本站小編為你精心準(zhǔn)備了電石爐對(duì)電能質(zhì)量的影響參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫(xiě)作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《電氣時(shí)代雜志》2014年第五期

一、接入電石爐的系統(tǒng)分析

110kV整體系統(tǒng)圖如圖1所示，電石爐接入系統(tǒng)后，為了改善電能質(zhì)量，MCR補(bǔ)償裝置隨后接入。電源S是345kV系統(tǒng)母線電壓，用理想電壓源代替，L0是其內(nèi)阻；T1是降壓變壓器，電壓抽頭：345±8×1.25%/121，電壓比取345/121，線路是架空線LJG—2*300，豎直排列，距離8km；T2是電爐變壓器，電壓比110/0.5；電石爐是一個(gè)非線性負(fù)載，其仿真模型有很多種；SLOAD是110kV線路負(fù)荷，290MW，功率因數(shù)0.9。接入電石爐后線路的母線線電壓、無(wú)功功率、功率因數(shù)和線路諧波如圖2～圖5所示。

由圖2可知，當(dāng)電石爐接入系統(tǒng)后，母線電壓由110kV跌至約91kV。電網(wǎng)電壓降低可導(dǎo)致用電設(shè)備不能正常工作，例如對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)，其電磁轉(zhuǎn)矩與外施電壓的二次方成正比，電壓下降時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩將顯著降低，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減慢甚至完全停轉(zhuǎn)。由圖3和圖4可知，電石爐接入系統(tǒng)后，無(wú)功功率大幅度增加，功率因數(shù)由原來(lái)的0.9左右跌落至0.7左右。功率因數(shù)下降會(huì)增加供電線路的電能損失，增加線路電壓降，影響了電壓質(zhì)量，降低發(fā)、供電設(shè)備的利用率，增加企業(yè)電費(fèi)支出。電石爐接入系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生個(gè)各種諧波使得負(fù)載側(cè)電壓發(fā)生畸變，把負(fù)載側(cè)的電壓進(jìn)行FFT分析，得到了2～15次諧波占基波的百分比，由圖5可知，其中2～5次諧波幅值較高，特別是3次諧波已經(jīng)達(dá)到約25%。大量諧波進(jìn)入電網(wǎng)會(huì)使得電壓電流的波形發(fā)生畸變，增加導(dǎo)體的損耗，影響斷路器的開(kāi)斷能力。除了上面所說(shuō)的幾點(diǎn)危害，由于電石爐工作時(shí)三相負(fù)載不平衡導(dǎo)致三相電壓電流不平衡，會(huì)產(chǎn)生負(fù)序電流，負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)均會(huì)造成較大危害，會(huì)使得轉(zhuǎn)子局部過(guò)熱，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并會(huì)使繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

二、接入MCR無(wú)功補(bǔ)償裝置的系統(tǒng)分析

由上面的分析可知，必須加入既能提高功率因數(shù)又能濾除諧波的裝置，而MCR無(wú)功補(bǔ)償器正好滿足兩點(diǎn)要求。接入MCR無(wú)功補(bǔ)償裝置的系統(tǒng)圖如圖6所示。MCR無(wú)功補(bǔ)償裝置由電抗器支路和2～5次濾波支路組成。電抗器支路三角形接法，濾波支路由電容電感組成，電容星形接法并接地。投入的順序?yàn)榇趴仉娍蛊鱉CR－2次濾波支路－3次濾波支路－4次濾波支路－5次濾波支路；切除順序是5次濾波支路－4次濾波支路－3次濾波支路－2次濾波支路－磁控電抗器MCR。K1～K5是斷路器，用來(lái)投切各支路。當(dāng)系統(tǒng)頻率角速度為ω，電容為C，以及電容額定電壓為U時(shí)，則電容器補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量為經(jīng)過(guò)計(jì)算以及仿真調(diào)整，可得每個(gè)支路的參數(shù)如下表所示。接入MCR后線路的母線線電壓、無(wú)功功率和功率因數(shù)如圖7～圖9所示。由圖7可知，在t1時(shí)刻投入電石爐，母線電壓降低至91kV左右，在t2時(shí)刻，投入MCR電抗器支路，母線電壓再次降低，后來(lái)隨著2～5次濾波支路分別在t3、t4、t5、t6時(shí)刻的投入，母線電壓逐步抬高，最后穩(wěn)定在110kV左右。由圖8可知，在t1時(shí)刻投入電石爐，線路無(wú)功功率增加至250Mvar左右，在t2時(shí)刻，投入MCR的電抗器支路，無(wú)功功率再次稍微增加一些，后來(lái)隨著2～5次濾波支路分別在t3、t4、t5、t6時(shí)刻的投入，無(wú)功功率逐步減小，最后穩(wěn)定在140Mvar左右。由圖9可知，在t1時(shí)刻投入電石爐，線路功率因數(shù)降低至0.7左右，在t2時(shí)刻，投入MCR的電抗器支路，功率因數(shù)再次稍微減低一些，后來(lái)隨著2～5次濾波支路分別在t3、t4、t5、t6時(shí)刻的投入，功率因數(shù)逐步增大，最后穩(wěn)定在0.9左右小幅振蕩。隨著MCR各支路的投入，線路穩(wěn)定運(yùn)行后，各諧波的含量如圖10所示，可知2～5次諧波含量會(huì)大大降低。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)研究投入MCR無(wú)功補(bǔ)償裝置前后電石爐對(duì)系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響，得到了以下兩點(diǎn)結(jié)論。1）在電石爐接入系統(tǒng)后投入MCR補(bǔ)償支路前，母線電壓大幅降低，線路無(wú)功功率消耗增大，功率因數(shù)大幅降低，電石爐產(chǎn)生諧波尤其是2～5次諧波含量較大進(jìn)入電網(wǎng)，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量。2）在投入MCR無(wú)功補(bǔ)償支路后，母線電壓得到提高，線路的無(wú)功消耗減少，功率因數(shù)增加，并且負(fù)載側(cè)的諧波含量也大大降低。

作者：陳偉單位：西安交通大學(xué)電氣學(xué)院，電力設(shè)備電氣絕緣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室