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电弧炼钢炉供电系统综合补偿研究

赵丽丽  
【摘要】: 近年来,大量具有冲击性负荷的电弧炉不断投入电网,电弧炉在正常生产时会对电网造成高次谐波、电压闪变、电压波动、三相电压及电流不平衡、功率因数低等不利影响,而且电能质量超过国家标准的规定指标。 目前,抑制电弧炉对电网干扰的主要措施是静止无功发生器(Static Var generation,SVG)、静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)和有源滤波器(Active Power Filte,APF)。首先,本文基于肖湘宁教授等人提出的改进型三相非线性时变阻抗模型并考虑了电弧阻抗的周期性变化规则,在MATLAB环境下,建立了电弧炉供电系统模型。电弧炉正常工作时产生大量高次谐波,APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的。 然后,应用SVG对电弧炉进行无功补偿,运用瞬时无功功率理论,检测出冲击性电弧炉负荷的瞬时无功电流,采用跟踪型PWM控制技术对此电流波形进行反馈控制,使SVG产生所需的无功电流,经过仿真结果显示,此方法不但实现了三相不平衡负荷平衡化和提高功率因数的功能,而且对电压波动和闪变有很好的补偿效果。 最后,以一重炼钢电弧炉为例,对SVC的参数进行了设计,包括触发角的确定,无源滤波器(Passive Filter,PF)的参数及SVC补偿容量的设计,并将其应用到了电弧炉供电系统。SVC是目前国内外电弧炉应用最多的补偿装置,本文应用了晶闸管控制的电抗器(Thyristor Controlled Reactor, TCR)型SVC,它用可控硅阀控制线性电抗器实现快速连续的无功功率调节,具有提高功率因数,抑制不对称负荷的重要的作用。


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