具有动态补偿功能的新型电弧炉供电系统研究

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1、学校代号：10532学号：S1209W220密级：公开湖南大学工程硕士学位论文具有动态补偿功能的新型电弧炉供电系统研究堂僮虫运厶丝名!谢垩昱垣丝名盈班整!堂蠢塞熬握垡基毫王墙羞望僮!电氢复信息王猩堂瞳童些名夔；电氩王程迨．窒握童旦翘；2Q!垒生垒县鱼旦迨窒簦迸目期；2Q!垒生量旦!墨旦簦避委虽盒圭廑；矍隆塑熬握TheresearchOilanewtypeelectricarcfurnacepowersystemwithdynamiccompensationfunctionbyXIEJunB．E．(HunanUniversityofArtsand

2、Science)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringElectricalEngineeringGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZhangZhiwenSeniorEngineerDaiBinMay，2014㈣0㈨3Ⅲ6舢6㈣0圳6㈣2舢Y湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果

3、。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：谗旱u1日期：训产≥具学位论文版权使用授权书珈日本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在

4、年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：谢旱日期：辨多月7。日日期：Ⅺ／够年厂月．矽具有动态补偿功能的新型电弧炉供电系统研究摘要交流电弧炉在金属冶金行业中有着广泛的应用。设备运行时具有低压、大电流和负荷动态变化等特点，且存在功率因数低、谐波含量大、三相负荷不平衡等电能质量问题，还可能导致电网电压的波动和闪变。传统的固定式补偿方式不能适应交流电弧炉的运行特点。本论文提出一种新型电弧炉供电系统，该系统将STATCOM装置与感应滤波变压器相结合，能较好地解决目前所存在的问题。本论文所做的主要研究工作如下：

5、(1)对电弧炉供电系统本身的工作原理与运行特性作了比较详细的分析，建立了一种便于电能质量问题分析的电弧炉混沌模型，从更深层面得出了电弧炉产生电压波动与闪变、谐波等电能质量问题的本质原因。(2)针对传统电弧炉存在的电能质量问题，本文提出了一种具有动态补偿功能的新型电弧炉供电系统的拓扑结构，详细分析了其工作原理及系统结构特点，重点对感应滤波变压器及STATCOM的运行机理进行了分析。(3)对新型电弧炉供电系统中STATCOM装置进行有效控制是实现其动态补偿功能的关键，而实现STATCOM的基本功能必须对系统电压和电流进行精确检测。本文阐述了系统电流

6、、电压的传统检测方法，尤其是对基于瞬时功率理论的检测方法P—q法与f。．拓法进行了详细的分析介绍，给出了一种基于瞬时功率理论的正负序电流检测方法；分析了STATCOM的直接电流控制与间接电流控制这两种常用控制方式，并针对实际负载三相不平衡的情况给出了一种基于三相不平衡的电压控制算法；在此基础上得出了新型电弧炉供电系统的控制结构框图。(4)为了验证本文提出的新型电弧炉供电系统方案的可行性、STATCOM控制方法的有效性，在Matlab／simulink环境下对新型电弧炉供电系统的动态补偿功能进行了仿真研究，这其中主要包括在不同负荷下与冲击性负荷下

7、对系统无功功率的补偿以及对系统三相不平衡问题的补偿。搭建了一套实验平台，对系统的部分功能进行了实验验证分析。仿真与实验结果可以表明，本文提出的具有动态补偿功能的新型电弧炉供电系统有着非常好的动态补偿功能，能比较好地解决电弧炉带来的无功不平衡、功率因数低、三相不平衡等电能质量问题，具有较大的工程实际意义。关键词：电压的波动与闪变；动态补偿；感应滤波变压器；STATCOM：电弧炉II工程硕士学位论文AbstractACelectricarcfurnaceequipmentisbeingwidelyusedinthemetalsmeltingindu

8、stry．Equipmentoperateswithcharacteristicsoflowvoltage，highcurrentandthedyna