炼钢交流电弧炉电能质量问题的分析与治理研究
发布时间：2021-03-26 02:21
交流电弧炉作为炼钢行业中的主要设备,已经得到广泛的关注。然而,作为一种典型冲击性负荷,交流电弧炉的大量应用使得供电系统中的电能质量问题越来越突出。因此,本文以建立精确、实用的电弧模型作为前提,对电弧炉负荷引起的电能质量问题进行系统性分析,并通过静止同步补偿器（STATCOM）进行治理。论文主要研究内容如下：1.提出了一种参数取值随弧长时域变化的新型交流电弧炉模型。通过分析电弧的阻抗特性,采用电弧导纳作为状态变量,对原交流电弧时域微分模型进行了改进,在此基础上引入时域变化的电弧半径和电弧电压作为参变量,并给出模型参数的估算方法,从而建立了新模型。该模型物理意义明确,参数估算方法简洁,适用于不同吨位设计和规格参数的电弧炉。通过对模型进行比较分析,验证了新模型的正确性。2.建立了以实际100吨炼钢交流电弧炉为对象的电气系统仿真模型,并在弧长随机变化的条件下对其引起的电网三相不平衡、谐波、电压波动及闪变等电能质量问题进行分析。当三相弧长不同时,电弧炉负载处于三相不平衡状态,某一相弧长变化时,与该相弧长相对应的电压、电流变化最大,并且该相电流的变化会对另外两相电流产生较大影响；当电弧炉运行在熔化...
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电弧炉稳定工作下的伏安特性
??图２．３是采用交流电弧时域微分模型、改进模型和本文模型仿真得到的电弧电压、??电流曲线对比图。由图中可看出利用本文所提出新模型仿真出来的曲线与另外两种??模型仿真所得到的结果基本一致，体现了电弧的主要特征，如电弧燃弧电压、与之相??对应的电流＂零休＂状态，从而证明了新模型的有效性、正确性。???□□□□□□□□□□??６００?厂?□□□□??□□□□??４００?－?１??２００?－??弓０?－??－２００?－?Ｊ?Ｊ??ｄ?＾?Ｊ?＾?广??－４００?－??■６００?１１１１??０．０２?０．０４?０．０６?０．０８?０．１０??（ａ）电压曲线??—?□□□□□□□□□□??２５０?厂?□□□□??□□□□??誦??－２５０?Ｉ?１?１?１?１??０．０２?０．０４?０．０６?０．０８?０．１０??／／ｓ??（的电流由线??图２．３交流电弧时域微分模型、改进模型和本文模型的电弧电压、电流曲线对比图??将仿真得到的电弧半径与电弧阻抗曲线进行对比分析，进一步验证其正确性，如??图２．４与图２．５所示。由仿真曲线可见：??（１）电弧半径和阻抗呈脉动状变化，其频率是王频的两倍；??口）当电弧的半径增大时，由于电弧温度升高，电离程度提升，使电弧阻抗快速??减小，反之亦然。??上述结论与电弧实际特性相符，说明本文提出的新模型对电弧现象吻合程度较??高
结??先阐述了交流电弧炉的工作原理及特性，指出电弧炉负荷在不复杂性和随机性，而弧长的不稳定性Ｗ及电弧电抗的非线性是次，对于电弧的阻抗特性进行了探讨，明确了电弧的存在使能将电弧作为纯电阻来处理，在此基础上对交流电弧时域微过引入电弧半姪这一关键的物理量作为参数，从而提出了新的交流电弧时域微分模型、改进模型和本文所建立的电弧模型路中，对电弧电压、电流进行仿真对比，同时将新模型中仿真半径进行了对比分析，证明了本文提出模型的正确性。??１７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于电能质量预测分析的交流电弧炉时变参数模型[J]. 廖延涛,胡骏,张海龙,王恩荣. 电气技术. 2016(03)
[2]STATCOM在电弧炉电能质量治理上的应用[J]. 石山,刘树,梅红明,刘志超. 电力电容器与无功补偿. 2015(06)
[3]一种改进的FBD指令电流检测方法研究[J]. 黄知超,苏晓鹏,李俊,刘超攀. 电测与仪表. 2015(06)
[4]采用长弧操作的高阻抗电弧炉[J]. 仝永博,刘征,罗玉镯,花皑. 冶金设备. 2014(06)
[5]基于时变电流注入方法的特殊电力负荷建模研究[J]. 陈大宣,余一平,鞠平,黄永宁,张爽. 电力自动化设备. 2014(03)
[6]电弧炉负荷建模及其对电网的影响[J]. 陈金平,张弘,苏红霞,钱龙,胡畔. 武汉大学学报(工学版). 2014(01)
[7]冲击负荷接入电网的电能质量分析与治理方案研究[J]. 彭卉,邹舒,付永生,燕翚,贺春. 电力系统保护与控制. 2014(01)
[8]基于测试数据的电弧炉建模与电能质量研究[J]. 计长安,罗亚桥,洪伟,徐斌. 现代电力. 2013(06)
[9]用于电能质量分析的电弧炉仿真模型[J]. 张峰,何新,杨丽君. 电气技术. 2013(07)
[10]有源电力滤波器的谐波检测研究[J]. 袁浩悦,曹以龙. 电力电容器与无功补偿. 2012(05)
博士论文
[1]大型超高功率电弧炉炼钢综合节能技术研究[D]. 刘润藻.东北大学 2006
硕士论文
[1]基于STATCOM的电弧炉的无功补偿研究[D]. 周瑾.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3100761
【文章来源】：南京师范大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电弧炉稳定工作下的伏安特性
??图２．３是采用交流电弧时域微分模型、改进模型和本文模型仿真得到的电弧电压、??电流曲线对比图。由图中可看出利用本文所提出新模型仿真出来的曲线与另外两种??模型仿真所得到的结果基本一致，体现了电弧的主要特征，如电弧燃弧电压、与之相??对应的电流＂零休＂状态，从而证明了新模型的有效性、正确性。???□□□□□□□□□□??６００?厂?□□□□??□□□□??４００?－?１??２００?－??弓０?－??－２００?－?Ｊ?Ｊ??ｄ?＾?Ｊ?＾?广??－４００?－??■６００?１１１１??０．０２?０．０４?０．０６?０．０８?０．１０??（ａ）电压曲线??—?□□□□□□□□□□??２５０?厂?□□□□??□□□□??誦??－２５０?Ｉ?１?１?１?１??０．０２?０．０４?０．０６?０．０８?０．１０??／／ｓ??（的电流由线??图２．３交流电弧时域微分模型、改进模型和本文模型的电弧电压、电流曲线对比图??将仿真得到的电弧半径与电弧阻抗曲线进行对比分析，进一步验证其正确性，如??图２．４与图２．５所示。由仿真曲线可见：??（１）电弧半径和阻抗呈脉动状变化，其频率是王频的两倍；??口）当电弧的半径增大时，由于电弧温度升高，电离程度提升，使电弧阻抗快速??减小，反之亦然。??上述结论与电弧实际特性相符，说明本文提出的新模型对电弧现象吻合程度较??高
结??先阐述了交流电弧炉的工作原理及特性，指出电弧炉负荷在不复杂性和随机性，而弧长的不稳定性Ｗ及电弧电抗的非线性是次，对于电弧的阻抗特性进行了探讨，明确了电弧的存在使能将电弧作为纯电阻来处理，在此基础上对交流电弧时域微过引入电弧半姪这一关键的物理量作为参数，从而提出了新的交流电弧时域微分模型、改进模型和本文所建立的电弧模型路中，对电弧电压、电流进行仿真对比，同时将新模型中仿真半径进行了对比分析，证明了本文提出模型的正确性。??１７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于电能质量预测分析的交流电弧炉时变参数模型[J]. 廖延涛,胡骏,张海龙,王恩荣. 电气技术. 2016(03)
[2]STATCOM在电弧炉电能质量治理上的应用[J]. 石山,刘树,梅红明,刘志超. 电力电容器与无功补偿. 2015(06)
[3]一种改进的FBD指令电流检测方法研究[J]. 黄知超,苏晓鹏,李俊,刘超攀. 电测与仪表. 2015(06)
[4]采用长弧操作的高阻抗电弧炉[J]. 仝永博,刘征,罗玉镯,花皑. 冶金设备. 2014(06)
[5]基于时变电流注入方法的特殊电力负荷建模研究[J]. 陈大宣,余一平,鞠平,黄永宁,张爽. 电力自动化设备. 2014(03)
[6]电弧炉负荷建模及其对电网的影响[J]. 陈金平,张弘,苏红霞,钱龙,胡畔. 武汉大学学报(工学版). 2014(01)
[7]冲击负荷接入电网的电能质量分析与治理方案研究[J]. 彭卉,邹舒,付永生,燕翚,贺春. 电力系统保护与控制. 2014(01)
[8]基于测试数据的电弧炉建模与电能质量研究[J]. 计长安,罗亚桥,洪伟,徐斌. 现代电力. 2013(06)
[9]用于电能质量分析的电弧炉仿真模型[J]. 张峰,何新,杨丽君. 电气技术. 2013(07)
[10]有源电力滤波器的谐波检测研究[J]. 袁浩悦,曹以龙. 电力电容器与无功补偿. 2012(05)
博士论文
[1]大型超高功率电弧炉炼钢综合节能技术研究[D]. 刘润藻.东北大学 2006
硕士论文
[1]基于STATCOM的电弧炉的无功补偿研究[D]. 周瑾.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3100761
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