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    冶金行業電能質量特點

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           現代工業的發展對金屬的需求量越來越大,使冶金行業迅速發展起來。冶金企業的用電設備具有容量大、大部分為感性負荷、負荷沖擊大起制動快速性、自動化程度高、工作連續性等特點;
           用電設備大量使用直流電動機和變流器驅動交流電動機變頻調速驅動變壓器、電抗器電力電子裝置等非線性負載。
    軋機、電弧爐等冶金設備使電網電壓發生波動和閃變,三相不平衡、電網功率因數低、線路損耗增加、諧波含量超標,已造成諧波公害,嚴重危害電力系統的安全運行和電氣設備的安全經濟運行。
           因此,解決好冶金配電系統的無功補償和諧波治理問題對于保證電力系統電能質量及安全運行,降低損耗,提高用電設備效率等具有重要意義。
     
           典型負載
           電弧爐:電弧電阻的非線性和瞬變性會產生高次諧波;交流電爐運行時由于三相電弧不對稱,會產生負序電流;
    精煉爐:與電弧爐相比,精煉爐的爐況比較平穩,不存在熔化期,有功及無功變化相對穩定,雖沒有電弧爐對電網影響大,但對供電質量及用電設備也存在很大的影響;
           中頻爐:中頻爐是一種將工頻50HZ交流電轉變為中頻(300HZ以上至20HZ)的電源裝置,把三相工頻交流電,整流后變成直流電,再把直流電變為可調節的中頻電流,由于負荷變動小,效率高,無功波動較??;功率因數較高,但會產生大量的諧波。
     
           諧波和無功對冶金行業供電系統的危害
           冶金企業的用電設備具有容量大,大部分為感性負荷,負荷沖擊大,起制動頻繁,快速性, 自動化程度高, 工作連續性等特點, 是用 電的大戶. 用電設備大量使用直流電動機和變流器驅動, 交流電動機變頻調速驅動,變壓器,電抗器,電力電子裝置等非線性負載. 軋機,電弧爐等冶金設備使電網電壓發生波動和閃變,三相不平衡,電網功率因數低,線路 損耗增加,諧波含量超標,已造成諧波公害,嚴重危害電力系統的安全運行和電氣設備的安全經濟運行. 因此, 解決好電力系統的無功補償和諧波治理問題對于保證電力系統電能質量及安全運行, 降低損耗, 提高用電設備出力等具有重要意義.

     
           冶金行業電能質量治理解決方案
           1、 利用SVG實現無功補償
           提高冶金行業供電可靠性和電能質量的傳統做法是加設晶閘管投切電容、晶閘管控制電抗器和磁控電抗器等無功補償設備,并采用LC濾波器減小諧波畸變的影響,與傳統的無功補償裝置相比,SVG能夠實時動態補償,不會發生過補,欠補,可以穩定系統電壓。
           2、 利用APF諧波及三相不平衡治理
           冶金行業負載中含有變頻器和整流器,變頻器和整流器是典型的諧波源,會嚴重影響電力系統穩定性。針對冶金行業電網諧波現狀,治理諧波及三相不平衡的最佳解決方案是采用有源濾波技術,一般而言,有源濾波器(受控電流源)與一個產生諧波的負荷并聯連接,該受控電流源產生與負荷的諧波電流大小相同相位相反的補償電流,以此來消除負荷產生的諧波對配電網的影響,治理三相不平衡的原理與治理諧波類似。
           APF選型:
           有源濾波器的設計容量=運行電流*電流畸變率
           注:為了使補償效果更佳,一般留有裕量,因此一般在計算容量乘以1.2作為最后的配置容量。

           3、項目配置方案

    設備名稱 安裝位置 治理方式 解決問題
    靜止無功發生器SVG 負載進線斷路器下端 集中治理,就地治理 提高功率因數,穩定系統電壓,降低線路損耗。
    有源濾波器 負載進線斷路器下端 集中治理,就地治理 濾除諧波電流,提高供電系統可靠性。

           小結:本裝置投入使用后不僅可以保證冶金行業的諧波電流下降幅度非常明顯而且可以提高現場的功率因數,在容量足夠的情況下,現場的電流畸變率將會由23%下降至5%左右。

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