 11 次写 750 kvar，计算表这一组约 905 kvar。安装合计约 4070 kvar，名义是 3900 kvar。1840 kvar 只属于星接侧这张表。

谐波大，额定电压仍写 900 V，余量偏紧。耐压和两个千乏的差额分开读。这张表的额定电压是 900 V。

3.3 对选型的影响

这套容量和单调谐滤波的配置是匹配的。5 次约 460 A、7 次约 260 A，这几百安要有对应的无源支路来吸收。

要处理的是前面四个：谐振峰贴着 3 次、投切工况没覆盖、高压侧没算、单侧仿真。 容量大小这一条，按两个口径分开读就够了。

四、方案方向：无源主力 + 有源兜底

4.1 无源吃 5、7、11 次（主力）

5 次约 460 A、7 次约 260 A、11 次也有上百安。这几百安用无源支路来吸收。大电流、次数稳定的谐波，交给无源。

每侧无源按这一台炉来配。另一台炉停了，这一侧的无源不用再加大。两侧母线不相连，各自独立。

4.2 有源兜底

有源不只滤 3 次。它兜的是无源没有支路、或者滤不净的部分：

• 3 次： 负荷侧大约 7～8 A。电网偏弱、五组全投时，注入系统可以到大约 50 A。这 50 A 是谐振以后的注入电流。有源安数不按这一档来定。
• 5 次、7 次滤不净的残留： 由有源兜。
• 13 次： 没有 13 次支路。低压大约 140 A，由有源兜。

另一台炉停了，这一侧无源仍按这一台炉来配，不用再加大。停炉以后，高压上 5 次、7 次不再对消。低压 5、7、11 次支路仍吃这一侧自己的电流。滤波之后折到高压的是残留，数量等高压模型。高压模型还没建，11 次、13 次先不报合格。有源安数和合同千乏本文不定。

4.3 谐振峰还贴着 3 次

五组全投、电网偏弱时，系统和滤波并出来的峰大约在 3.1～3.2 次。这是整组滤波和电网的并联峰。5 次支路自己的调谐点在 4.6 次。

电抗率在试过的范围内调一调，峰仍贴着 3 次。往一侧多拧，3 次还会更重。阻抗峰还在，不靠有源把峰搬走。 有源吸的是负荷侧的 3 次电流。系统的阻抗频率特性不跟着改。

4.4 结论

无源吃 5、7、11 次。有源兜 3 次、滤不净的 5 次和 7 次，还有 13 次。轻载没有实测频谱，高压模型还没建，这两块留在后面。合同千乏和有源安数不定。

黑石 · Robert Black · 爱迪生电能质量医生 · 2026-09-23

附件 · 用电诊断书（简易）

同一份档案、按现行诊断书格式重出的公开样张。厂名已脱敏。结论表和缺项写法见附件；方案和筛查见上文。

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