【摘要】：電弧爐作為現(xiàn)代煉鋼的重要設(shè)備,廣泛應(yīng)用于金屬冶煉行業(yè)。但是當(dāng)電弧爐投入運(yùn)行后,會(huì)降低負(fù)載系統(tǒng)的功率因數(shù),引起電壓波動(dòng)與閃變等電能質(zhì)量問(wèn)題。造成電弧爐負(fù)載變化的根本原因主要是由于電弧弧長(zhǎng)的隨機(jī)變化,由此導(dǎo)致電弧電壓與電弧電流呈現(xiàn)出一種十分復(fù)雜的變化特征。所以為了研究電弧爐對(duì)電能質(zhì)量的影響,針對(duì)電弧爐的用電特性,本文采用有源電力濾波器(APF)+晶閘管投切電容器(TSC)綜合補(bǔ)償器對(duì)電弧爐引起的電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行綜合治理,這對(duì)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)中沖擊性負(fù)荷無(wú)功諧波的綜合治理具有重要的實(shí)際意義。本文首先闡述了交流電弧時(shí)變電阻模型的建立過(guò)程。然后介紹了TSC和APF的無(wú)功補(bǔ)償原理及其電路結(jié)構(gòu),由于TSC對(duì)電弧爐進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償時(shí),補(bǔ)償方式為大容量有級(jí)式無(wú)功補(bǔ)償,對(duì)補(bǔ)償精度要求不高,所以本文提出了模糊控制的控制方法對(duì)TSC進(jìn)行投切控制,并將電壓和無(wú)功功率兩個(gè)參考量作為T(mén)SC的投切判據(jù);而APF則實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的小容量快速連續(xù)補(bǔ)償和濾除諧波,這對(duì)APF的補(bǔ)償精度和響應(yīng)速度要求較高,所以對(duì)APF采用基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的i_p-i_q法檢測(cè)無(wú)功參考電流,控制系統(tǒng)則使用電流直接控制,最后,設(shè)計(jì)出基于模糊PI控制方法的控制器。APF的引入使綜合補(bǔ)償系統(tǒng)具有更高的穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,同時(shí)還可以濾除負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流,并且TSC中串聯(lián)電抗的電抗率也被有效地降低了,降低了TSC的經(jīng)濟(jì)成本。利用MATLAB/Simulink分別搭建了TSC、APF和電弧爐仿真模型。仿真結(jié)果表明,交流電弧時(shí)變電阻模型在一定程度上可以反映出電弧爐的電壓電流特性;TSC可實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率大容量補(bǔ)償,但是負(fù)載系統(tǒng)電壓與電流不能保持同相位,自身還會(huì)產(chǎn)生諧波電流;APF可以快速高效的濾除負(fù)載系統(tǒng)諧波電流。當(dāng)投入TSC+APF綜合補(bǔ)償器后,系統(tǒng)側(cè)諧波含量大大降低,系統(tǒng)電流與電壓保持同相位,功率因數(shù)在大約0.05s穩(wěn)定在1左右,實(shí)現(xiàn)了快速、精確和穩(wěn)定補(bǔ)償與抑制的效果。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TM924.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2629134