电弧炉炼钢谐波产生机理分析及抑制策略研究

发布时间：2020-06-22 23:48

【摘要】：近年来,由于电弧炉炼钢技术的不断发展,工业生产中交流电弧炉的使用数量及单体容量不断增大,电弧炉对供电系统的影响也日渐凸显出来,传统的谐波抑制方法的效果也不尽理想,因此,对其谐波治理的方法改进已迫在眉睫。针对现有电弧炉模型不能全面表现电弧炉冶炼过程中表现的电能质量问题,提出一种将动态性质模型与电弧炉稳态模型进行调制的混合建模方法,即利用正弦信号、高斯随机信号以及低频混沌信号对新型的电弧炉稳态模型进行调制。将模型带入电弧炉电网模型,通过将仿真结果与实测数据及相应波形进行对比,可以充分验证新型混合建模方法的合理性,为后面电弧炉电网谐波治理的研究提供了模型基础。在电弧炉谐波治理措施中,提出从两个方向对电弧炉谐波进行同时治理的思想,一方面即沿用传统的被动治理的方法,另一方面是在电弧炉电网添加无功补偿设备,通过补偿器实时补偿差值功率,减少甚至消除电弧炉负载电压波动和三相不平衡的产生,从源头上抑制了电弧炉偶次谐波及部分奇次谐波的产生。被动治理方面,针对传统电压源控制策略下滤波器性能和系统稳定性之间的矛盾一直没有解决的问题,首先对两种传统的电压源控制策略的优缺点进行了对比分析,在此基础上重点研究一种电压源复合控制策略,并对该控制策略的实现进行了详细的分析。主动抑制策略上,针对电弧炉冶炼过程中产生的电压波动和闪变、三相不平衡等造成大量谐波的电能质量问题,本文首先分析了无功补偿装置的分类,通过仿真分析及无功补偿装置性能之间的相互对比,提出SVG+动态无功补偿方案,为后续电弧炉谐波综合补偿装置的设计打下基础。在充足理论分析依据的基础上,建立了电弧炉电网模型及最终的综合补偿系统模型,通过分析在电弧炉电网投入综合补偿系统前后的系统无功功率、功率因数波形及电网电流电压波形,充分验证了本文提出的治理方案的合理性和可行性。
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF741.5
【图文】：

交流电弧炉,典型曲线

(b) 电弧炉负载实际 V-I 特性曲线图 2-1 交流电弧炉典型曲线实际 V-I 特性，本文采用能量守恒理论来1 2 3p p p分别为冶炼过程中的热量散失功率、影响成热能的总功率。假设冷却效果只与电1 1np k r径 r 表现为状态变量。n=1、2、3，分别[26]已做详细解释，此处不再赘述。的导数成正比，而该能量与 r2成正比，

稳态模型,电弧炉

- 13 -图 2-6 电弧炉单相稳态模型到的电弧炉负载电流波形，如图 2-7 所示，图中可以看出，负载且出现了明显的零休现象；负载电压波形，如图 2-8 所示，图中方波特点。将图 2-7、2-8 与图 2-1(a)典型的电弧炉负载电流电压弧炉负载电压电流曲线与实测波形基本一致，特性相同，从而有交流电弧炉稳态仿真模型的合理性和有效性。

【相似文献】