电炉炼钢对电能质量的影响.PDFVIP

22、电炉炼钢对电能质量的影响电炉炼钢对电能质量的影响 2010西安第五届电能质量研讨会 炼钢超高功率电弧炉和钢包精炼炉炼钢超高功率电弧炉和钢包精炼炉 （（沙钢沙钢）） 100t超高功率电弧炉，炉变33kV、80MVA； 100t100t钢包精炼炉钢包精炼炉，炉变炉变33kV33kV、16MVA16MVA； 由一台220/33kV、120MVA变压器供电。 2010西安第五届电能质量研讨会 炼钢电弧炉对电网的干扰 电弧波动是对电网产生干干扰的根源。电弧炉在运行时电 弧电流受电磁力作用、电极移动、对流气体的影响变化 剧烈，具有很大的随机性。 剧烈的电弧电流变化，产生剧烈的无功、有功冲击。以 100 t交流电弧炉为例，最大的无功冲击可达到150 Mvar 电弧炉炼钢时产生以下现象电弧炉炼钢时产生以下现象： 由于电弧电阻的非线性和瞬变性产生高次谐波； 交流电弧炉运行时由于交流电弧炉运行时由于三相电弧不对称相电弧不对称，产生负序电流产生负序电流 在剧烈的无功、有功冲击电流作用下，供电系统产生电 压波动和闪变压波动和闪变。 2010西安第五届电能质量研讨会 电网的短路容量 电网短路容量是决定大容量电弧炉运行的决定条件电网短路容量是决定大容量电弧炉运行的决定条件。 当供电系统短路容量大于电弧炉变压器额定容量的80倍，即 Sxmin/Se＞80时，不需要任何补偿措施。 当当8080＞＞SSxmiin/S/Se＞＞5656时时，采取适当的电网补偿措施可使电压波动和采取适当的电网补偿措施可使电压波动和 闪变值降至允许值。 当Sxmin/Se＜56时，采取补偿措施也无法达到允许值。 减小电弧炉变压器的额定容量 在高压侧串联限流电抗器的方式限制电压波动和闪变 考虑改用直流电弧炉考虑改用直流电弧炉 （（电压波动和闪变可降低电压波动和闪变可降低40%40%～50%50%左右左右；；不产不产 生负序电流；但设备增加，损耗增大，维护量大，造价高） 采用专用线路供电采用专用线路供电 采用专用高压直配线供电最为合理，在电弧炉附近设置电弧炉专用降 压变电所，以获得较大的短路容量，减小电压波动和闪变。 2010西安第五届电能质量研讨会 采用采用SVCSVC装置进行补偿装置进行补偿 国内外目前普遍采用TCR型动态调节器，附加谐波滤波器（FC）， 组成组成TCR ＋FC补偿装置补偿装置，，补偿功率因数补偿功率因数；；滤除高次谐波滤除高次谐波，，是目前是目前 电弧炉应用最多的补偿方案。 如果SVC的额定容量小于25Mvar，常采用降压变压器型式的TCR， 将晶闸管阀运行电压降到将晶闸管阀运行电压降到1010 kVkV左右左右，可以降低设备投资可以降低设备投资。 2010西安第五届电能质量研讨会 采用有源滤波装置 有源滤波装置，也称“配电用静止补偿器”（DSTATCOM）， 采用可关断的电力电子器件和采用可关断的电力电子器件和PWMPWM控制控制。 DSTATCOM和普通SVC相比较有以下优点： 响应时间快响应时间快，，对电压波动对电压波动、、闪变补偿率高闪变补偿率高；； 补偿器容量小；体积小，重量轻，消耗材料少； 运行损耗小；不受电网频率影响，减少谐波放大和谐振； 能同时滤除高次谐波和补偿功率因数能，实现控制电压波动、 闪变，稳定电压作用。 目前国内外DSTATCOM装置的应用才开始，而且容量还不大。 随着IGCT、IGBT等电力电子器件的不断进步，DSTATCOM 将在超高功率电弧炉广泛应用将在超高功率电弧炉广泛应用。 2010西安第五届电能质量研讨会 案例：国内某不锈钢厂140MVA，35KV的大型电炉，需要 164Mvar无功补偿，采用DSTATCOM，容量为+/-82Mvar。 IGBT器件