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電弧爐諧波電流抑制及其綜合治理

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內(nèi)容提示：隨著煉鋼業(yè)和冶煉技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電弧爐設(shè)備投入到生產(chǎn)當(dāng)中，其 容量越來越大。由于其自身的工作特性，造成了日益嚴(yán)重的諧波污染問題，嚴(yán)重 影響到了電壓質(zhì)量，對其的諧波治理已經(jīng)迫在眉睫。本文以與益陽金沙鋼鐵廠合 作完成的諧波治理項目為背景，研究了電弧爐系統(tǒng)的電氣模型、并對其產(chǎn)生的諧 波電流進(jìn)行了分析，結(jié)合實際電弧爐系統(tǒng)的諧波測試情況對該電弧爐系統(tǒng)諧波電 流提出了抑制方案，并就電弧爐系統(tǒng)的綜合治理進(jìn)行了研究。 本文介紹了諧波電流的產(chǎn)生及其對電力系統(tǒng)的危害，以及國家對諧波的標(biāo)準(zhǔn) 要求和一般常用的諧波抑制方法。針對電弧爐的工作特性本文具體分析了電弧爐 系統(tǒng)諧波電流產(chǎn)生的原因和其對電力系統(tǒng)的影響。從交流電弧的物理特性出發(fā)， 利用歐姆定律和瞬涮能量平衡方程提出了交流電弧的電路模型，，并給出了確定電 弧參數(shù)的工程估算方法，通過仿真驗證了該模型的有效性。在此基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了 電弧爐電氣系統(tǒng)的狀態(tài)方程。以實際的電弧爐系統(tǒng)為背景，采用兩種方法對該電 弧爐系統(tǒng)進(jìn)行諧波測試，并根據(jù)測試情況進(jìn)行了諧波分析研究。在此基礎(chǔ)上對單 調(diào)協(xié)濾波器和高通濾波器的工作原理、設(shè)計方法進(jìn)行了研究分析并根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) 的要求針對實際電弧爐系統(tǒng)設(shè)計出了適合該系統(tǒng)的無源濾波方案，并對其效果進(jìn) 行了仿真。最后本文對電弧爐在其他方面對電力系統(tǒng)造成的影響進(jìn)行了分析。針 對其引起的電壓閃變、功率因數(shù)偏低、負(fù)荷不平衡等問題，提出了用SVC裝置來 解決的方案。隨后對SVC裝置的原理、補償特性、控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析。并基于 瞬時無功功率理論提出了SVC信號檢測方法。針對該實際電弧爐系統(tǒng)提出了安裝 SVC裝置的第二期改進(jìn)方案，并對其SVC裝置進(jìn)行了初步設(shè)計。分析了有源濾 波器的特點、工作原理，總結(jié)了其在電弧爐系統(tǒng)的作用。 本文設(shè)計的濾波方案已運用于金沙鋼鐵廠實際系統(tǒng)，并收到了預(yù)期效果，證 明該方案具有良好的經(jīng)濟性和可行性。關(guān)鍵詞：諧波：電弧爐；電氣模型；靜止無功補償裝置；sVc；有源濾波器

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