隨著煉鋼業(yè)和冶煉技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的電弧爐設(shè)備投入到生產(chǎn)當(dāng)中，其容量越來(lái)越大。由于其自身的工作特性，造成了日益嚴(yán)重的諧波污染問(wèn)題，嚴(yán)重影響到了電能質(zhì)量，對(duì)其諧波治理已經(jīng)迫在眉睫。
一、基本概述
電弧爐一般是三相式，通過(guò)專用電弧爐變壓器供電，變壓器高壓側(cè)通常為6.3KV、10KV、35KV，也有110KV，低壓側(cè)通常為一百多伏至一千多伏。目前常用的電弧爐規(guī)格主要在2T至100T爐之間。
電弧爐屬非線性負(fù)荷，在工作的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)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(shù)兆伏安到數(shù)十兆伏安。從鋼鐵的冶煉工藝分，電弧爐的工作過(guò)程可分為三個(gè)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(nèi)不僅電弧爐的用電量**大，而且在這個(gè)階段由于下降電**起弧和爐料崩塌使電**接觸廢鋼而造成短路，其后快速提升電**又拉斷電弧造成斷路，短路期間內(nèi)產(chǎn)生很大的電流，造成三相不平衡。在冶煉過(guò)程中由于電磁力和爐內(nèi)氣流的作用以及鋼液和爐渣的流動(dòng)，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(fù)荷電流變化大、變化速度快、變化頻繁而無(wú)規(guī)則。熔化期由于存在大量固體未熔物，爐子狀態(tài)不穩(wěn)定，這時(shí)電流波形不規(guī)律，諧波含量大，主要是2、3、4、5、6、7等較為低次諧波，含有大量豐富間隙波并伴隨電壓波動(dòng)和閃變，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓和電流的畸變。精煉期電弧爐穩(wěn)定，諧波含量不大。
諧波濾波器是抑制諧波電壓和諧波電流畸變的主要辦法之一。目前KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú) 功補(bǔ)償裝置 是電弧爐諧波治理**成熟的技術(shù)。
二、設(shè)計(jì)實(shí)例
2.1用戶供電系統(tǒng)參數(shù)及考核指標(biāo)
2.1.1主變壓器參數(shù)
型號(hào)：
額定容量：SE＝31.5MVA
電壓變比：110／10KV
短路阻抗百分?jǐn)?shù)：UK＝10.47％
系統(tǒng)短路容量
110KV側(cè)：SDMAX＝870MVA
SKMIN1＝652MVA
2.1.2電弧爐的諧波發(fā)生量
2.2KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 的設(shè)計(jì)
2.2.1KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 的設(shè)計(jì)原則
1）KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 在濾除系統(tǒng)諧波的同時(shí)具有無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)淖饔茫?/span>
2）KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 投入后保證PCC點(diǎn)的各項(xiàng)諧波指標(biāo)滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于諧波限值的要求；
3）考核點(diǎn)月平均功率因數(shù)滿足平均功率因數(shù)≥0.95；
4）仿真計(jì)算KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 投入后不與系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，即在各種運(yùn)行方式下諧振點(diǎn)不在主要次諧波頻率下；
5）對(duì)KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 過(guò)電流、過(guò)電壓安全性能進(jìn)行校核；
6）以**經(jīng)濟(jì)的投資來(lái)實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 的技術(shù)、安全指標(biāo)；
7）KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 的分組充分考慮負(fù)荷變動(dòng)、而PCC點(diǎn)處又不允許無(wú)功倒送時(shí)能方便的切除部分濾波補(bǔ)償支路，同時(shí)保證各項(xiàng)諧波指標(biāo)不超出規(guī)定的要求。
2.2.2KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 的配置
KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 主要由濾波電容器、濾波電抗器、控制器及保護(hù)裝置、投切濾波器的開(kāi)關(guān)組成。針對(duì)系統(tǒng)的諧波情況分別做四條無(wú)源濾波器，濾除系統(tǒng)中2次、3次、4次、5次諧波。
KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 **大輸出的基波無(wú)功功率：10622MVAR
動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間《100MS
2.2.3KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 的技術(shù)參數(shù)
1）根據(jù)諧波電流仿真計(jì)算濾波器的安裝容量：15600KVAR
2）基波容量：10622KVAR
3）系統(tǒng)電壓：10KV
2.3該電弧爐安裝KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 后，通過(guò)KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 投入前和投入后對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析，有以下結(jié)論：
1）KYSVC 高壓靜止式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置 投入運(yùn)行后，濾波效果滿足國(guó)標(biāo)GB／T1459－93的有關(guān)規(guī)定。
2）電壓閃變達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB12326－2000《電能質(zhì)量電壓允許波動(dòng)和閃變》的要求。
3）測(cè)量點(diǎn)的功率因數(shù)從0.70提高到0.97，節(jié)能效果明顯。
4）濾波器運(yùn)行穩(wěn)定，滿足濾波器的設(shè)計(jì)要求。
