三相交流电弧炉电能质量优化技术研究

摘要

电弧炉以冶炼质量高、运行可靠、投资成本低等优点成为现代钢铁产业中的重要设备。随着科学技术的发展,越来越多大容量、高功率的电弧炉设备已投入到生产中。然而,由于其自身的工作特性和工作环境等方面的因为,电弧炉运行时产生的大量谐波和闪变等电能问题已经严重的影响到供电网络的电能质量,电弧炉已经成为电网的主要公害之一。随着电力用户对电能质量要求的不断提高,优化电能质量已成为当务之急。
　　 本文首先分析了电弧炉电气系统模型,结合前人的研究成果,从能量平衡的角度推导出大型交流电弧炉的时变电阻模型,并将该模型封装成子系统加入电气系统中进行仿真验证。仿真结果表明,本文所建立的交流电弧炉电气系统模型能够较准确的逼近研究对象的实际特性。此模型为开展电能质量问题研究奠定了良好的基础。
　　 在所建立模型的基础上进行了谐波分析,找到了不同冶炼时期电弧炉所产生的不同的电能质量问题的变化规律。在此基础上,针对电弧炉所引起的电压波动和闪变、三相不平衡以及功率因数低等问题,提出了静态无功补偿器(SVC)的设计方案。然后,对SVC工作原理、补偿特性进行了分析,针对实际电弧炉系统设计了SVC补偿系统,并通过仿真验证其可靠性。同时,文中介绍了SVC控制信号的检测方法,并仿真验证了该方法的运行效果。最后对不同控制系统作用下的补偿效果进行了比较分析。