分相功率补偿治理矿热炉三相电流不平衡的研究.pdf

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1、第35卷第4期电力电容器与无功补偿V01．35No．42014年8月PowerCapacitor&ReactivePowerCompensationAug．2014分相功率补偿治理矿热炉三相电流不平衡的研究张晓军，杜迎虎，李盆，闰荣(西安森宝电气工程有限公司，陕西西安710119)摘要：针对某金属硅厂矿热炉短网布置、炉体和炉料等不平衡导致三相负荷电流不平衡，严重危及了当地110kV变电站的正常运行，提出使用TCT型SVC装置对矿热炉进行分相功率补偿．治理三相电流不平衡的方法，并通过PSCAD仿真试验验证了

2、该方法的可行性和高效性。关键词：矿热炉；三相负荷不平衡；三相电流不平衡；晶闸管控制变压器(TCT)；静止无功补偿(SVC)中图分类号：TM714．1；TF806．7文献标志码：A文章编号：1674．1757(2014)04—0009．06ResearchonManagingThree-phase-currentUnbalanceoftheSubmergedArcFurnacebyPhasePowerCompensationZHANGXiaojun，DUYinghu，LIPen，YANRong(Xi’anS

3、enbaoElectricalEngineeringCo．，Ltd．，Xi’an710119，China)Abstract：Asfornormaloperationof110kVsubstationwhichisinseriousdangerduetounbalanceofthree—phaseloadcurrentcausedbyshortnetworkconfigurationofcertainsiliconmetalminesarcfurnaceandunbalanceoffurnacebodych

4、arge，amethodonusingthyristorcontrolledtransformer(referredtoTCT)typestaticvarcompensator(referedtoSVC)toperformphasepowercompensationofthearcfurnaceandcontrolunbalanceofthree—phasecurentisraised．BothfeasibilityandhighefficiencyofthemethodisverifiedbyPSCAD

5、simulationtest．Keywords：submergedarcfurnace；three·-phaseunbalanceload；three·-phase·curentunbalance；thyristorcontrolledtransformer(TCT)；staticvarcompensation(SVC)1)功率因数低。矿热炉的自然功率因数很难O引言达到0．85以上，绝大多数矿热炉的自然功率因数矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉，主要在O．7～0．8之间．较低的功率因数造成大量的功用于还原冶

6、炼矿石碳制还原剂及溶剂等原料．交率损耗，浪费大量电能；流电流分别由3根电极导人炉内，电流经电极和2)三相负荷不平衡。由于电极的人工控制以电极间的炉料在电极下端产生电弧，在电弧高温及堆料的工艺，导致三相问的电力不平衡加大，作用下炉料产生化学反应生成各种化合物，利用最高不平衡度可以达到20％以上，不平衡电流反电弧的能量及电流通过炉料而产生能量来熔炼馈给电网造成了电力系统不稳定运行，从而给电原料。矿热炉的供电系统主要由变压器和短网铜力系统带来严重的危害。管组成，短网系统的感抗较大，负荷性质为阻感笔者首先介绍了S

7、teinmetz提出的理想补性负荷l1-4]。偿网络理论．利用米勒提出的对称分量法计算矿热炉目前普遍存在的问题：用电压和线电流表示补偿导纳的补偿算法，将收稿日期：2014—01—24-9·2014年第4期电力电容器与无功补偿第35卷三相不平衡负载与补偿装置的电流分别分解y；成正序、负序、零序对称分量，求得用负载的电流、电压表示的各相所需补偿电纳值[5-11]。最y=；(2)后，利用工程实践上TCT型SVC单相可调补偿y—Y。Y功率的方法，等效补偿该硅矿厂负荷不平衡所—。需的电纳值来实现对该硅矿厂三相电流不

8、平以三角形负载进行理论分析．则其可写成导衡的治理[12-16】。纳形式为：l三相不平衡补偿原理IYe．=G．b+jB~b；{Yt．=Gbc+jBbc；(3)1．1补偿三相不平衡基本原理【yG。+j。在中性点不接地三相对称电源供电系统其补偿电路如图2所示。中，根据Steinmetz理想补偿网络理论．对于图1所示的三相不平衡负载，在某一时刻．每一相负载都可以看作是1个电导和电纳并联的阻抗。分相电纳补偿是通过分别补偿每一相的电导和电