钢铁企业供配电系统中的谐波主要产生于网内非线性负荷用电设备,如变流装置和电弧炉等;而供配电系统中的无功冲击主要产生于一些单机容量大的轧钢类用电设备,如轧机等。
重庆钢铁集团公司中板厂对两台主轧机(粗轧机和精轧机)驱动系统进行了技术改造,将原来的直流驱动系统全部改造成变频调速驱动系统。由于大功率电力电子装置的使用随之带来的是大量的谐波和无功冲击,大大降低了中板厂电力网的品质。本文全面分析了电力谐波和无功冲击产生的原因以及电力谐波和无功冲击对供配电系统和用电设备的危害,并针对重钢中板厂供配电系统,对中板厂粗精轧机变频装置产生谐波及无功冲击进行了计算和研究。
为了更好研究交-交变频系统的谐波和无功冲击,我们就重钢中板厂35kV供电系统进行谐波测试和无功冲击造成的电压波动进行测试,从测试结果中分析和研究了交-交变频系统对供电系统的影响以及与理论计算的比较。
通过对国内外静止型动态无功补偿的主要技术综述和分析比较,探索适用于重钢中板厂供配电系统的谐波抑制和无功补偿方案——TCR静止型动态无功补偿装置,为重钢供配电系统管理提供科学的依据。
TCR静止型动态无功补偿装置通过对串联于电抗器回路上的可控硅电路实施有效控制从而达到控制电抗器吸收的无功功率,同时采用滤波器支路进行谐波的综合治理。文中阐述了TCR静止型动态无功补偿装置的构成、工作原理、控制策略、配置和实现方法。
重钢中板厂采用交-交变频系统后,产生大量的谐波和无功冲击,因此采用TCR静止型动态无功补偿系统是中板厂供电系统谐波治理和无功补偿的最佳方法。本文就TCR静止型动态无功补偿系统进行了系统设计,通过理论计算获取交-交变频系统谐波量和无功功率值,根据国家规定的谐波注入量、电压畸变率、电压波动范围,进行TCR和滤波器容量的选取,并校验其准确性。同时针对交-交变频系统采用TCR静止型动态无功补偿系统进行了系统分析和研究,指导TCR静止型动态无功补偿系统应用于中板厂生产实际。
通过本文的工作以及关于重钢中板厂TCR静止型动态无功补偿装置的研究,可探索出一条类似交-交变频供电类轧机负荷供配电系统谐波综合治理和无功补偿的路子。