小容量电弧炉所引起的电压波动及抑制措施研究

《小容量电弧炉所引起的电压波动及抑制措施研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、小容量电弧炉所引起的电压波动及抑制措施研究李妍，余欣梅，文劲宇，熊信银，吴耀武(华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉430074)   摘要：根据某机械厂的电气接线及电弧炉的技术参数，对小型电弧炉所引起的电压波动和闪变进行了估算，结果表明小容量电弧炉在电气接线不合理、并且没有无功补偿设备的情况下所引起的波动与闪变现象不容忽视，如果不进行治理将影响公共连接点负荷的正常工作。针对小容量电弧炉的运行特点及经济实用的出发点，从工厂供电系统和电炉车间两方面着手，提出了几种可供选用的抑制措施。并对各种抑制措施进行了分析，提出了可行的技术改造

2、方案。   关键词：电弧炉；电压波动与闪变；静止无功补偿装置VoltagefluctuationanalysisandmethodsforelectricarcfurnacefluctuationmitigationLIYan，YUXin－mei，WENJin－yu，XIONGXin－yin，WUYao－wu(Dept．ofElectrical＆ElectronicsEngineering，HuazhongUniversityofScience＆Technology，Wuhan430074，China)   Abstract：Afl

3、ickeranalysisbasedonanelectricarcfurnaceofamechanicalfactoryisgiven，thecomputationshowsthatthevoltagefluctuationandflickercausedbythesmallarcfurnacescannotbeignored．Accordingtothecharacteristicsandtheeconomicsofthesmallarcfurnac－es，somemethodsforelectricarcfurnaceflick

4、ermitigationareheldoutinthispaper．   Keywords：electricarcfurnace；voltagefluctuation；flicker；staticvarcompensator1引言电弧炉是电力系统各类波动性负荷中对电压波动影响最大的负荷。电弧炉运行的一个显著特点是，电极和金属碎料间频繁地发生短路，而当熔化的金属碎料从电极上落下时电弧熄灭，没有电流通过。这种随机性的、从短路到开路的过渡过程会产生剧烈的电流波动。当电弧炉的波动负荷电流流过供电网时，相应的电压波动就会加在电网公共连接点(P

5、CC)上，而且实测数据表明：电弧炉的波动电压是调幅波，其载频为工频，调幅的频率在2～15Hz，这就导致照明灯的闪烁。中等容量及以上电弧炉对电网的冲击较大，因此，在电气接线和无功补偿方面往往给予了充分的考虑，但对小容量电弧炉，往往重视不够，如果电弧炉没有任何无功补偿设备，而且供电系统的强度不够时，将会给电网的公共连接点带来较大的电压波动和闪变，严重时将影响公共连接点其他用户的正常用电。本文以某机械厂电弧炉为算例，对小型电弧炉所引起的电压波动和闪变进行了计算，并提出了可行的抑制措施。2公共连接点电压波动和闪变的计算根据文献［1］分析，短

6、路压降法是实际应用最多的一种衡量电弧炉闪变严重程度的方法。根据电弧炉运行的三个典型工况，可以反映它对电网电压波动的主要影响，U0、Ud和UN分别表示电弧炉在三相开路、短路和额定运行时公共连接点PCC处的电压的有效值。短路压降Ud定义为：参考我国的标准，短路压降的限值：HV(220kV及以上)：Ud≤1．6％；MV(35～110kV)：Ud≤2．0％；LV(10kV及以下)：Ud≤2．5％。由以上标准可判断单台电弧炉是否可以接入电力网。当电弧炉变压器分接头处于使电极电压为最大的档，所对应电弧炉的最大短路容量设为Sd(MVA)，在公共连

7、接点PCC处供电系统全年最小的短路容量设为Sk(MVA)，则可根据下面的近似公式计算电弧炉的短路压降Ud，其精度是合理的：某机械厂电弧炉仅为1．5T，给电弧炉供电的炼钢线是经开关直接接厂部母线(其系统接线图见图1)。根据现场了解到的情况：电弧炉变压器高压侧的电抗器损坏，电弧炉没有任何无功补偿设备而直接接厂用电母线，为便于对该电弧炉的电压波动和闪变作粗略估算，首先计算出它的供电单线图的电路参数，如图1所示。图中：U0为无限大电源母线电压；PCC为厂部公共连接点；T1为主变压器；L1为厂部进线；L2为电弧炉变压器进线；T2为电弧炉变压器

8、；E为短网，即电弧炉变压器低压侧至电弧炉电极的引线；XF为电弧炉短网电抗。   供电系统的短路容量为式中：XS为PCC至无限大电源侧电抗；计算所取基准容量为SB＝100MVA，基准电压UB＝Uav。   根据厂方提供的数据，Xs＝1．