无功补偿和滤波装置在钢铁企业的应用和维护 访宝山钢铁股份有限公司热轧厂设备技术组高级工程师成旭鹏

<正>现代钢铁企业中,各种类型的变流设备在轧机、感应加热设备和电弧炉上大量应用。为了提高供配电系统的功率因数,消除高次谐波对电能质量的影响,各种类型的无功功率补偿和谐波滤波装置在钢铁企业供配电系统中应用较多。为了对钢铁企业无功功率补偿和谐波滤波装置的应用和维护有更多的了解,本刊记者特约采     

钢铁企业35/10kV变电所10kV母线滤波补偿装置改造设计

钢铁企业供配电系统中存在大量高次谐波,除来自供配电系统外,其主要还来源于非线性用电设备,如变流装置和电弧炉等。非线性用电设备引起供配电系统电压波形畸变,即有谐波电流产生。供配电系统存在高次谐波造成多方面的危害和影响,因此对钢铁企业变电所的滤波补偿装置进行升级改造,以满足生产需求。根据实测数据结构对新设计的滤波补偿装置进行校验与仿真,最终新的滤波补偿装置满足设计要求,达到预期结果。     

无锡地区某钢铁企业谐波治理

为消除冶金钢铁企业注入电网的谐波污染,提高电能质量,确保电网和用电设备安全、稳定、可靠运行,对江苏无锡地区重点谐波源用户进行统计分析,选取谐波影响严重用户进行治理.根据无锡地区的实际情况采用对谐波超标钢铁企业安装低损耗滤波装置,抑制其高次谐波,提高功率因数.先后对谐波影响严重用户在实施谐波治理前后进行谐波测试和数据分析,实践证明采用此措施抑制了谐波对电力系统的危害,减少了谐波对电网的影响,提高了电能质量,在降低波形畸变率的同时,无功功率补偿显著,治理效果明显.     

钢铁企业无功补偿装置发展趋势

研究了无功补偿技术的发展现状,介绍了各种无功补偿装置的特点及其在国内外的应用,分析了钢铁企业使用无功补偿装置的情况。在对国内外无功补偿装置的技术水平、生产工艺水平以及产品应用等方面的研究基础上,提出了提高我国钢铁企业电能质量及供配电水平的构想。     

钢铁企业非线性负荷与无功补偿装置的应用分析

在介绍钢铁企业轧机、电弧炉、钢包炉等典型非线性负荷特征的基础上,分析了无功功率和谐波等电能问题及治理措施,以及典型无功补偿成套装置的运行原理及应用效果,比较SVC、MCR、STATCOM装置的性能和优缺点;并对无功补偿技术及其发展前景作了展望.     

基于有源电力滤波器的无功补偿装置设计

为了提高电能质量,降低电网污染治理的成本,设计了一个采用晶闸管分相投切电容器补偿基波和部分基波负序功率,并采用有源电力滤波器(APF)补偿谐波、无功功率和部分基波负序功率的电能质量综合补偿装置。介绍了该装置的硬件拓扑结构、主电路设计、谐波检测方法、控制策略、控制器硬件设计,通过实验表明,该装置中APF能有效抑制电网中的谐波。     

钢铁企业中电能质量分析与控制

文章从钢铁企业主要用电设备入手,从波形畸变和高次谐波,电压波动和闪变,电压暂降和短时间中断三方面分析电能质量问题的产生和影响。文章针对这三方面问题,结合钢铁企业负荷特点,利用电力电子对策作为应对,着重阐述有源滤波器、无源滤波器、静止无功补偿装置SVC、静止同步补偿器STATCOM、综合并联无功补偿系统、动态电压调节器DVR、储能装置的工作机理、优缺点及钢铁企业实际应用的范围。文章最后总结各种电力电子装置和电能质量控制的联系并对未来发展作了展望。     

工厂供配电系统中关于无功补偿技术的研究

随着工业生产的飞速发展,工厂对于供配电系统提出了越来越高的要求,无功补偿技术对于提高供配电系统的性能和电能质量具有重要意义。本文从工厂用电成本、电能质量、变压器选型等三个方面就无功补偿技术对工厂供配电系统的重要意义进行了深入分析,仔细研究了工厂供配电系统的无功补偿方式及不同类型无功补偿设备的应用特点。本文的研究有助于推动无功补偿技术在工厂供配电系统中的科学应用,也有助于推动电能质量的有效提升。     

基于HAPF的中低压配电网谐波治理研究及应用

随着非线性电力负荷的增加,中低压配电网谐波问题愈来愈严重,对电能质量和电网安全均带来了较大影响。本文分析了中低压配电网的谐波问题,其谐波源主要为电力变压器、静止无功补偿装置SVC、炼钢电弧炉、整流装置、电气化铁路和家用电器。混合有源电力滤波器(HAPF)是解决中低压配电网电能质量谐波问题、补偿无功的最有效设备。文章进一步阐述了一种含基波串联谐振电路,减小逆变器输出容量的混合有源电力滤波器结构及其工作原理。基于瞬时无功功率理论的Ip-Iq谐波电流检测法和滞环比较PWM控制原理的应用,有效的提高了检测和控制精度。在PSIM下建立了混合有源滤波器模型,通过仿真分析和工程应用可知谐波治理和补偿达到了理想效果。     

新型并联混合式电能质量调节器的研究

并联混合式电能质量调节器结合了有源电力滤波器(APF)和传统无功功率补偿装置的优点．在抑制电网谐波和补偿无功功率方面有着良好的应用前景。文中采用d，q法计算指令电流，将无差拍控制技术与空间矢量脉宽调制(PWM)技术相结合来产生补偿电流。通过分相控制的永磁机构真空断路器同步投切电容器组实现对电力系统中无功功率的快速动态补偿，并校正负载不平衡。整个装置在提高配电网电能质量的同时，也降低了大容量情况下自身的成本。     

低压成套无功功率补偿装置标准及试验分析

在电气系统中无功功率补偿装置广泛应用于补偿系统的无功功率、降低网络损耗、改善功率因数和电能质量。考虑到低压成套无功功率补偿装置的国家标准与439系列标准的紧密联系,伴随IEC 61439—1Edition 2.0版本的国产化,给出了GB/T 15576—2008中将会受到影响的试验项目。通过实际检测经验对15576中温升、涌流、谐波试验进行了分析并对部分有待完善的条款进行讨论。     

低压补偿柜标准及试验分析

在电气系统中,无功功率补偿装置广泛应用于补偿系统的无功功率、降低网络损耗、改善功率因数和电能质量等,基于低压成套无功功率补偿装置的国家标准与439系列标准的紧密联系,IEC 61439-1 Edition2.0版本的国产化,给出了GB/T 15576-2008中将会受到影响的试验项目。通过实际检测经验对15576中温升、涌流、谐波试验进行了分析并对部分有待完善的条款进行讨论。     

三电平模块化智能电能质量补偿装置研究

谐波、无功以及三相不平衡是电力系统中常见的电能质量问题。本文研究了基于三相四线制二极管钳位型三电平拓扑的模块化智能电能质量补偿装置,它可以实现指定次谐波补偿、无功功率和三相不平衡补偿。本文基于瞬时无功功率理论提取三相不平衡及无功补偿指令电流,并结合基于离散傅里叶变换的谐波提取算法,将负载电流中的基波负序电流、零序电流、无功电流和特定次谐波电流分离提取,通过PI控制器和重复控制器的并联,实现在静止三相ABC坐标系下指令电流的直接控制。经实验验证,本文所提的三相四线制模块化三电平智能电能质量补偿装置不仅可以动态补偿系统的无功、不平衡以及谐波电流,而且可以实现不同种类补偿容量的动态设置。     

无功补偿技术在电动钻机上的应用

针对钻井过程中直流钻机SCR变流技术产生的无功功率,研制了无功补偿及谐波抑制装置,以提高电能质量、保障设备安全运行、降耗节能、提高功率因数、治理谐波等功能,取得了显著的效果.     

装设SVC动态无功补偿装置或谐波滤波装置

正钢铁企业的无功冲击负荷造成系统电压波动及电压闪变,谐波造成设备损坏等故障。治理的方法就是装设SVC动态无功补偿装置或谐波滤波装置。电力系统要求的电能质量控制指标只有在公共连接点的总值,而钢铁企业是多个车间共同治理满足总的要求,如何把总的要求分配给多个车间,以下几点需注意。1)指标分配时一定要充分考虑系统的发展,留有余量。     

注入式混合有源电力滤波装置研制及工程应用

为了弥补并联型混合有源滤波器(HAPF)中的有源部分需承受较大电网基波电压而难以用于中高压电网的缺点,通过添加基波谐振支路并使其与有源部分并联从而减小它的基波分压,同时通过系统中的无源滤波器组来补偿大容量无功功率,使整个系统能够同时抑制电网谐波和补偿无功功率.针对某冶炼厂大型整流装置谐波抑制和无功补偿的工程需要,在对比了不同的解决方案之后,分别就不同的工况详细介绍了兼具大容量无功静补能力的并联混合型有源滤渡器装置的研制、工程应用过程中的关键技术和主要组成设备,仿真和现场应用效果证明了该装置能够在不同工况下治理谐波达标和补偿无功功率至设定值,系统能够满足实际工程应用中从电网中高压侧着手提高供电功率因数、滤除谐波电流从而节能降耗的需要.     

电力电容器串联电抗器及其补偿容量的算法

由于电力电子元件、变频设备、非线性负荷的存在,变压器结构不对称或工艺等问题,导致出现谐波电压或者谐波电流,在无功功率补偿装置中,谐波对电力电容器的影响主要表现在增加电容器损耗、放大谐波电流、引起电容器过热和降低电容器寿命等方面.为减少或避免高次谐波对电容器的危害,应从电能质量和抑制谐波装置上采取措施.本文就低压并联电容...     

复杂工况下并联型电能质量补偿装置净现值比较研究

配电台区谐波、无功和三相不平衡等电能质量问题逐渐突出,电能质量补偿装置运行工况变得复杂。为了深入分析有源、无源和混合三类并联型补偿装置在复杂工况下的经济性,对三类装置进行净现值比较研究。首先,对配电台区电能质量补偿装置的运行工况进行实地调研,采用实测数据对三类装置在复杂工况下的补偿效果进行仿真研究。其次,针对仿真结果采用净现值法对补偿装置进行经济性评估,推导出三类装置的净现值表达式,分析并得到了复杂工况下三类装置随谐波、不平衡电流和无功功率变化的净现值大小关系变化区域。最后,通过实例计算进一步验证了该分析结果。     

有源滤波器在卷烟行业供配电系统中的应用

针对卷烟企业电气设备中典型非线性设备产生谐波的原因,分析谐波对供配电系统和用电设备运行的危害,以及对电力、电能测量准确度的影响,通过设置有源滤波器来抑制谐波。     

配电网消除谐波的研究

介绍了谐波在配电网中的危害,对比分析了投入磁通补偿型零序滤波装置后的优点,通过实践和研究工作。磁通补偿型零序滤波装置能治理谐波污染、补偿无功功率、平衡三相电流,是改善低压配电网电能质量的有效手段。