矿热炉无功补偿系统仿真分析.pdf

第32卷第3期
计算机仿真
2015年3月
文章编号:1006-9348(2015)03-0137-06
矿热炉无功补偿系统仿真分析
兰贞波,陈锋,刘飞',刘波
(1.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,湖北武汉430074;2.国网安徽省电力公司,安徽合肥230022)
摘要:在矿热炉系统工作过程中存在着功率因数低以及三相电流不平衡的现象,不仅消耗了大量的电能,同时也给整个供电
系统带来了各种电能质量问题。可以通过对矿热炉系统的无功补偿能很好的解决上述两个问题,提出了以对称分量法为基
础的无功补偿方法,并利用负荷正、负序瞬时有功、无功功率理论实现了对矿热炉系统的功率因数和三相平衡度多目标的控
制。同时搭建了某矿热炉无功补偿系统的仿真模型,仿真结果表明,改进方法能有效地提高矿热炉系统的功率因数,并降低
三相电流不平衡度,为矿热炉无功补偿系统的优化提供了科学的依据。
关键词:矿热炉;无功补偿;功率因数;三相平衡度
中图分类号:TM743文献标识码:B
Analysis of Submerged Arc Furnace Reactive Power Compensation System
LAN Zhen-bo CHEN Feng, LIU Fei, LIU Bo
(1. Wuhan Nari Limited Liability ompany of State Grid Electric Power Research Institute, Wuhan Hubei430074, China
2. State Grid Anhui Electric Power Company, Hefei Anhui 230022, China)
ABSTRACT: The phenomenon of low power factor and three phase current unbalance generally exist in the working
process of submerged arc fumace, which not only consumes a lot of energy, but also brings a variety of power quality
problems to the entire power system. Reactive power compensation of submerged arc furnace system can solve these
two problems, this paper presents a method of reactive power compensation based on symmetrical components, and u-
ses load positive and negative sequence instantaneous active and reactive power theory to realize the submerged arc
fumace system multi-objectie contol of the power factor and three-phase equilibrium. And a simulation model of
submerged arc furnace reactive power compensation system is built. The simulation results show that the proposed
method can solve the low power factor and phase imbalance problems
KEYWORDS: Submerged arc furnace; Reactive power compensation; Power factor; Three-phase equilibrium
1引言
数低、三相功率不平衡等各种电能质量问题6?。
矿热炉作为一种在治金工业广泛应用的设备,其电能消
目前普遍存在的矿热炉无功补偿方法都是仅从功率因
耗支出的费用在总的生产成本中占据着很大的比重,是一种数的角度来进行无功补偿,并不能有效地解决矿热炉系统三
高耗电设备3?,因此,在如何维持和进一步提高生产效率的相不平衡电流带来的问题,无法同时实现对系统功率因数和
前提下,最大程度地进行节能降耗已经成为现代铁合金行业三相电流平衡度两方面的提升。文章从满足矿热炉系统三
必须面对的一个难题。
相不平衡度和功率因数的角度出发,提出了以对称分量法为
矿热炉主要用于还原治炼矿石。其工作特点是采用碳基础的无功补偿方法。通过将负荷的基波分量分解为正序
质或镁质耐火材料作炉村,使用自培电极,将电极插人炉料负荷和负序负荷两个部分,并利用负荷正、负序瞬时有功、无
进行埋弧操作,利用电弧的能量及电流通过炉料,并因炉料功功率理论推导了矿热炉系统所需的无功补偿量,同时搭建
的电阻而产生能量来熔炼金属,陆续加料,连续作业的一种了矿热炉无功补偿系统的仿真模型并对其进行了仿真分析,
工业电炉“。矿热炉存在三相炉料导电性不一致,并消耗其中提取三相基波正序电压应用了基于双同步坐标系解耦
大量的无功功率的问题,造成了相当大的电流不平衡,馈入
法的数值锁相环。
到高压侧时,给整个供电系统带来诸如谐波含量大、功率因
2矿热炉系统的基本原理
收稿日期:2014-05-13修回日期:2014-06-20
矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉,主要由电源、变
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方方数据