摘要：超高功率电弧炉在正常出产时会对电网构成高次谐波、电压闪变、电压不坚决、三相电压及电流不平衡、功率因数低一级晦气影响，并且逾越电能质量各项方针国家规范。这篇文章逐项进行定性剖析，并对几种多见型式的SVC设备作比照，无源与有源滤波的运用和技能翻开作了论说，以构成一个无缺的概念和防护办法。
要害词：超高功率电弧炉高次谐波电压闪变电压不坚决
　　现代炼钢电弧炉的根柢功用是将尽或很多的电功率输入到熔池内，以取得高的出产率和低的物料、能量消耗以及好的环保方针。炼钢电弧炉按其吨钢均匀变压器额外容量,或单位炉膛面积均匀变压器额外容量分为通常功率(RP)、高功率(HP)和超高功率(UHP)三种。超高功率电弧炉概念自70年代提出，方针在于极大地跋涉电弧炉炼钢的出产率和降低本钱，创始了电弧炉炼钢技能翻开新纪元。但由于出产时对电网影响与搅扰是多方面的，实习中也发现了触及到电能质量的悉数方面。由于超高功率电弧炉的变压器功率水平高，变压器容量高达数十兆伏安，在炼钢进程中对电网构成严峻的冲击和搅扰，这些“公害”有必要加以操控和处理。
1　对电网的搅扰
1.1　功率因数低
　　电弧炉从电网取得电能，其间一有些转化为有用的热能，而另一有些则为无功用量。为了使电弧能安稳焚烧，电弧炉的功率因数不能取得太高。因电弧炉负载是高理性的，电弧炉的接入使供电电网的功率因数恶化。超高功率电弧炉作业在熔化期时，功率因数乃至低到0.1，这么致使母线电压严峻降低。电压降低又相应降低电弧炉的有功功率，使熔化期延伸，出产率降低。
1.2　电压闪耀和不坚决
　　超高功率电弧炉是供电电网的很大的负载，并且在作业中常常发作俄然的、剧烈的电压冲击，致使电网电压的活络不坚决，频率为0.1～30Hz。频率在1～10Hz之间的电压不坚决会致使照了解炽灯和电视画面的闪耀，使咱们感到烦躁，这类搅扰称之为“闪耀”或“闪变”。剧烈的闪耀会构成电机翻滚不安稳，电子设备误动作乃至损坏，也会使电网供电的用户(包含电弧炉自身)的实习功率削减，闪耀是对电网的一种公害。
对于实习的、有限容量的电网，电弧炉负载致使的电网电压不坚决百分数为
ΔU％=ΔQ/Sk×100％　　　(1)
　　式中　ΔQ——无功功率的冲击量，Mvar;
Sk——本电弧炉供电母线最小短路容量，MVA。
　　思考到电弧炉的正常作业状况与短路状况之间的无功功率改动大致与炉子变压器的额外容量恰当，即ΔQmax≈SF，故能够用下式来核算电网上最大不坚决百分数
ΔUmax％=SF/Sk×100％　　　(2)
　　国标《电能质量·电压容许不坚决和闪变》(GB12326—2000)规矩了电力体系公共联接点的电压不坚决和闪变电压容许值。超高功率电弧炉在其作业进程中发作的不坚决和闪变通常都逾越这个规矩值，有必要加以按捺。
1.3　三相电压与电流不对称
　　致使电网供电质骤变差的另一个首要疑问是电弧炉三相负载不对称致使的电网三相电压及三相电流的不对称。这今效果是有关电网的悉数用户(包含电弧炉)的经济性和出产率降低。剖析标明，在公共联接处电网短路容量Sk比电弧炉变压器额外容量SF高50倍以上时，电弧炉三相负载不对称所构成的电网电压的不对称性未逾越国标《电能质量·三相电压容许不平衡度》(GB/T15543—1995)中规矩的容许值。
　　其时电弧炉大型化、更超高功率化，效果供电电网的容量通常只需电弧炉变压器容量的20～40倍或更低，故有必要选用抵偿。
1.4　高次谐波
　　沟通电弧炉在炼钢进程中其电流会发作非正弦畸变和各次谐波，对电网构成搅扰。其首要要素有：
(1)电弧的电阻值不安稳，并且在沟通电弧的半个周期中电弧电阻也在改动，这构成电弧电流的非正弦畸变。
(2)沟通电的正负半周换相，石墨电极和钢更换作阴极和阳极，因纷歧样材料的发射电子才调纷歧样，故使电流的正负两个半周的波形不对称，构成偶次谐波。
(3)三相电弧不均衡，致使三次谐波。
(4)供电体系联接的各种谐波源致使各种谐波的构成，如静补设备中的整流器等。
　　电弧炉的谐波电流成份首要为2～7次，其间2、3次最大，其均匀值可达基波重量的5％～10％，谐波电流流入电网，使电压波形发作畸变，致使电气设备发热、振荡以及维护误动作等。国标《电能质量·共用电网谐波》(GB/T14549—93)对归纳电压畸变率、谐波电流写入量均作了详细规矩，为按捺电弧炉发作的谐波供应了依据和规范。

2　按捺电弧炉对电网和自身影响的路径
　　按捺超高功率电弧炉搅扰的路径总的来讲有二：一是跋涉供电电源的电压等级，以跋涉与电网公共联接点的短路容量，使其对电网和自身的影响在容许方案内；二是选用SVC设备，使其多项方针捆绑在容许方案内。两种路径比照，路径一是治标的办法，由于电炉对电网和自身影响的各种量值并未消除，而是送到更高电压级的电网去涣散，跟着电炉不断发明翻开，这些量值在电网中添加堆集，很多成灾，将会构成电网所不能承受的程度，而添加了对宽广用户的影响，因而，运用方案越来越小。路径二是治本的办法，它使电炉对电网和自身影响的各种量值大有些就地消除了，故其运用方案越来越大，将来宽广。

2.1　SVC设备
　　近些年来翻开起来的SVC设备是一种活络调度无功功率的设备，已成功地用于电力、冶金、采矿和电气化铁道等冲击性负荷的抵偿上，它可使所需无功功率作随机调整，然后坚持在电弧炉等冲击性负荷联接点的体系水平的安稳
Qi=QD＋QL－QC　　　(3)
　　式(3)中Qi、QD、QL、QC别离为体系公共联接点的无功功率、负荷所需的无功功率、可调(可控)电抗器吸收的无功功率、电容器抵偿设备宣告的无功功率，单位均为kvar。
　　当负荷发作冲击无功ΔQD时，将致使
ΔQi=ΔQD＋ΔQL－ΔQC　　　(4)
　　式中ΔQC=0，欲坚持Qi不变，即ΔQi=0，则ΔQD=－ΔQL，即SVC设备中理性无功功率随冲击负荷无功功率作随机调整，此刻电压水平能坚持安稳不变。

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