[发明专利]一种针对钢铁厂中频炉产生的谐波进行电网滤波方法

说明书

一种针对钢铁厂中频炉产生的谐波进行电网滤波方法。

技术领域

本发明涉及一种针对钢铁厂中频炉产生的谐波进行电网滤波方法。

背景技术

在电力系统中对谐波的抑制就是如何减少或消除注入系统的谐波电流，以便把谐波电压控制在限定值之内。电力系统谐波抑制是改善电能质量的一个重要方面。对谐波抑制的方法主要有两种途径：第一类是从改进电力电子装置入手，使注入电网的谐波电流减少，也就是在谐波源上采取措施，最大限度地避免谐波的产生；第二类是在电力电子装置的交流侧利用LC无源滤波器和电力有源滤波器对谐波电流分别提供频域谐波补偿和时域谐波补偿，这类方法属于对已产生的谐波进行抑制的方法。

冶金企业的用电设备具有容量大且大部分为感性负荷、负荷冲击大、起制动频繁、快速性、自动化程度高、工作连续性等特点，是用电的大户。用电设备大量使用直流电动机和变流器驱动、交流电动机变频驱动、变压器、电抗器、电力电子装置等非线性负载。

冶金企业特别是钢铁厂采用的中频炉和电弧炉由于其容量大，是用电大户，对电网的影响具有举足轻重的作用。它具有功率因数低，无功负荷波动大且急剧变动，产生有害的高次谐波电流，三相负荷严重不平衡时，产生的负序电流对电网存在不利因素，使得电网电能质量恶化，危及电网和大量用户，也影响电弧炉、中频炉自身的生产，使电耗、电极消耗增大，从而成为电网的主要公害之一。为此，解决谐波和无功补偿问题对改善电网供电质量、节省电能、提高用电设备出力、降低钢耗可起到积极的作用。

中频炉是将三相工频交流电经过整流电路变为直流电，再经过逆变电路输出为单相的中频交流电源供给中频无芯感应炉。中频炉的特点是在接近满载状态下功率因数较高，可达0.9（甚至更高），但在负载较轻时其功率因数较低，仅为0.5左右，一般其平均功率因素较高。通常，小容量的中频炉采用6脉动换流装置，较大容量的中频炉采用12脉动换流装置。由于是整流型负载，中频炉运行时产生大量的谐波，产生的谐波不仅影响到自身，而且影响到连接于同一供电线路上的其他负荷。

故而需要一种可以很好地解决如中频炉、电弧炉之类的谐波源的治理的电网滤波方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效减小波动的谐波量；同时可以抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡度、补偿功率因数的针对钢铁厂中频炉产生的谐波进行电网滤波方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种针对钢铁厂中频炉产生的谐波进行电网滤波方法，包括如下步骤，

步骤S1：根据采集的各钢铁厂中主要产生谐波的谐波源中频炉产生的超限谐波情况，可知中频炉产生的超限谐波次数主要为5、7、11次低次奇次谐波；

步骤S2：判断各钢铁厂中所采用的中频炉的容量；

步骤S3：针对不同容量中频炉，采用不同补偿方式，具体补偿过程如下；

对于小容量中频炉的补偿，采用低压侧补偿方式，即在整流变压器低压侧滤波，每台变压器安装一套低压滤波装置，随中频炉的开停投入或切除该低压滤波装置；

对于大容量中频炉的补偿，采用高压侧补偿与低压侧补偿互补的方式，即

低压侧补偿：即在整流变压器低压侧滤波，每台变压器安装一套低压滤波装置，随中频炉的开停投入或切除该低压滤波装置；

高压侧补偿：在35kV母线侧设置滤波器，且滤波器设5、7、11次三条滤波通道，在每条通道由一组安装在构架上的电容组件和一组电抗器组成，所述电容组件由避雷器、互感器、熔断器、放电线圈和滤波电容组成；

步骤S4：对中频炉并联装设静止无功补偿装置，抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡度、补偿功率因数，完成整体电网滤波。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明滤波方法不但可以有效减小波动的谐波量；同时可以抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡度、补偿功率因数；该滤波方法具有极大的推广意义。

附图说明

图1为本发明针对钢铁厂中频炉产生的谐波进行电网滤波方法的流程图。

图2为滤波器和系统阻抗特性图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1所示，本发明一种针对钢铁厂中频炉产生的谐波进行电网滤波方法，包括如下步骤，