电力检修|超高功率电弧炉对电网的搅扰及防护

   更新日期:2017-04-12     来历:建材之家    作者:现金游戏之家    阅读:123    谈论:0    
中心提示:摘要:超高功率电弧炉在正常出产时会对电网构成高次谐波、电压闪变、电压动摇、三相电压及电流不平衡、功率因数低一级晦气影响,并且超越电能质量各项方针国家规范。本文逐项进行定性剖析,并对几种常见型式的SVC设备作比较,无源与有源滤波的运用和技能开展作了论述,以构成一个完好的概念和防护方法。   现代炼钢电弧炉的基本功用是将尽或许多的电功率输入到熔池内,以获得高的出产率和低的物料、能量耗费以及

电力检修|处理小电流接地毛病的新思路

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现金游戏之家讯:摘要:超高功率电弧炉在正常出产时会对电网构成高次谐波、电压闪变、电压动摇、三相电压及电流不平衡、功率因数低一级晦气影响,并且超越电能质量各项方针国家规范。本文逐项进行定性剖析,并对几种常见型式的SVC设备作比较,无源与有源滤波的运用和技能开展作了论述,以构成一个完好的概念和防护方法。

现代炼钢电弧炉的基本功用是将尽或许多的电功率输入到熔池内,以获得高的出产率和低的物料、能量耗费以及好的环保方针。炼钢电弧炉按其吨钢均匀变压器额外容量,或单位炉膛面积均匀变压器额外容量分为一般功率(RP)、高功率(HP)和超高功率(UHP)三种。超高功率电弧炉概念自70年代提出,方针在于极大地进步电弧炉炼钢的出产率和下降本钱,创始了电弧炉炼钢技能开展新纪元。但由于出产时对电网影响与搅扰是多方面的,实践中也发现了涉及到电能质量的一切方面。由于超高功率电弧炉的变压器功率水平高,变压器容量高达数十兆伏安,在炼钢进程中对电网构成严峻的冲击和搅扰,这些“公害”有必要加以操控和办理。

1 对电网的搅扰

1.1 功率因数低

电弧炉从电网获得电能,其间一部分转化为有用的热能,而另一部分则为无功用量。为了使电弧能安稳焚烧,电弧炉的功率因数不能获得太高。因电弧炉负载是高理性的,电弧炉的接入使供电电网的功率因数恶化。超高功率电弧炉运转在熔化期时,功率因数乃至低到0.1,这样引起母线电压严峻下降。电压下降又相应下降电弧炉的有功功率,使熔化期延伸,出产率下降。

1.2 电压闪耀和动摇

超高功率电弧炉是供电电网的很大的负载,并且在运转中常常发作忽然的、激烈的电压冲击,导致电网电压的快速动摇,频率为0.1~30Hz。频率在1~10Hz之间的电压动摇会引起照明白炽灯和电视画面的闪耀,使人们感到烦躁,这类搅扰称之为“闪耀”或“闪变”。激烈的闪耀会构成电机滚动不安稳,电子设备误动作乃至损坏,也会使电网供电的用户(包含电弧炉本身)的实践功率削减,闪耀是对电网的一种公害。

关于实践的、有限容量的电网,电弧炉负载引起的电网电压动摇百分数为

ΔU%=ΔQ/Sk×100% (1)

式中 ΔQ——无功功率的冲击量,Mvar;

Sk——本电弧炉供电母线最小短路容量,MVA。

考虑到电弧炉的正常运转状况与短路状况之间的无功功率改变大致与炉子变压器的额外容量适当,即ΔQmax≈SF,故可以用下式来预算电网上最大动摇百分数

ΔUmax%=SF/Sk×100% (2)

国标《电能质量·电压答应动摇和闪变》(GB12326—2000)规则了电力体系公共衔接点的电压动摇和闪变电压答应值。超高功率电弧炉在其运转进程中发作的动摇和闪变往往都超越这个规则值,有必要加以按捺。

1.3 三相电压与电流不对称

引起电网供电质量变差的另一个重要问题是电弧炉三相负载不对称引起的电网三相电压及三相电流的不对称。其成果是相关电网的一切用户(包含电弧炉)的经济性和出产率下降。剖析标明,在公共衔接处电网短路容量Sk比电弧炉变压器额外容量SF高50倍以上时,电弧炉三相负载不对称所构成的电网电压的不对称性未超越国标《电能质量·三相电压答应不平衡度》(GB/T15543—1995)中规则的答应值。

当时电弧炉大型化、更超高功率化,成果供电电网的容量往往只要电弧炉变压器容量的20~40倍或更低,故有必要选用补偿。

1.4 高次谐波

沟通电弧炉在炼钢进程中其电流会发作非正弦畸变和各次谐波,对电网构成搅扰。其首要原因有:

(1)电弧的电阻值不稳定,并且在沟通电弧的半个周期中电弧电阻也在改变,这构成电弧电流的非正弦畸变。

(2)沟通电的正负半周换相,石墨电极和钢替换作阴极和阳极,因不同资料的发射电子才能不一样,故使电流的正负两个半周的波形不对称,构成偶次谐波。

(3)三相电弧不均衡,导致三次谐波。

(4)供电体系衔接的各种谐波源导致各种谐波的构成,如静补设备中的整流器等。

电弧炉的谐波电流成份首要为2~7次,其间2、3次最大,其均匀值可达基波重量的5%~10%,谐波电流流入电网,使电压波形发作畸变,引起电气设备发热、振荡以及保护误动作等。国标《电能质量·共用电网谐波》(GB/T14549—93)对归纳电压畸变率、谐波电流注入量均作了具体规则,为按捺电弧炉发作的谐波供给了根据和规范。

2 按捺电弧炉对电网和本身影响的途径

按捺超高功率电弧炉搅扰的途径总的来讲有二:一是进步供电电源的电压等级,以进步与电网公共衔接点的短路容量,使其对电网和本身的影响在答应规模内;二是选用SVC设备,使其多项方针约束在答应规模内。两种途径比较,途径一是治标的方法,由于电炉对电网和本身影响的各种量值并未消除,而是送到更高电压级的电网去分散,跟着电炉不断建造开展,这些量值在电网中添加堆集,泛滥成灾,将会构成电网所不能承受的程度,而添加了对广阔用户的影响,因而,运用规模越来越小。途径二是治本的方法,它使电炉对电网和本身影响的各种量值大部分就地消除了,故其运用规模越来越大,前途广阔。

2.1 SVC设备

近些年来开展起来的SVC设备是一种快速调理无功功率的设备,已成功地用于电力、冶金、采矿和电气化铁道等冲击性负荷的补偿上,它可使所需无功功率作随机调整,然后坚持在电弧炉等冲击性负荷衔接点的体系水平的稳定

Qi=QD+QL-QC (3)

式(3)中Qi、QD、QL、QC分别为体系公共衔接点的无功功率、负荷所需的无功功率、可调(可控)电抗器吸收的无功功率、电容器补偿设备宣布的无功功率,单位均为kvar。

当负荷发作冲击无功ΔQD时,将引起

ΔQi=ΔQD+ΔQL-ΔQC (4)

式中ΔQC=0,欲坚持Qi不变,即ΔQi=0,则ΔQD=-ΔQL,即SVC设备中理性无功功率随冲击负荷无功功率作随机调整,此刻电压水平能坚持稳定不变。

SVC由可控支路和固定(或可变)电容器支路并联而成,首要有四种型式。

(1)可控硅阀操控空芯电抗器型(称TCR型) 它用可控硅阀操控线性电抗器完成快速接连的无功功率调理,它具有反应时间快(5~20ms)、运转牢靠、无级补偿、分相调理、能平衡有功、适用规模广、价格便宜等长处。TCR设备还能完成分相操控,有较好的按捺不对称负荷的才能,因而在电弧炉体系中选用最广泛,但这种设备选用了先进的电子和光导纤维技能,对保护人员要专门训练进步保护水平。

(2)可控硅阀操控高阻抗变压器型(TCT型) 长处与TCR型差不多,但高阻抗变压器制作杂乱,谐波重量也略大一些。由于有油,要求一级放火,只宜安置在一层平面或野外,容量在30Mvar以上时价格较贵,而不能得到广泛选用。

(3)可控硅开关操控电容器型(TSC型) 分相调理,直接补偿,设备本身不发作谐波,损耗小,可是它是有级调理,归纳价格比较高。

(4)自饱满电抗器型(SSR型) 保护较简略,运转牢靠,过载才能强,呼应速度快,下降闪变效果好,但其噪声大,原资料耗费大,补偿不对称电炉负荷本身发作较大谐波电流,无平衡有功负荷才能。

2.2 无源滤波设备

该设备由电容器、电抗器,有时还包含电阻器等无源元件组成,以对某次谐波或以前次谐波构成低阻抗通路,以到达按捺高次谐波的效果。由于SVC的调理规模要由理性区扩大到容性区,所以滤波器与动态操控的电抗器一同并联,这样既满意无功补偿、改进功率因数,又能消除高次谐波的影响。

国际上用于大型炼钢电弧炉的滤波器品种有:各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽频带与三阶宽频带高通滤波器等。

(1)单调谐滤波器 一阶单调谐滤波器的长处是滤波效果好,结构简略,缺陷是电能损耗比较大,但跟着品质因数的进步而削减,一起又随谐波次数的削减而添加,而电炉正好是低次谐波,首要是2~7次,因而,基波损耗较大。二阶单调谐滤波器当品质因数在50以下时,基波损耗可削减20%~50%,属节能型,滤波效果等效。三阶单调谐滤波器是损耗最小的滤波器,但组成杂乱些,出资也高些,用于电弧炉体系中,2次滤波器选用三阶滤波器为好,其他次选用二阶单调谐滤波器。

(2)高通(宽频带)滤波器 一般用于某次及以前次的谐波按捺。当在电弧炉体系中选用时,对5次以上起滤波效果时,经过参数调整,可构成该滤波器回路对5次及以前次谐波构成低阻抗通路。

用于大型电炉的滤波器组合最基本的有两类:一是用3~5组单调谐滤波器组成,二是由2~4组单调谐滤波器和一组二阶宽频带滤波器组成。第一类组合对高次谐波滤波效果要差一些,但电能损耗低些;第二类组合对高次数滤波效果好,分工也清晰,规划也简略简略些。两者组合各有优缺陷,总的开展趋势是在滤波效果好的前提下削减组数,以节约占地和出资,又要尽或许优化组合以节约电能损耗。

3 有源滤波器

尽管无源滤波器具有出资少、效率高、结构简略及保护便利等长处,在现阶段广泛用于配电网中,但由于滤波特性受体系参数影响大,只能消除特定的几回谐波,而对某些次谐波会发作扩大效果,乃至谐振现象等要素,跟着电力电子技能的开展,人们将滤波研讨方向逐渐转向有源滤波器(APF)。
APF即运用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值持平、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,到达实时补偿谐波电流的意图。它与无源滤波器比较,有以下特色:

a.不仅能补偿各次谐波,还可按捺闪变,补偿无功,有一机多能的特色,在性价比上较为合理;
b.滤波特性不受体系阻抗等的影响,可消除与体系阻抗发作谐振的风险;
c.具有自适应功用,可主动盯梢补偿改变着的谐波,即具有高度可控性和快速呼应性等特色。

APF作为改进供电质量的一项关键技能,在日本、美国、德国等工业发达国家已得到高度重视和日益广泛的运用,由于它有着无源滤波器所不具备的技能优势。但现在要想在配电网中彻底替代无源滤波器还不太实践。由于APF的本钱现阶段依然较高,跟着电力电子工业的开展,器件的性价比将不断进步,APF必然会得到更广泛运用。

4 结束语

配电网中整流器、变频调速设备、电气化铁道、电弧炉以及各种电力电子设备不断添加,这些负荷的非线形、冲击性和不平衡的用电特性,对供电质量构成污染,构成电力“公害”,特别以超高功率电弧炉为甚。作为典型作特性和防护办法方面的剖析,有利于对SVC、滤波器以及有源滤波器的了解和研讨。

我国钢铁企业的超高功率电弧炉等运用SVC的实践比如许多,如大冶钢厂双50t电弧炉、张家港70t电弧炉、韶关钢厂以及天津大无缝钢管厂、福建马尾中钢公司50t电弧炉、珠江钢厂100t电弧炉等。SVC设备有引入的,也有国产的,用的都是TCR型SVC,应该说TCR型SVC已构成了用于按捺电弧炉对电网搅扰的首要方向和办法。

5 参考文献

1 张之忠,张炳炎.按捺现代大型炼钢电弧炉对电网公害、对本身晦气的技能研讨.我国冶金建造协会静补(SVC)技能沟通会论文集.1992年3月
2 李士琦等.现代电弧炉炼钢.北京:原子能出版社,1995.
3 胡 铭,陈 衍.有源滤波技能及其运用.电力体系主动化,2000,24(3)现金游戏之家专心于各种家居的现金游戏,现金网开户,皇冠最新网址,现金游戏现金网开户,现金游戏器件,现金游戏设备的新闻资讯和O2O电商导购服务,敬请登陆现金游戏之家:http://anfang.jc68.com/
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