钢铁企业电力系统的电能质量问题
钢铁企业电力系统的电能质量问题
191钢铁企业的用电设备大多数为感性负荷、冲击大等特点，大量使用直流电机、变压器、电力电子装置等非线性负荷。
会出现电网电压波动和闪变、三相不平衡，引起无功频繁波动、功率因数低、谐波含量超标等问题，使电网供电质量下降，严重影响到电网的运行。
由于电力电子装置的广泛应用，使得谐波和无功问题引起越来越多的关注。
同时，也由于电力电子技术的迅猛发展，在谐波治理和无功补偿方面也取得了一些突破性进展。
１ 谐波及其危害各种电力电子器件在人们的生产及生活中的广泛应用，及整流、变频、逆变等非线性负荷设备的应用，诸如谐波干扰、放大等谐波问题也随之产生。
谐波影响供配电系统设备和用电设备的正常工作，影响电力测量和电能计量的准确性，同时对自动控制系统等产生干扰与危害，严重时会造成设备的损坏和电力系统事故。
２ 钢铁企业负荷及其引起的电能质量问题根据生产及工艺要求，钢铁企业的用电设备如大量的电弧炉、中频炉、轧机等非线性负荷，在工作过程中产生大量的谐波，导致电流波形发生畸变，严重影响系统电能质量。
同时产生的电压闪变和波动、电压暂降等问题也对电能质量造成很大的影响。
以下仅着重分析电弧炉（ＥＡＦ）、精炼炉（ＬＦ）、中频炉、轧机冲击负荷的特点及其引起的电能质量问题。
2.1 电弧炉引起的电能质量问题电弧炉包括交直流电弧炉，冶炼过程主要分两个阶段，即熔化期和精炼期。
在熔化期，电弧阻抗不稳定，电流波形不规律，故谐波含量大，具有较多的３次及３的倍数次谐波，还存在一定的偶次谐波。
对交流电弧炉来说，其中２－７次谐波幅值较大。
电弧炉产生的电能质量主要有三方面：谐波问题、电压闪变及波动问题、三相不平衡问题。
2.2 精炼炉引起的电能质量问题钢包精炼炉属含电弧和铁磁非线性设备的谐波源。
是用来对初炼炉所熔钢水进行精炼，要求具有较大的变压器容量、较大的电流波动范围、三相电流很不平衡，对供电质量及用电设备也存在很大的影响。
2.3 中频炉引起的电能质量问题中频炉是一种将工频５０Ｈｚ交流电转变为中频的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。
钢铁企业供电系统故障及措施探析
钢铁企业供电系统故障及措施探析摘要:当前，钢材市场的竞争异常激烈，钢铁企业为了应对当前激烈的市场环境，必须提高自身设备和管理水平，从根本上提高产品质量，可靠的产品离不开可靠的电力供应，因此，对供配电系统提出了更高的要求。
但是目前很多企业的供配电系统还较为落后，无法满足企业的供电要求，导致钢铁企业在运营过程中存在很多安全问题。
钢铁企业要想保证生产工作的正常进行，就要加强对企业供配电系统的故障的检查，并及时做出应对措施。
关键词:钢铁企业;供电系统;应对措施一、钢铁企业供电系统的特点通常情况下，钢铁企业的用电量非常，因此供电系统为了达到企业的需求，有着较为复杂的结构，它的特点有以下几个方面:一是通过双回路输电线路连接外部电网，利用多种配电方式进行电能的传输，用双回路输电线路连接外部电网可以保障系统供电的可靠性;二是钢铁企业为了降低供电成本和提高供电系统的稳定性，都会建立自己的自备发电设备，从而保证企业的用电安全和用电成本，但是，企业内部自建的独立供电系统通常不能满足企业对于用电量的要求;三是供电网络的工作负荷较大，钢铁企业在日常经营过程中，所使用的电炉、轧机等都是用电负荷比较大的设备，使用这些设备时供电系统的工作负荷会明显增大。
二、钢铁企业供电系统故障分析要想保证企业的正常生产，钢铁企业就要严格监督供电系统的工作情况，及时发现其中的安全隐患，并作出有效的处理措施。
钢铁企业供电系统出现故障的原因主要有以下几点:(一)变电设备引起的故障在供电系统应用的变电设备中，使用最多的就是变压器。
但是经过长时间的使用，变压器的绝缘性能会明显变差，这就会导致供电系统存在很多安全隐患。
变压器的绝缘性能变差后，变压器在使用过程中会局部放电或局部过热，使温度不均匀。
对于油浸式变压器来说，温度升高后会使绝缘油氧化或热分解，导致变压器的绝缘性更差，甚至出现电路短路的危险。
当供电系统中的变压器或是发电机上的线圈因短路而造成故障时，供电管理部门应及时切断接地的供电电路，减少危险的发生。
钢铁企业供配电系统电能质量控制解析
钢铁企业供配电系统电能质量控制解析姚莲莲①（北京中冶设备研究设计总院有限公司 北京１０００２９）摘 要 电压、波形、频率是钢铁企业供配电系统电能质量三要素，对安全运行，降低损耗和提高用电效率至关重要。
从钢铁企业电能质量的现状入手，总结了特点并提出了改善措施。
结果表明，钢铁企业电能质量目前是用电设备均有容量大、负荷冲击大，启动快速和工作连续等现状；采取的主要是改善电压差、治理电压波动、减少谐波影响等措施。
实践证明，电能质量控制方案应该充分利用现有条件，因地制宜，因时制宜，制定最为符合实际的电能质量控制方案。
关键词 钢铁企业 供配电系统 电能质量中图法分类号 ＴＦ０８３ 文献标识码 ＢＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２３ ０６ ０２２ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＰｏｗｅｒＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌｏｆＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙａｎｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｉｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓＹａｏＬｉａｎｌｉａｎ（ＢｅｉｊｉｎｇＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９）ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅ，ｗａｖｅｆｏｒｍ，ａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｒｅｔｈｅｔｈｒｅｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｉｎｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｓｔｅｅｌｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，ｗｈｉｃｈａｒｅｃｒｕｃｉａｌｆｏｒｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｒｅｄｕｃｉｎｇｌｏｓｓｅｓ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｓｔａｒｔｓｗｉｔｈｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｉｎｓｔｅｅｌｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｉｎｓｔｅｅｌｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙ，ｈｉｇｈｌｏａｄｉｍｐａｃｔ，ｆａｓｔｓｔａｒｔ－ｕｐ，ａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；Ｔｈｅｍａｉｎｍｅａｓｕｒｅｓｔａｋｅｎａｒｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｖｏｌｔａｇｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ，ｃｏｎｔｒｏｌｖｏｌｔａｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｓ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：Ｐｒａｃｔｉｃｅｈａｓｐｒｏｖｅｎｔｈａｔｔｈｅｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｎｓｈｏｕｌｄｆｕｌｌｙｕｔｉｌｉｚｅｅｘｉｓｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｄａｐｔｔｏｌｏｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｍｏｓｔｐｒａｃｔｉｃａｌｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｐｌａｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ Ｓｔｅｅｌｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ Ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｑｕａｌｉｔｙ１ 前言电能质量主要是指电压质量，即电压幅值、频率和波形的质量。
浅谈钢铁企业供电系统故障与应对
浅谈钢铁企业供电系统故障与应对随着钢铁企业的发展和扩大，供电系统也变得越来越复杂，故障也时有发生。
钢铁企业作为重要的国民经济支柱，在经济发展中担负着重要的角色。
因此，供电故障的应对尤为重要，以保证钢铁企业的生产正常运转，维护钢铁行业在国民经济中的重要地位。
1. 短路故障：短路故障是指电路中由于电气部分间接地相接造成电气连接失效，导致电路无法正常工作的故障。
短路故障在钢铁企业电气设备中，尤其是在电动机中比较常见。
3. 过载故障：过载故障是指电气设备所能承受的电流超出额定电流而导致设备烧毁的故障。
过载故障在高负荷时期比较常见，也可以是由于电路设计的不合理导致的。
4. 接地故障：接地故障是指电路中某一孔或导体意外触及地面或近地金属而导致电流异常上升引发故障。
接地故障在钢铁企业中也比较常见，在高温、潮湿的环境下容易发生。
二、供电故障的应对措施1. 加强设备维护和检修：为预防和消除供电故障，钢铁企业应加强设备的维护和检修工作，及时更换老化设备，确保设备的正常运转。
2. 做好备用电源的建设：在钢铁企业中，备用电源设备的建设非常重要。
备用电源可以在主电源出现故障时及时转换，保证电力供应的连续性。
3. 建立科学合理的供电运行管理制度：钢铁企业应建立健全的供电运行管理制度，用科学合理的管理方法，电气设备进行定期检测，避免出现问题。
4. 培训员工的应急处置能力：钢铁企业应该让员工掌握基本的电气知识，了解故障原因和应对方法。
在供电故障发生时，员工可以根据之前培训的经验及时处理，避免情况进一步恶化。
5. 安全用电：安全用电是预防供电故障的一个重要因素，在用电过程中，钢铁企业要严格按照标准进行操作，防止人为操作失误导致电气设备故障。
三、结论通过以上分析可以发现，钢铁企业供电故障的发生往往涉及设备维护和检修、备用电源建设、科学管理等多方面。
只有综合考虑到这些因素，才能更好地预防和应对供电故障，确保钢铁企业的稳定运转和顺利发展。
钢铁企业供电系统故障及应对措施
钢铁企业供电系统故障及应对措施摘要：钢铁企业是国家发展的重要基础，我国是世界上粗钢产量最大的国家，钢铁在我国各行各业都发挥着重要作用。
钢铁企业是一个大型的能源消耗，国家建设的需要使得钢铁企业规模不断扩大，原有的电力配套不能跟上发展的步伐，导致钢铁企业的供配电存在较大的安全隐患，钢铁企业供配电系统的安全隐患排除工作和故障处理是企业正常生产的重要保证。
本文以分析钢铁企业供配电系统故障为基础，对故障的处理进行分析。
关键词：钢铁企业；供配电系统；故障处理1前言钢铁行业属于能源密集型企业，耗电量约占全国总用电量的10～15%左右，一个钢铁行业的发展对该地区的能源供应，尤其是电力供应有着非常大的影响。
钢铁企业是一个大型的能源消耗，钢铁企业在生产过程中每个工序都密切联系，相互配合，因此，钢铁企业的能源消耗和电力供应分布非常复杂。
与此同时，近年来钢铁企业快速扩张，加上原来的电力供应和分配系统的老化，使钢铁企业供电系统变得非常复杂的，有很大的安全隐患。
钢铁企业的供电和配电系统的复杂性有较大的缺陷，因此，要做好钢铁企业供电和配电系统的故障检修，以此保证钢铁企业正常生产。
2钢铁企业供电系统钢铁企业是大型电力用户。
为保证钢铁企业的正常生产能力，钢铁企业的供电系统主要由以下部分组成：（1）钢铁企业自建厂房，为了提高钢铁企业供电用电的稳定性和降低电力成本，钢铁企业建立发电厂和并通过220kV双回路输电线路与外部电网连接，保证企业生产发电。
（2）对外部电网的接入，钢铁企业可以采用多种供电方式，内部供电系统相对独立，可以通过接入外部电网有效地补充电力消耗。
同时，当钢铁企业的电力供应系统相对富裕时，它可以将丰富的电力输送到电网。
（3）钢铁企业在电力负荷较大的情况下，在运行的过程中电炉和热轧机等大负荷设备，将会给供配电网络带来较大的负荷，同时电力负荷也呈现出周期性变化规律。
3钢铁企业供配电系统故障钢铁企业供配电故障导致生产事故时有发生，基于钢铁企业供配电故障分析的基础上，做好供配电系统故障处理是钢铁企业正常生产的重要保障。
钢铁企业供配电系统安全隐患与整改措施
编号：AQ-JS-08661( 安全技术)单位：_____________________审批：_____________________日期：_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑钢铁企业供配电系统安全隐患与整改措施Hidden danger and rectification measures of power supply and distribution system in iron andsteel enterprises钢铁企业供配电系统安全隐患与整改措施使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。
随着钢铁业的快速发展及改扩建，国内很多钢铁企业的供配电系统已存在着很大的安全隐患。
近两年发生较大电气故障的案例就有几十起，涉及到多家企业，每次故障的间接损失都在1000万元以上。
面临种种惨痛教训，目前各企业对电气安全隐患都相当重视，均认识到电网的安全是企业发展的一项重要保障。
某些设备故障，仅影响一个区域，而供配电系统故障，会造成全厂性停电。
因此，防患于未然是当务之急。
很多企业已经意识到电气设备安全的重要性，并且投入大量资金完善电气设备的监测设施，却是只治标不治本。
研究人员归集、分析了各种电气事故的根本原因，发现其主要集中在以下几个方面：一是钢厂内部新增小型发电机组、改扩建项目，使得系统短路电流增加，原配置的断路器开断能力不够，无法切断故障时的短路电流，导致断路器爆炸或着火。
二是继电保护的保护定值有误，配置不合理。
由于系统的短路电流变化，而继电保护定值没有修改或增加新的保护功能，无法准确地切除故障点。
三是电缆发热着火。
系统短路电流增大，导致以前选择的电缆热稳定不够；电缆发生单相接地故障，没有快速找到接地点，保护动作不及时；电缆敷设时没有按照规范敷设，引起电缆正常运行时温升较高，破坏了电缆的绝缘。
钢铁企业中电能质量分析与控制
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第 ９卷 第 ７期
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钢铁 企业 中电能质量分析 与控制
孙 旺 秦 立 军 ，
（ ．河北 津 西钢 铁 股份 有 限 公 司 ， 北 省 唐 山市 ０ ４０ ； ．华北 电力 大学 ， 京市 １２ ０ ） １ 河 ６３２ ２ 北 ０２ ６
改变 ， 电压 会 偏 离 其 额 定 值 ， 般 在 额 定 值 的 １ ％ 之 一 ０
内连 续 变 化 。
钢铁 企 业 广 泛 使 用 的 空 压 机 、 风 机 、 泵 、 氧 通 水 制 机 以及 润 滑 油 泵 等 机 械 的 拖 动 电 动 机 ， 正 常 运 行 在 时 ， 负 荷 基 本 上 均 匀 稳 定 且 三 相 对 称 ， 启 动 或 偶 其 但 尔 出 现 异 常 情 况 时 会 引 起 供 电 系 统 的 负 荷 波 动 。尤 其 是 大 型 电机 启 动 时 电 流 为 额 定 值 的 ４～７倍 ， 带 并 有 很 低 的滞 后 因 数 ， 电 压 波 动 更 大 。 各 种 轧 钢 机 、 使 冲 床 及 剪 板 机 等 电 气 传 动 电 动机 （ 其 是 冲 击 性 的 ）， 尤
4钢铁行业电能质量技术探讨解析
谐波频谱
51% H3, 11% H5, 8% H9, ... 100 80 60 40 20 0 H11 H1 H3 H5 H7 H9
变频调速系统的干扰源
输入侧：输入电流有很大的高次谐波成分。
影响电网的功率因数和谐波；电磁干扰源
输出侧：高频PWM波，高频dv/dt，铁心损耗大，机械共
振噪声，电机转子轴电压升高；EMI；共模电压、差模电压 ，电机的绝缘，
三、无功与谐波的危害(1/7)
无功的危害
一、电能质量概述(2/5)
电能质量问题：
频率问题 幅度问题
稳态过电压、欠电压及电压波动 闪变（flicker） 幅度暂低（sag，dip）、暂高（swell）、短时中断 （interruption）
一、电能质量概述(3/5)
波形和对称度 三相不对称
谐波（harmonics）
暂态脉冲（impulsive transient） 暂态振荡（oscillatory transient）
Q S
j
P＝Scos j
Q＝Ssin j
P P →S 或 cos j→1.0 节电： Q →0
1-15
几点说明
• 为什么要引入视在功率概念？
– 对于发电机和变压器等电气设备来说，其额定电流值与导线 的截面积及铜损耗有关，其额定电压和绕组电气绝缘有关， 在工作频率一定的情况下，其额定电压还和铁心尺寸及铁心 损耗有关。因此，工程上把电压和电流有效值的乘积作为电 气设备功率设计极限值，也就是电气设备最大可利用容量， 并据此引入视在功率概念。
作为基波的％的谐波频谱 100 50 0
频谱： 信号的频谱是作为不同的谐波各自频 率的功能显示它们的振幅的图。
谐波造成波形畸 变
冶金企业供配电系统电能质量控制
冶金企业供配电系统电能质量控制冶金企业由于其设备高功率、大容量、多感性负载及非线性负载等特点，其供配电网电能质量对冶金企业的安全稳定生产意义重大。
针对冶金企业供配电系统存在的电压偏差、电压波动和谐波污染等电能质量问题产生的原因和对正常生产的危害进行了简要分析，并提出了相应的解决方法，为提高改善冶金企业供配电网电能质量提供行之有效的技术途径。
标签：冶金企业；供配电系统；电能质量0 引言长达十多年的经济高速增长成功地促进了我国基础建设、原料工业和能源等行业的快速增长，冶金工业作为现代工业的物质基础，也得到了高速增长。
此过程中，冶金企业对能量的需求逐年提升，对电力系统正常运行的影响巨大[1]。
为保证冶金企业配电系统安全稳定运行，必须对电能质量进行有效控制。
电能质量即电网供给用户的电能品质。
一般来说，即是电网的优质供电，包括供电质量和用电质量；对于冶金企业来说，电能质量问题是导致用户设备失效或不能正常工作的电压偏移、电压波动或谐波污染，即冶金企业供配电系统中电压和波形的质量[2]。
1 冶金企业电能质量特点1.1 能耗大，负荷高度集中冶金行业属于高耗能行业，冶金工厂拥有为数众多的大型设备，这些设备运转都依托电力驱动。
并且随着冶金行业的发展，很多冶金企业大力开展扩容改造工程，随之而来的是厂内变压器的负载激增。
冶金企业不仅有高电压高功率的电炉、制氧机，还有大功率电动机等传动设备，也存在着大量的照明等普通居民生活用电设备。
1.2 无功补偿和谐波治理问题突出冶金工厂里电磁加热炉和轧机等电动机设备均属于感性负荷，高电压、大电流设备运行时起制动频繁、负荷冲击大。
大量感性负载的投入使电网功率因数降低，电压降落快，增加线路损耗。
在电力驱动上，大量使用变流器驱动、交流电动机变频调速驱动及电力电子装置等非线性器件。
非线性负载将产生大量谐波污染，危害电力系统的安全运行。
所以谐波治理是控制冶金企业电能质量的重要任务。
1.3 电机启动对电压影响明显大功率电动机启动分为降压启动和全压启动两种方式.电机全压启动时，需要配电网提供8～10倍的启动电流，对拖动机构会产生巨大的冲击转矩，并且造成输电线路上较大的电压降落，对用电设备的安全运行造成严重的损害，然而，全压启动操作简单，结构经济。
钢铁工业电能质量高度分析
（2）轧钢厂10kV配电系统的配电电缆密度高，电缆电容会使50次～100次的高 次谐波严重放大，严重影响系统的安全经济运行。
（3）设置高通滤波器可使谐振点移至非特征谐波处，并有效地滤除高次谐波。
•
如上图中的粗框圈定的范围为电弧炉允许工作范围。电弧炉允许
工作范围由六条曲线围成：最高电压视在功率曲线、最大允许工作电流、
最高运行功率曲线、最低运行功率曲线、允许最大功率因数曲线、允许最
小功率因数曲线。
• （2）可控状态
•
对应电弧炉变压器二次侧运行电压的有功功率控制在P-Q运行曲线
中允许工作范围内的操作状态。
•
•
•三、变频轧机高次谐波问题高度分析
3.仿真与治理——治理前谐波潮流仿真结果
•
•
•三、变频轧机高次谐波问题高度分析
3.仿真与治理——治理方案
•治理方案：在10kV-HB段母线上安装电容器组，每相电容4.92µf。
•
•
四、交流电弧炉电能质量高度分析
•摘要
•1
•交流电弧炉功率运行曲线
•2
•交流电弧炉运行对电能质量的影响分析 •23
•（2）对于电机负荷，供电终端负序电压应控制在1%以内；
•（3）对于电弧炉等专线供电的电热负荷，供电终端的电压波动与闪变指标可以
•
放宽为公用电网PQ标准限值的2倍左右。
•
•
• 二、电能质量限值计算
4.低压电力设备电磁兼容限值
•谐波电压和谐波电流按照如下标准计算：
•GB 17625.1-2003/IEC61000-3-2:2001 •电磁兼容 限值 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）
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钢铁企业电力系统的电能质量问题
房 倩 （ 保 定 市 尤 耐 特 电 气 有 限公 司 河北 保 定 ０ ７ １ ０ ０ ０ ）
摘 要： 近年 来， 随 着钢 铁企 业 等重 ￣ － Ｊ ， ｋ 产能 的 快速发展 ， 提 高 用电效 率、 节约 电能 已经 成为钢 铁行 业 面临的重要 问题 。 钢铁 企 业里 的 中频 炉 、 电 弧炉 、 轧机 等设备 ， 产生 大量的谐 波， 严重影响 系统 电能质 量 。 本文 着重对 影响 电能质 量较 为突 出的 负 荷 进行 分析， 提 出了相 应的谐 波治理及 无功功 率
补 偿 的 方 法。
关键 词： 钢铁 企业 谐 波治理 无功补偿 中图分 类号 ： Ｔ Ｍ７ １ １ 文献标 识码： Ａ
文章 编号 ： ｌ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ １ ９ ｌ 一 ０ ｌ
钢铁企业 的用 电设备大 电力 电子装置等非线性负荷 。 会出现电网电 压波动和 闪变 、 三相不平衡 ， 引起无功频繁波动 、 功率 因数低 、 谐 波 含量超标等问题 ， 使 电网供 电质量 下降 ， 严重影响到 电网的运 行。 由 于 电力电子装置 的广泛应用 ， 使得谐波和无功问题引起越 来越多 的 关注 。 同时， 也 由于 电力 电子技术 的迅猛发展 ， 在谐波治理和无功补 偿 方 面 也 取 得 了一 些 突破 性 进 展 。
３ 电力系 统 中钢 铁 企业 的 电能质 量治 理
３ ． ｉ相 关 的技 术 管理 标 准 各种 电力 电子器 件在人们 的生产及生活 中的广 泛应用 ， 及整 公用 电网与电力用户连接点 的电能质量限值 ， 国家对 此已制定 流、 变频 、 逆变等非 线性 负荷设备 的应用 ， 诸如谐波干扰 、 放大等谐 了有 关技术标准， 如Ｇ Ｂ ／ Ｔ１ ４ ５ ４ ９ － ９ ３ ￣ 电能质量公用 电网谐波 、 Ｇ Ｂ ／ 波问题 也随之产生 。 谐波影响供配电系统设备和用 电设备的正常工 Ｔ１ ２ ３ ２ ６ －２ ０ ０ ８ ￣ 电能质量 电压运 行波动和闪变》 。 如表１ 所示。 ３ ． ２电力 系统 中钢 铁 企 业 的 电能 治理 方案 作， 影响 电力 测量 和电能计量的准确性 ， 同时对 自动控制系统等产 生干扰与危害 ， 严重时会造成设备的损坏和 电力系统事故 。 （ １ ） 无源滤波器 ： 无源滤 波器 是一种用Ｒ、 Ｌ 、 Ｃ 这 些无 源元件组 成的滤波器 来抑 制进入公用 电网的谐波 电流的方法 。 将其设计为 ２钢铁企业负荷及其引起的电能质量问题 某频率下低阻抗 ， 对相应频率谐波 电流进行分流 。 无源滤波器只能 根据生产及工 艺要 求 ， 钢铁 企业 的用 电设备如 大量 的电弧炉 、 滤除某频 率范 围内的谐 波， 不 能进行动态跟踪 、 补偿 特性受 电网阻 中频炉 ， 轧机 等非线性负荷 ， 在工作过程 中产生大量 的谐波 ， 导致电 抗影响大等 缺点 ， 但它结构 简单 ， 其投资 较小 ， 是 中小型 企业 的首 流波形 发生畸变 ， 严重影响系统 电能质量。 同时产 生的电压 闪变 和 选 方 案 。 波动 、 电压暂 降等 问题也对 电能质量造成很大 的影响。 以下仅着重 （ ２ ） 有源滤波器 ： 有源电力滤波器属于主动注入 式 电力 滤波器 ， 分析 电弧炉（ Ｅ ＡＦ ） 、 精炼 炉（ Ｌ Ｆ ） 、 中频炉 、 轧机冲击负荷的特点及其 通过产生与负 载谐波 电流大小相等 、 方向相反 的电流 ， 抵 消电网谐 引起 的电能质量 问题 。 波电流 ， 从而达到抑制谐波的 目的。 由于受元器件及价格的限制 ， 在 ２ ． １电弧 炉 引起 的 电能质 量 问题 中高压系统 中， 一般采用无源 电力滤波器或混合 式电力滤波器 的方 电弧炉包括交直流 电弧炉 ， 冶炼过程主要分两个 阶段 ， 即熔化 式， 进行抑制谐波 。 期和精炼 期。 在熔化期 ， 电弧 阻抗不稳定 ， 电流波形不规律 ， 故谐 波 （ ３ ） Ｔ ｃ Ｒ型Ｓ ＶＣ： Ｔ Ｃ Ｒ＋ Ｆ Ｃ 型静止无功补偿器（ ｓ ｖｃ ） ， 以高压 晶 含量 大 ， 具有 较多 的３ 次及３ 的倍数 次谐波 ， 还存在 一定 的偶次 谐 闸管阀组控制电抗器支路 的感性无功输出， 与容性Ｆ Ｃ 支路 并联于系 波。 对 交流 电弧炉来说 ， 其 中２ － ７ 次谐波 幅值较大 。 电弧炉产生 的电 统的接入 点 ， 实现 自超前至滞后无功的连续输 出。 近年来 ， 这种 并联 能质量 主要有三 方面 ： 谐波 问题 、 电压 闪变及波 动 问题 、 三 相不平 补偿装置在 电力、 冶金 、 矿 山等行业广泛用于改善 电网电能的质量、 衡 问题 。 抑制 电压 闪变 、 提高 功率 因数 、 消除 电网谐 波等场合 。 ２ ． ２精 炼 炉 引起 的 电能 质 量 问题 钢包精炼炉属含 电弧和铁磁非线性设备的谐 波源 。 是用来对初 ４结语 炼炉所熔钢水进 行精 炼 ， 要 求具有 较大 的变压器容量 、 较大 的电流 电力系统的谐波污染及治理 已渐渐成为 电力行业 的重要问题 。 波动范围 、 三 相 电流 很 不 平 衡 ， 对供 电质 量 及 用 电设 备 也存 在 很 大 本文分析 了电力系统钢铁企业冲击性负荷的特点， 提出了治理该类 的影响 。 负荷谐波 的方法 。 综合治理冶金企业产生的谐波 ， 对降低供 配 电系 ２ ． ３ 中频 炉 引起 的 电能质 量 问题 统和设备 损耗 、 节省 电能等具有积极而深远的意义。 中频炉是一种将工频５ ０ Ｈ ｚ ￣流电转变为中频的 电源装置 ， 把三 参考 文献 相 工频交流 电， 整流后变成直流 电， 再把直流 电变为可调节 的中频 ［ １ ］ 王兆安， 杨君， 刘进 军， 王跃， 编著． 《 谐 波抑制和无功功率补偿 》 ． 电流， 在感应圈 中产生高密度 的磁力线 ， 切割感应 圈里盛放 的金属 机械 工业 出版社， ２ ０ １ ０年第 ２ 版． 材料 ， 在金属材料 中产生很大 的涡流 。 中频炉会产生大量 的谐波（ 以
ｎ ｋ ±１ 为主 ， ｎ 为脉数） ， 谐波是 中频炉运行时主要 的电能质量 问题 。 ２ ． ４轧机 引起 的 电能 质量 问题 轧机是广泛使用的金属薄板加工设备 ， 其源动力大多使用直流 电机 ， 配有大功率的整流 电路 ， 在生产过程 中就必然会产生大量 的 谐波 电流 ， 并流入 电网。 轧机负荷 主要为交直流传动设备 ， 产生电压 波动 、 谐 波及无 功冲 击， 对 电网产生 了污染 。