矿热炉无功补偿和谐波抑制的研究

发布时间：2021-07-09 05:19

　　随着近十年我国工业化进程的快速发展,“节能环保”已位列我国重点培育的七大新兴产业之首,而冶金企业的总能耗就占了全国能耗的10%,在工业部门的能耗超过了15.25%。所以针对矿热炉的节能改造已经逐渐成为最为热门的研究领域之一。本文首先介绍了矿热炉的结构组成,然后分析了矿热炉系统参数,由数学计算分析了无功补偿给矿热炉带来的益处。然后介绍了谐波的产生及相应的国家标准,由于谐波不仅对矿热炉有着严重危害,还会影响到矿热炉周围的电气设备,一旦谐波馈入电网,还会使电网波形受到影响,降低供电质量,所以矿热炉的谐波抑制势在必行。晶闸管控制电抗器（TCR）型静止无功补偿器能维持其端电压不发生变化,具有快速响应性、可频繁动作性以及分相补偿能力,能较好地解决矿热炉引起的无功补偿问题。然后深入研究了TCR型无功补偿装置的补偿原理和接线方式,介绍了TCR的控制系统,为最后无功补偿方案的确认奠定了理论基础。此外,谐波治理的措施选取FC滤波器。在控制策略上,根据瞬时无功功率理论和三相不平衡负荷补偿理论,建立了补偿电纳计算模型,可以通过电压电流的瞬时采样计算需要补偿的瞬时无功功率及电纳。本文设计了基于DSP-TMS32... 

【文章来源】：西安工程大学陕西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 课题研究的国内外现状
    1.3 本文所完成的主要工作
2 矿热炉的电气特性
    2.1 矿热炉的结构组成及工作特点
    2.2 矿热炉的等效电路及功率分析
    2.3 矿热炉的谐波及危害
    2.4 本章小结
3 无功补偿和谐波抑制的原理分析
    3.1 无功补偿装置的分类
    3.2 晶闸管控制电抗器（TCR）补偿原理
    3.3 谐波治理的方案分析
    3.4 矿热炉无功补偿和谐波抑制的方案选择
    3.5 本章小结
4 矿热炉无功补偿和谐波抑制的控制策略
    4.1 三相电路的瞬时无功功率理论
    4.2 基于Steinmetz原理的负荷补偿理论
    4.3 基于三相电路瞬时无功功率的控制算法
    4.4 基于三相电路瞬时无功功率的无功补偿算法
    4.5 本章小结
5 矿热炉无功补偿和谐波抑制的控制系统
    5.1 TCR+FC型静止无功补偿器的控制系统硬件设计
        5.1.1 DSP的选型及特色
        5.1.2 数据采集模块设计
        5.1.3 锁相倍频模块设计
        5.1.4 TCR触发脉冲放大电路
        5.1.5 232 通讯模块
        5.1.6 系统电源电路设计
    5.2 矿热炉系统综合治理方案的软件设计
        5.2.1 软件主程序流程图设计
        5.2.2 A/D采样流程
        5.2.3 数据运算模块设计
        5.2.4 触发脉冲发送流程
    5.3 本章小结
6 矿热炉综合治理方案的工程应用
    6.1 钢铁企业矿热炉电气系统及补偿目标
    6.2 PCC点电能质量分析与检测方法
    6.3 TCR+FC型滤波补偿系统设计
        6.3.1 滤波补偿装置安装容量确定
        6.3.2 FC滤波支路相关参数计算
        6.3.3 TCR支路相关参数计算
    6.4 滤波补偿装置的主回路设计及选型
    6.5 滤波补偿装置投入后的无功功率及谐波含量分析
        6.5.1 电能质量考核点电能质量测试结果及分析
        6.5.2 装置投运后补偿效果分析
    6.6 滤波补偿装置投入后经济效益分析
        6.6.1 电费实施办法
        6.6.2 滤波补偿装置投运后钢厂受益分析
    6.7 滤波补偿装置安全性能校核计算
    6.8 本章小结
7 总结和展望
参考文献
攻读学位期间发表文章
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]炼钢短流程工艺国内外现状及发展趋势[J]. 杨宁川,黄其明,何腊梅,游香米,吴令.  中国钢铁业. 2011(01)
[2]矿热炉短网补偿双闭环控制系统的研究[J]. 卢秀和,王俊,谢宏伟,李斌.  仪器仪表用户. 2010(02)
[3]矿热炉短网谐波电流的检测与补偿控制[J]. 卢秀和,魏巍,刘晋宏.  控制工程. 2009(S2)
[4]铁合金矿热电炉电气系统设计[J]. 黄薇.  有色冶金设计与研究. 2008(05)
[5]矿热炉电气特性分析[J]. 杨双胜.  山西电力. 2007(03)
[6]无源滤波器参数计算[J]. 席光华.  电力电容器. 2006(06)
[7]电弧炉炼钢流程的能量状况[J]. 李士琦,张汉东,陈煜,刘润藻,林纲.  钢铁. 2006(08)
[8]宝钢电炉短流程制造与绿色理念[J]. 柯行余,高建荣,曹方杰.  上海钢研. 2006(02)
[9]TCR+FC型SVC原理及应用[J]. 朱金奇.  变频器世界. 2006(05)
[10]日本开发出环保型高效电弧炉——ECOARC[J].   中国钢铁业. 2006(01)

硕士论文
[1]10kV静止无功补偿装置的研究[D]. 孙晓波.哈尔滨理工大学 2009
[2]TCR的电气特性及控制系统[D]. 杨晨.大连理工大学 2007
[3]一种新型静止无功补偿装置设计[D]. 刘丽华.哈尔滨理工大学 2006



本文编号：3273111