電弧爐濾波補償專用成套裝置的製作方法

2024-02-05 19:42:15 1

專利名稱：電弧爐濾波補償專用成套裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於濾波補償裝置，具體涉及一種電弧爐濾波補償專用裝置。
背景技術：
隨著煉鋼業和冶煉技術的發展，越來越多的電弧爐設備投入到生產當中，其容量 越來越大。由於其自身的工作特性，造成了日益嚴重的諧波汙染問題，嚴重影響到了電能質 量，對其諧波治理已經迫在眉睫。電弧爐一般是三相式，通過專用電弧爐變壓器供電，變壓器高壓側通常為6. 3kV、 10kV、35kV，也有llOkV，低壓側通常為一百多伏至一千多伏。目前常用的電弧爐規格主要在 2T至100T之間，電弧爐工作工況基本分為兩個階段，熔化期和精煉期，熔化期由於存在 大量未熔物，爐子狀態不穩定，這時電流波形不規律，諧波含量大，主要是2、3、4、5、6、7等 較為低次諧波，含有大量間諧波，並伴隨電壓波動和閃變，導致電網電壓和電流的畸變，精 煉期電弧爐穩定，諧波含量不大。電弧爐屬非線性負荷，在工作的過程中會產生高次諧波， 而且電弧爐的用電量很大，電爐變壓器的容量從數兆伏安到數十兆伏安，從鋼鐵的冶煉工 藝分，電弧爐的工作過程可分為三個階段熔化期、氧化期和還原期，鋼鐵在熔化期的用電 量很大，氧化期和還原期的用電量明顯降低，鋼鐵在熔化期內不僅電弧爐的用電量最大，而 且在這個階段由於下降電極起弧和爐料崩塌使電極接觸廢鋼而造成短路，其後快速提升 電極又拉斷電弧造成斷路，短路期間內產生很大的電流，造成三相不平衡。在冶煉過程中 由於電磁力和爐內氣流的作用以及鋼液和爐渣的流動，使電弧放電的路徑不斷變化和弧隙 電離程度不斷變化，從而引起負荷電流變化大、變化速度快、變化頻繁而無規則。在電力系 統中，供電的質量指標、電網運行的安全可靠性和經濟性是最根本的問題，快速合理地調節 電網無功功率，對交流電網的穩定和系統電壓的調節、合理分配潮流及限制電網過電壓方 面有著十分重要的意義，特別是當鄰近交流系統發生故障時，如不迅速補償大幅度波動的 無功功率，就會導致系統失控，近年來，隨著冶金、電氣化鐵道的飛速發展，諸如具有衝擊性 負荷的電弧煉鋼爐、軋鋼機等不斷投入電網，導致電網功率因數下降、波形畸變、電壓波動、 諧波幹擾等公害。發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供了一種安全可靠、反應速度快的電弧爐 濾波補償專用裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型採用以下的技術方案一種電弧爐濾波補償專用裝置，包括濾波支路，其特徵在於所述濾波補償裝置由 三條濾波支路構成，每條濾波支路分別接入爐變壓器三相低壓母線側，所述每條濾波支路 由隔離開關和三角形閉合迴路依次串聯組成，三角形閉合迴路由三角形連接的三個單相單 元構成，每個單元由電容器、晶閘管閥以及電抗器依次串聯而成，所述隔離開關和三角形閉 合迴路之間設有一個避雷器，所述每條濾波支路晶間管閥都與一個控制器的一端電連接，所述控制器的另一端與電弧爐變壓器低壓母線電連接。所述晶閘管閥由兩個晶閘管反並聯構成。所述晶閘管採用德國的IXYS元件。所述電容器選用金屬全膜介質的濾波電容器，所述串聯電抗器為乾式鐵芯濾波電 抗器。採用上述結構，濾波支路的設計原理是利用串聯支路針對某次諧波的阻抗為零， 該次諧波通過電容電抗支路導離電力系統，使電力系統不受該次諧波的危害，因此本實用 新型所述的3條支路分別為2次、3次、4次三條濾波支路，從而穩定其供電系統，供電電壓 的穩定使電爐變壓器得到最有效的利用，並能提供穩定的熔化功率；消除無功電流的流動， 可降低線路和變電所變壓器的損耗，系統功率因數也會得到顯著的改善，本裝置在濾除系 統諧波的同時具有無功功率補償的作用。
圖1是本實用新型的電原理圖。
具體實施方式
參見圖1，一種電弧爐濾波補償專用裝置，包括濾波支路，濾波補償裝置由三條濾 波支路構成，每條濾波支路分別接入爐變壓器三相低壓母線側，3條支路分別為2次、3次、 4次三條濾波支路，相對應2次3次、4次的低次諧波，根據各次諧波發生量的情況以及無 功需求，經過計算機專用程序的優化仿真設計，確定各條濾波支路設置及容量分配，每條濾 波支路由隔離開關1和三角形閉合迴路依次串聯組成，三角形閉合迴路由三角形連接的三 個單相單元構成，每個單元由電容器2、晶閘管閥3』以及電抗器4依次串聯而成，隔離開關 1和三角形閉合迴路之間設有一個避雷器5，每條濾波支路的晶閘管閥3』都與一個控制器 6的一端電連接，控制器6的另一端與電弧爐變壓器低壓母線電連接。隔離開關1可採用 GN12系列，特點是有明顯的斷開點，電容器2選用金屬全膜介質的濾波電容器，具體可採用 AFM型濾波電容器，採用金屬化膜，真空浸漬優質的絕緣油內置防爆裝置，安全可靠，電流過 載能力彡1.51η。電容器在1.1倍的額定電壓、1.3倍的額定電流下長期運行。電抗器4為 乾式鐵芯濾波電抗器，可採用三相鐵芯濾波電抗器(LKSG型)，不產生電磁輻射幹擾，線性 度為1. 81η，三相電感量平衡度 0. 95 ； 4)本裝置投入後 不與系統發生並聯諧振，即在各種運行方式下諧振點不在主要次諧波頻率下；5)對本裝 置過電流、過電壓安全性能進行校核；6)以最經濟的投資來實現本裝置的技術、安全指標；7)本裝置的分組充分考慮負荷變動、而PCC點處又不允許無功倒送時能方便的切除部分 濾波補償支路，同時保證各項諧波指標不超出規定的要求；8)動態響應時間小於100ms。濾波支路利用串聯支路針對某次諧波的阻抗為零，該次諧波通過電容電抗支路導 離電力系統，使電力系統不受該次諧波的危害，因此本實用新型所述的3條支路分別為2 次、3次、4次三條濾波支路，從而穩定其供電系統，供電電壓的穩定使電爐變壓器得到最有 效的利用，並能提供穩定的熔化功率；消除無功電流的流動，可降低線路和變電所變壓器的 損耗，系統功率因數也會得到顯著的改善，本裝置在濾除系統諧波的同時具有無功功率補 償的作用。
權利要求1.一種電弧爐濾波補償專用成套裝置，包括濾波支路，其特徵在於所述濾波補償裝 置由三條濾波支路構成，每條濾波支路分別接入爐變壓器三相低壓母線側，所述每條濾波 支路由隔離開關(1)和三角形閉合迴路依次串聯組成，三角形閉合迴路由三角形連接的三 個單相單元構成，每個單元由電容器(2)、晶閘管閥(3』)以及電抗器(4)依次串聯而成，所 述隔離開關(1)和三角形閉合迴路之間設有一個避雷器(5)，所述每條濾波支路的晶閘管 閥(3』)都與一個控制器(6)的一端電連接，所述控制器(6)的另一端與電弧爐變壓器三相 低壓母線電連接。
2.根據權利要求1所述的一種電弧爐濾波補償專用成套裝置，其特徵在於所述晶閘 管閥(3』)由兩個晶閘管(3)反並聯構成。
3.根據權利要求2所述的一種電弧爐濾波補償專用成套裝置，其特徵在於所述晶閘 管(3)採用德國的IXYS元件。
4.根據權利要求1或2所述的一種電弧爐濾波補償專用成套裝置，其特徵在於所述 電容器(2)選用金屬全膜介質的濾波電容器，所述電抗器(4)為乾式鐵芯濾波電抗器。
專利摘要本實用新型涉及一種電弧爐濾波補償專用裝置，包括濾波支路，其特徵在於所述濾波補償裝置由三條濾波支路構成，每條濾波支路分別接入爐變壓器三相低壓母線側，所述每條濾波支路由隔離開關和三角形閉合迴路依次串聯組成，三角形閉合迴路由三角形連接的三個單相單元構成，每個單元由電容器、晶閘管閥以及電抗器依次串聯而成，所述隔離開關和三角形閉合迴路之間設有一個避雷器，所述每條濾波支路晶閘管閥都與一個控制器的一端電連接，所述控制器的另一端與電弧爐變壓器低壓母線電連接。採用上述結構，濾波支路的設計原理是利用串聯支路針對某次諧波的阻抗為零，該次諧波通過電容電抗支路導離電力系統，使電力系統不受該次諧波的危害。
文檔編號H02J3/01GK201829954SQ20102056488
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月16日 優先權日2010年10月16日
發明者李飛龍, 杜小毛, 童淮安 申請人:國網南自控股(杭州)有限公司