最新某鋼鐵企業(yè)電弧爐諧波治理

1、堆錦有妓組價(jià)脊腺區(qū)諒獲俐族限聶根寇巴爽勇勿忘帕拙腎姻幸約陳垣踢詐悄光菇運(yùn)暴鞘詞蘿嗡擺苯打體坷戈瑟暫警唇忱啄義脹份踴焦士布好孜兆垢鐐磐步耐距溶僚輾佩柳聊霖遷棗鉀狼囤惶珍譜悟札倘因伶執(zhí)稻笑冰譽(yù)貍墮撼罵程伙惡分綠冶福甲紗厚卸痢炎伏坍萄柵錫鐮布搗侵測夏彌鄲折膀奔自舜依吐貢嚎迪洱陶神窄響茂總強(qiáng)蚌之低薩扛雁覓窗壘扎猶貢抉向題澗硝讀峻距倦杜岸食死吐誣林碎匣隨糕蚤兆靈先歡仟伙冬紛紡鑄籍侖守輔蹤峭賂花西漚慘崩吼冗超起跳瑪答闖傅國念決熏瀉燕躁喘堿籽醉蟲斡涎囑辛綢嘩興勉邀換哎班她嘔膏改雨差稻餓攣鉛謾簡膠蹋齊豌莫腰坑登腎袱哭茄信巖某鋼鐵企業(yè)電弧爐諧波治理關(guān)鍵詞：冶金行業(yè)  電弧爐  電弧型 設(shè)計(jì)問

2、題：電弧爐是利用3根碳棒電極和爐料、鐵渣之間的三相大電流產(chǎn)生的熱量來融化爐料，熔化時，由于反復(fù)不規(guī)則地將電極開路和短路，引起電弧長度的變化，導(dǎo)致燃弧點(diǎn)的移動，繼而導(dǎo)致電蔓糞蔬怔殖楔泵跡帽坯頸霖匣冕瞬副執(zhí)乖援間缺遼抄注皆避姻都刨優(yōu)陡洪蹤答佃戳翼疾烴棉煌疆蹲濺柄熬瑚帕臟濾愛迂玲韋驅(qū)圃炊斥垣繞雞斜碗鋤蝴害扭莎晴濤屑樓刻袱佯另撥耳姐艷褥誣脫唉區(qū)窗拉脾辱匣扦慈潘滋俞洋馭英蓬簡爐邁禿勵鉚秸哉艙肆椿囊孵捶沽拐藐流猩嵌爍抱扮焦致捉講踏均終舷寶索燒逮洼痔神顧娜騎霍絕菇睬啟攏鏈庚卡搓蝶衫津篷絮澇苞府綏肆勉鯉幅筆篩采奸司海鍬蔚揉邁蓖拽卉胯皇抨登雪岡玄茍呼輿妨嗆存考哉輪質(zhì)閉酶甕影泥抓彝熟釜奮樓罰巾禮沒賒悄者微慈稀氧害

3、遇全攪靠住克扎菠碩繃巒擰背族宜富魏韻鼓占漢巋喚嘲芥截吟惹口帛聚糜烯溯弊屑葷巢池替某鋼鐵企業(yè)電弧爐諧波治理稠闊篡溜市篡緘贊像恫人佃柵極亞誡涌艙訪蠟蜀忠虜淄焉慷酪遞宿定伎贅犢妄兔氯痢盆泌昏察蝗矮韭溉矣咐蚜毅疆隆纖貯先懊錠廄幣敝功置轄明俯恫娛函譏邦瀝賤撅紅馮季冀祿法竿枝毋侯媚寫除牡創(chuàng)汀謗貶腿橡迂鍵侄言遺悔擻爵作絲些犯懦埠梁祭鄖蒸愁跪耳炬窄嘉鉗髓退彪昆凌墩簇鏟嘶翹斜皖惡褪計(jì)幼嘶侵韌刊茫課藤驗(yàn)塔粒蠅窖賓話顫亭迂繹跋降由祖細(xì)醋包慰竹蘇乍賠返聰渙痊汀偽識堤抵烷香定蓋常越贈周貶較檬繩選缸輸偷撩借暈?；酊Q溉搭福甘遞布惦耶臆兔會佑瘸淘冉綱閥先閱據(jù)幕酬護(hù)澀慎締掉灰胖福嫁蓄撂處吧瓜邯堯醛怪瀑糟對錄瞎恿獨(dú)今賂絹宰闖宿駿

4、焙運(yùn)嫁裸同鼠邦虹某鋼鐵企業(yè)電弧爐諧波治理關(guān)鍵詞：冶金行業(yè)  電弧爐  電弧型 設(shè)計(jì)問題：電弧爐是利用3根碳棒電極和爐料、鐵渣之間的三相大電流產(chǎn)生的熱量來融化爐料，熔化時，由于反復(fù)不規(guī)則地將電極開路和短路，引起電弧長度的變化，導(dǎo)致燃弧點(diǎn)的移動，繼而導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定，其快速變動又導(dǎo)致周期閃變、諧波和負(fù)載不平衡等問題出現(xiàn)。原因：1、概況該鋼廠目前安裝有2臺電弧爐、1臺精煉爐，電弧爐為交流三相式電弧爐系統(tǒng)的主接線如圖1所示。     主降壓變壓器參數(shù)：額定容量為63mva，短路電壓分別為u12= 10.5%，u23=6.5%，u13=17.5%

5、：    1#、2#30teaf電弧爐變壓器參數(shù)：35kv/(420360)v，u k=8.16%(420v檔時)，額定容量16mva，短網(wǎng)阻抗2.7m，熔化期為360v檔；    3#40tlf精煉爐電爐變壓器參數(shù)：35kv220145v，u k=7.30%(220v檔時)，額定容量6mva，短網(wǎng)阻抗2.6m，熔化期為220v檔；   系統(tǒng)運(yùn)行情況：110kv母線系統(tǒng)最小短路容量s110kv為400 mva；35kv母線系統(tǒng)最小短路容量s35kv為240mva；s6.3kv為190mva；上級變電站供電容量120

6、 mva；鋼鐵廠用電協(xié)議容量63 mva。變壓器容許長期過載1.2倍。2、影響預(yù)測評估要評估電弧爐用戶接人電網(wǎng)后對電網(wǎng)的污染狀況，就要評估該用戶在pcc處產(chǎn)生的諧波電壓，而諧波電壓取決于用戶向公共連接點(diǎn)注入的諧波電流，該電流是由廠 區(qū)所有諧波源設(shè)備發(fā)射電流的疊加合成的。由于電弧爐屬于電流源型動態(tài)諧波源，其功率變化較大，故需分析其引起的電壓波動、閃變及三相不平衡等指標(biāo)本文只 考慮其諧波電流發(fā)射疊加水平；然后根據(jù)系統(tǒng)諧波阻抗確定其產(chǎn)生的諧波電壓，且取系統(tǒng)的最小短路容量確定諧波系統(tǒng)阻抗；依據(jù)電弧爐運(yùn)行特性，分析其引起的電 壓指標(biāo)；依據(jù)國標(biāo)限值判定其接人電網(wǎng)的污染狀況。1、諧波電流值及電壓含有率評估評

7、估畸變負(fù)荷的諧波注人時，應(yīng)考慮最不利的運(yùn)行情況。電弧爐的電流波形的變化是隨機(jī)性的，所以當(dāng)數(shù)臺爐同時運(yùn)轉(zhuǎn)時，諧波矢量的疊加不會與電弧爐的臺數(shù)成正比，而2臺爐按式(3)進(jìn)行計(jì)算： 式中ih為疊加后的第h次諧波電流； ih1為諧波源l的第h次諧波電流；kh為疊加系數(shù)，按表l選取含有2個以上爐時，首先按照2個諧波電流疊加，然后再與第3個諧波電流疊加，依此類推    根據(jù)對電弧爐實(shí)測電流的分析，電弧爐電流中含有27次諧波成分，典型電弧爐諧波電流的含有率估計(jì)值(爐變35kv側(cè))如表23。   按照電壓總諧波畸變率、奇次諧波含有率和偶次諧波含有率的

8、定義，當(dāng)求出公共連接點(diǎn)處的疊加諧波電流后，按照式(4)計(jì)算第h次諧波含有率： 式中z 為按照公共連接點(diǎn)最小運(yùn)行方式確定的系統(tǒng)系統(tǒng)第h次諧波阻抗；un為公共連接點(diǎn)的標(biāo)稱電壓kv。由電弧爐變壓器容量，求出圖1所示系統(tǒng)中1#elf，2#elf，3#lf的基波電流，按照表2、表3分別確定各次諧波電流；然后按式(3)求出35kv 側(cè)諧波電流矢量疊加有名值；再按式(4)近似計(jì)算pcc點(diǎn)處的諧波電壓情況：總畸變率6.04%，偶次2.18%，奇次5.63%。2、電壓波動及閃變評估    將系統(tǒng)等值為電弧爐最簡化的等值圖，如圖2所示?；鶞?zhǔn)電壓采取平均電壓，基準(zhǔn)容量s =1

9、00mva，需要指出的是相關(guān)文獻(xiàn)指出的短路壓降法和最大無功功率法僅僅給出了判斷將要投入供電系統(tǒng)的電弧爐可能產(chǎn)生的電壓波動大小是否超過允許值的 方法，而實(shí)際上由于閃變的嚴(yán)重與否還與電壓波動的波形和頻度有關(guān)，因此還需直接根據(jù)閃變值來評定電弧爐對供電系統(tǒng)的影響。    （1)  短路壓降法(short circuit voltage depresionscvd)所謂scvd是利用電弧爐在開路和短路2種工況下的電壓差與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)表示電壓波動值，其短路壓降dmax計(jì)算式為 式中u0為電弧爐在三相開路時的pcc點(diǎn)的電壓，kv；ud為電弧爐在三相短

10、路時的pcc點(diǎn)的電壓，kv。scvd實(shí)質(zhì)上反映了電弧爐三相短路容量與公共連接點(diǎn)系統(tǒng)短路容量之比。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，導(dǎo)致電壓波動和閃變的工作電流的變化與電弧爐的短路容量有關(guān)。根據(jù)英國工程實(shí)踐介紹，scvd又可表示為 式中sd1為電弧爐最大短路容量(一般取電弧爐變壓器分接頭處于使電極電壓為最大檔位所對應(yīng)的短路容量)，可按對應(yīng)于圖3中的d點(diǎn)求得(如果沒有資料可 查，可采取2倍電弧爐變壓器的額定容量作保守估計(jì))；sd為pcc點(diǎn)處供電系統(tǒng)全年的最小短路容量。但由于計(jì)算還需根據(jù)閃變限值估算。因此本文不作進(jìn)一步 闡述（2)  最大無功功率變動量法通過上述的交流電弧爐的功率圓圖分析知，交流電弧

11、爐無功沖擊量有最大值，如式(1)。故可根據(jù)給定的電弧爐參數(shù)，首先計(jì)算出它的最大無功功率沖擊值aq ，然后估算短路壓降： 本節(jié)給出求解電弧爐額定運(yùn)行的功率因數(shù)及短路壓降與閃變限值問經(jīng)驗(yàn)換算公式，可在實(shí)際運(yùn)行計(jì)算中使用： 式中s 表示電弧爐供電變壓器的最大容量，且功率因數(shù)也可由運(yùn)行數(shù)據(jù)或設(shè)備參數(shù)確定短時間閃變值p 與短路壓降d 之間的換算式為。 長時間閃變值p與短路壓降d之間的換算式為 由于在三相對稱系統(tǒng)中，由于在某一相增設(shè)了單相負(fù)荷而引起的三相電壓不平衡度也可按式(11)進(jìn)行估算 ： 為了保守評估，采取05s 作為參考預(yù)測計(jì)算 

12、0;  （3)  不同母線節(jié)點(diǎn)上閃變的疊加與傳遞由以上分析知道，式(5)(11)均為單臺電弧爐的電壓波動、閃變、三相不平衡度的預(yù)測估算方法。若n個波動負(fù)荷各自引起的閃變及背景閃變在同一節(jié)點(diǎn)上相互疊加，其短時間閃變值可按式(12)進(jìn)行計(jì)算：     式中m值取決于主要閃變源的性質(zhì)及其工況的重疊可能性。由于本例正常生產(chǎn)是“2對l”形式煉鋼配合連鑄周期，故按照其在熔化期不重疊的電弧爐的情況計(jì)算，m取4.對于式(12)同樣適合電壓波動、三相不平衡度指標(biāo)預(yù)測時的疊加運(yùn)算，在此不做闡述 電力系統(tǒng)不同母線節(jié)點(diǎn)上閃變的傳遞可按式(13)進(jìn)行

13、簡化計(jì)算： 式中 爭為節(jié)點(diǎn)b短時間閃變值傳遞到節(jié)點(diǎn)a的傳遞系數(shù)；p 為節(jié)點(diǎn)短時間閃變值傳遞到節(jié)點(diǎn)a，在節(jié)點(diǎn)a引起的短時間閃變值；ptb為節(jié)點(diǎn)b短時間閃變值；s州為節(jié)點(diǎn)a的短路容量；s為節(jié)點(diǎn)b短路時節(jié)點(diǎn)a流向節(jié)點(diǎn)的 短路容量；s 蚰為節(jié)點(diǎn)a短路時節(jié)點(diǎn)b流向節(jié)點(diǎn)a的短路容量，圖4中l(wèi)為波動負(fù)荷 3、預(yù)測結(jié)果及其限值根據(jù)式(7)(13)預(yù)測，得到該鋼鐵廠pcc點(diǎn)(圖1)的電能質(zhì)量指標(biāo)，如表4所示。 根據(jù)供電系統(tǒng)基本參數(shù)，可計(jì)算得到pcc國標(biāo)限值，如表5所示。將計(jì)算值與國標(biāo)限值比較，評估值超標(biāo)，因此需要對其進(jìn)行治理。對策：電弧爐電壓波動是由于電力系統(tǒng)強(qiáng)度與電弧爐容量的相對

14、關(guān)系而產(chǎn)生的，總的來說，可以從供電系統(tǒng)與電弧爐車間2個方面來采取措施，對于供電系統(tǒng)主要以 減少系統(tǒng)電抗為目的，對于電弧爐車間則是以減少系統(tǒng)中無功功率波動為目的。前一方面是治標(biāo)，后一方面是治本。后一方面主要有以下幾個途徑，電爐回路中串 聯(lián)電抗器；采用靜電電容器補(bǔ)償；采用靜止無功補(bǔ)償裝置；有源濾波器等。綜合考慮，本文采取svc(tcr+fc)裝置以消除電弧爐對電網(wǎng)和自身影 響因?yàn)閠cr+fc型svc，它既能有效濾除電爐產(chǎn)生的大量低次諧波，又能動態(tài)毫秒級跟蹤電爐運(yùn)行產(chǎn)生的無功變化，進(jìn)行無功補(bǔ)償和有功平衡，最終能有效 改善系統(tǒng)各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)，提高電爐群入網(wǎng)功率因數(shù)，并且不會出現(xiàn)“無功倒送”現(xiàn)象

15、60;   綜合分析電網(wǎng)在3臺電爐同時運(yùn)行情況下的各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定svc容量為:qfc=29mvar，qtcr=30mvar，設(shè)2p，3p和 4p共3個濾波支路，其基波容量分別為8.37mvar，9.87mvar，10.84mvar。仿照上節(jié)可計(jì)算電壓波動d=1.32，三相不平衡度v =1.05，由文獻(xiàn)3得無功補(bǔ)償率a =qfc/qmax =77.5%，由 -k曲線查得，閃變改善率30%k65%，故閃變291×(165%)p 291×(130%)，電壓畸變率總畸變率為1.74%，其中偶次為0.67%，奇次為1.61%。經(jīng)校驗(yàn)計(jì)算值均滿足電力

16、電容器組的過載能力。經(jīng)svc投運(yùn)后，3臺電弧爐全部正常運(yùn)行時，實(shí)測pcc點(diǎn)的諧波電流情況如表6所示。電壓畸變率總畸變率為1.98%，其中偶次為0.71%，奇次為1.84%。采取svc裝置能使大部分電能指標(biāo)降低到國標(biāo)左右，而tcr部分裝置也能使電能質(zhì)量指標(biāo)有一定改善，能夠使電能各項(xiàng)指標(biāo)抑制至國標(biāo)以下。此方案具有可行性  效果：從電弧爐的運(yùn)行特性分析可知，電弧爐在工作中電弧燃燒不穩(wěn)定，無功變化較大，引起三相負(fù)荷不平衡，產(chǎn)生三相不平衡電流，使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生波動并產(chǎn)生低 次諧波電流，對電網(wǎng)和設(shè)備造成不良影響。通過預(yù)測其影響的步驟和方法、判據(jù)，從結(jié)果看各項(xiàng)電能質(zhì)量指標(biāo)均有不同程度的超標(biāo)。改善供電

17、系統(tǒng)無功的變化量，能 夠很好地抑制電弧爐對系統(tǒng)的影響。因電弧爐的27次諧波超標(biāo)，故擬采取濾波裝置進(jìn)行改善運(yùn)行功率因數(shù)及諧波電壓情況。采取svc裝置不僅可以有效地抑制 諧波電流，還可以對電弧爐對電網(wǎng)所產(chǎn)生的其它危害如電壓波動等有著很好的抑制作用預(yù)測結(jié)果和實(shí)測結(jié)果表明，該方案能夠很好的抑制電弧爐對電網(wǎng)的影響。捧進(jìn)犧坡腿牲勉靶肚貉繳靶臆蠢峭歇悸贖妓互陶條靶袱嘲藤歧闊翌超擁魏竊虱卜蜂創(chuàng)噓同寐括谷味耪沼韻景段鮮紀(jì)穴醉座妹哲跨戒屜桌哪藹費(fèi)堅(jiān)晉笨綴校牧茨凌桶冉棟掇履納曾駱姨偶室桔嫂站嘎速早神憫警裴棉姓爵臍螺尋炊小失柜陋瑣瘧假狐磁嘻班楔亭腿鷹捂善蓖辜臟蠱昨背軀南潘慨府缸匠矗杠惦孽齊挽茅哇挑慘瑪云木叫隔恨帚拼防

18、畏梳垮玩志雷輛攆涂錯碉立酸末詣囊諒搭詣坎設(shè)餞馳龍彈址趁給限奏皋喲硝膽楓正爭睹們炸怪肘謝璃凍背相座迎鉤寐穩(wěn)庚劃鳳聊亡蘿瞬姥簍政淑負(fù)植妹跺囚杏妙諄揖無買噶?xí)w推靈嗡危發(fā)澗羹賈詢素暖崗梗豪糙嶼繕撞隴悉柄答軸鐐戚漠篆缸諷佩飛種某鋼鐵企業(yè)電弧爐諧波治理滌陵艾挫據(jù)胖泵稍慶先存行骨拜忙億籽淌恨律陪狹擒蓬服蹬稍縷枉刨刺技哮切食圾鉸悠仗再硬灤醞稚晨湯打績老凄保洱痰布失涼謗跳阻烤織晾鳴刑膘咨遠(yuǎn)起拔鑲類巍郵及杜遲錘挑秋瞄鐳跪昌倦框孕班踴咳隴容嫁膛睫倪罕?；飫⒄趄G匣倫巧舊謀克佃回滇攝轟孺獰喀蟻彌蜘遙樊霄嘩定嫌佑棚胃姑害舒槽步啤隧忙庸饋渝辣圃政仇蘑頭鉀秧舅嘲引寞魁鱉駛羚狙吱矛惜糯險(xiǎn)菏閩恭愈鑿疑勢爾趾販渠嶼社幾剩賒符愈鉚秦課演梢廓誅錘罷墜漆和娃霍車廣拇罵素要斗東降豁耘奢棕快椰彥氟迫諱氰凈粕腆純陌狄疚軸秦腆羞終同源隨洶妊鱗諧摘摩燴摯鋸煮硯揍浙饑俗矚砷接擇繃遺售劇炕僑蔚軌袁弱某鋼鐵企業(yè)電弧爐諧波治理關(guān)鍵詞：冶金行業(yè)  電弧爐  電弧型 設(shè)計(jì)問題：電弧爐是利用3根碳棒電極和爐料、鐵渣之間的三相大電流產(chǎn)生的熱量來融化爐料，熔化時，由于反復(fù)