超高功率电弧炉动态补偿与运行分析

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1、加热设备《工业加热》!""#年第$期超高功率电弧炉的动态补偿与运行分析翁利民（武汉大学电气工程学院，湖北武汉!"##$%）摘要&超高功率炼钢电弧炉在工作时对电网会产生高次谐波、电压波动与电压闪变、三相不平衡、功率因数低等不利影响。结合电弧炉的动态补偿装置在运行中发生的问题，详细分析了’()型*+(装置的基本原理和定容计算，以形成一个对电弧炉进行综合补偿的完整概念和防护方法。关键词&电能质量,超高功率；电弧炉；静止型无功补偿装置；滤波器,电压闪变中图分类号：’-$!./!0,’1$0!/"文献标识码：2文章编

2、号：0##%304"5（%##"）#63##".3#"789:;<3=<>?(@AABCB@D8ABEFGC<>BBG<>C，7JKL>M>!"##$%，(K<>LS&’KBJAFGLKQDAWLAL>EBL>UUBEGBLOBOFKBT@IBGDLEF@G?E@O!SJ>UBG>@G=LA@TBGLF<

3、@>/1L<>E@>OFGJEF<@>QWLOEUELTLE@D’()FPTB*+(UBNLAPOBU<>E@GLF<@>IOLF<@>UBNTGLEF/’KBGBD@GBQF@FLAE@=TB>OLF<@>E@=TABFBE@>EBTFL>UTG@FBEF<@>=BFK@UD@G82-IBGBBO

4、FLWALEB?82-S,*+(?OFLFOLF@GS,D

5、流电弧炉产生的有功冲击可达无功与有功冲击负荷大且急剧频繁地变动、产生高次"#Y!#17，无功冲击可达6#Y.#1NLG。无功负荷的急谐波、三相负荷严重不对称等方面的不利影响，使得电剧波动变化，也会引起电网电压的急剧波动与闪变，并网电能质量恶化，危及发配电设施和邻近的用电户，也造成冶炼时间延长、冶炼质量不稳定。严重地影响电炉自身的产量、质量，使电耗、电极消耗增大，从而成为电网迫切需要“综合治理”的对象，’()由于电炉的电弧电流处于不规则的急剧变化状态型*+(（*FLFOLF@G）是现代电

6、网中广泛及弧阻的非线性，电压和电流波形呈不对称的非正弦波用来抑制和减少上述方面“电网的环境污染”的有效方形。它可以分解成%次以上的各次谐波电流，主要是%Y法。通过补偿装置在运行中出现的问题，我们可完善$次谐波电流。在运行时，高次谐波电流将会引起电气*+(的接线和定容，以进一步改善电能质量。设备发热、振动、增加损耗、缩短寿命，会使H;(及继电保护装置误动作等造成严重后果。%超高功率电弧炉对电网的影响电炉熔化期，特别是在穿井期，各相电弧电压是独电炉在熔化期，功率因数一般低于#/$，工作短路立变化的，各相电流各自

7、发生急剧的无规则变化，在一时甚至降到#/%左右。这不仅直接影响企业的经济效相断弧或两相短路时，负序电流将达正序电流的6#ZY益，还会影响电网的供电质量。4#Z或更高。这种过大负序电流不仅会使上级变电所负序保护经常报警动作，还会影响电网中的发电机、电气电炉在熔化期，由于电极的频繁升降，使电弧频繁设备的出力。"静止型无功补偿装置（*+(）收稿日期：%##"3#!3#$；修回日期：%##"3#63%#作者简介：翁利民（05453），男，高级工程师，博士研究生，从事电静止型无功补偿装置（*+(）可以抑制由于电炉无力

8、系统电压稳定与电能质量的研究/功冲击引起的电压波动和闪变、高次谐波，可以提高功".加热设备《工业加热》!""#年第$期率因数，还可实现按各相的无功功率快速补偿!从而实/&做到恒定不变。现三相无功功率平衡，使电炉处于稳定、安全、可靠的由式（)）得出运行状态。"#$有多种型式，下面以常用的%$&（晶闸/"0/$1/23/"0常数（(）管控制电抗器）型"#$为例（如图’）进行说明。由于电压稳定时/$可视为常数故有/41