真空自耗电弧炉无功补偿技术的研究与应用

发布时间：2021-07-23 03:10

　　真空自耗电弧炉是钛及钛合金冶炼的核心设备。电弧炉运行期间，功率因数低，谐波含量较高，严重的影响了真空自耗电弧炉的熔炼效率和运行的稳定性，对供电系统的电能质量也造成污染。因此，针对电弧炉无功功率与谐波含量变化的特点，研究真空自耗电弧炉无功补偿与谐波抑制技术具有十分重要的意义。本文首先对真空自耗电弧炉的设备构成和熔炼工艺进行了分析，电弧炉的熔炼一般分为起弧阶段、熔炼阶段和补缩阶段。不同的熔炼阶段，电弧炉的无功功率和谐波含量会不同，对供电系统电能质量的影响也不同。针对真空自耗电弧炉的设备和工艺特点，进行电弧炉的动态无功补偿，本文选择晶闸管投切电容器（TSC-Thyristor SwitchedCapacitor）无功补偿系统作为真空自耗电弧炉的无功补偿装置。TSC无功补偿系统由无功补偿智能控制器和补偿滤波单元两部分组成。智能控制器对经过电路处理和变换的电压、电流信号进行ADC采集，通过FFT算法计算出系统的实时参数；然后依据计算出的系统参数和控制策略来控制补偿滤波单元的投切。补偿滤波单元通过合理的参数设计，在实现对电弧炉进行无功补偿的同时，也可以对系统中部分谐波进行抑制。运行测试表明，TSC... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

真空自耗电弧炉结构图

2.4 真空自耗电弧炉对电能质量的影响2.4.1 功率因数低真空自耗电弧炉负载在运行过程中无功功率消耗很大，功率因数很低而且是动态变化的[12]。根据电弧炉的熔炼工艺，在不同的熔炼阶段（起弧、熔炼、补缩），都需要对电弧炉的熔炼电流和熔炼电压进行精确的控制，也就是电源系统输出的电流、电压在不同的工艺阶段，是在不停变化的，同时无功功率也是在动态的变化。现场测试真空自耗电弧炉在运行过程无功功率的变化如图 2-3 所示。

元和无功补偿智能控制器。其中补偿滤波单元是 TSC 无功补偿系统的主电路；无功补偿智能控制器是 TSC 无功补偿系统的核心。补偿滤波单元如图3-1中TSC-1到TSC-6所示，它们由6组晶闸管和电容器组组成，主要用来实现系统的无功补偿和谐波抑制功能。其工作方式和状态受无功补偿智能控制器的控制。无功补偿智能控制器是 TSC 无功补偿系统的核心。通过采集经过电压互感器、电流互感器和信号调理电路转换后的电压、电流信号，计算得到系统的实时状态，然后根据控制策略做出投入、切除补偿滤波单元的判断。实现对系统的动态无功补偿。3.2.1 补偿滤波单元方案设计（1）补偿滤波单元的原理TSC 无功补偿系统中补偿滤波单元的实质就是利用电容器容性载荷来抵消设备的感性负载，从而达到提高功率因数、补偿无功功率的目的[15]。对于含有谐波的系统，在进行无功补偿的同时，都会要求对特定次含量较高的谐波进行滤除。为了起到滤波的作用，TSC 系统一般会通过在电容支路上串联电抗器的方式来实现，如图 3-2 所示


本文编号：3298469