真空自耗电弧炉动态无功补偿和谐波抑制系统.pdf

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1、第38卷第5期冶金自动化V0l_38No．52014年9月MetallurgicalIndustryAutomationSep．2014·系统与装置·doi：10．3969／j．issn．1000~059．2014．05．008真空自耗电弧炉动态无功补偿和谐波抑制系统张乃禄，田炳，同向前，张毅，郭朝阳，马陇伟。(1．西安石油大学电子工程学院，陕西西安710065；2．西安理工大学；3．西安海联石化科技有限公司)摘要：真空白耗电弧炉在熔炼过程中，功率因数低、谐波含量高，严重影响电弧炉稳定生产和电网电能质量。针对真空自耗电弧炉

2、生产过程和熔炼电源特点，开发研制了基于静止无功发生器(SVG)与晶闸管投切滤波器(TS—HPF)混合的动态连续无功补偿和谐波抑制系统。系统智能补偿综合控制器采用数字信号处理器(DSP)，通过CAN总线对TS．HPF与SVG的混合投切控制，实现对电弧炉熔炼全过程动态连续无功功率补偿和谐波抑制。实际运行表明，系统可以有效抑制谐波，提高功率因数，改善电网电能质量，对真空自耗电弧炉安全稳定生产具有重要意义。关键词：真空自耗电弧炉；动态无功补偿；谐波抑制；DSP控制器文献标志码：B文章编号：1000—7059(2014)05-003

3、9-05SystemofdynamicreactivepowercompensationandharmonicsuppressionforvacuumarcremeltingfurnaceZHANGNai．1u，TIANBing，TONGXiang—qian，ZHANGYi，GUOCha。一yang。MALong-wel。，(1．SchoolofElectronicEngineering，Xi’anShiyouUniversity，Xi’an710065，China；2．Xi’anUniversityofTechnolog

4、y；3．Xi’anHailianPetrochemicalTechnologiesCo．，Ltd．)Abstract：Duringtheoperationofthevacuumarcremehing(VAR)furnace，thepowerfactorislow—erandtheharmoniccontentishigher，whichseriouslyaffectthecontrolsystem’sstabilityandpowerquality．Inthispaper．wedesignasetofstaticvarge

5、nerator(SVG)andthyristor—cutfilter(TS’HPF)mixedcontinuousdynamicreactivepowercompensationandharmonicsuppressionsystemontheanalysisoftheVAR’sDower．ThesystemusesDSPasthecorecontrollerandcontrolstheswitc-hingofSVGandTS．HPFthroughtheCANbustoimplementthereactivepowerco

6、mpensationandharmonicsuppressionofVAR．Practicalapplicationshowsthatthesystemcaneffectivelysuppressharmoniesandimprovethepowerfactorandthepowerquality，whichareimportanttothesafeandstableoperationoftheVAR．Keywords：VAR；dynamicreactivepowercompensation；harmonicsuppres

7、sion；DSPcontrollerO引言金属以及高性能合金钢的熔炼，熔炼过程分为启真空白耗电弧炉广泛应用于钛合金等稀有弧期、熔炼期和补缩期3个阶段，整个熔炼是典收稿日期：2013-12-20基金项目：国家863计划资助项目(2009AA035401)作者简介：张乃禄(1961一)，男，陕西武功人，教授，硕士研究生导师，主要从事自动化检测与过程控制技术研究。冶金自动化第38卷型的起弧放电过程。真空白耗电弧炉熔炼电源2无功功率与谐波分析由三相低压可控整流电源提供，直流电压通常在在真空自耗炉熔炼生产周期，其负荷是比较45V左右

8、，直流电流可达40kA，通过调节直流电平稳的，一个熔炼周期经历的启弧、熔炼和补缩3流来调节电弧功率，从而实现熔炼速率控个阶段，分别对应于负荷电流的上升、稳定和下制¨』。由于真空自耗电弧炉及其整流电源都降阶段。其中，启弧和补缩过程较短，其余均为是影响电网电能质量的主要非线性用电设备，在平稳的恒熔速熔炼阶段