一种基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型的基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置，包括与电渣炉并联连接的谐波滤波支路和磁控电抗器，所述磁控电抗器与控制系统连接。结构简单、安全可靠、后期免维护、寿命长、装置自身有功损耗低、自身谐波发生水平低、无需其他冷却设备、占地面积小、基础投资小，经济优势明显；具有提高功率因数、改善电能质量、提高自动运行水平等功能。
【专利说明】-种基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种电渣炉不平衡配电系统的治理技术，尤其涉及一种基于磁控 电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置。
【背景技术】
[0002] 电渣炉是一种利用重熔电流产生热能熔化插入渣池的自耗电极，金属熔滴通过渣 液清洗后，在水冷结晶器中结晶成电渣锭的一种特殊冶炼设备。由于渣液的去夹杂作用和 良好的结晶条件，电渣重熔金属具有良好的纯净度，铸态组织细致均匀，无白点及年轮状偏 析，硫含量极低，夹杂物细小弥散等优良性能。因此，电渣重熔在大中型锻件、模块毛坯生产 中处于垄断地位，在优质工模具钢、马氏体时效钢、双相钢管坯、冷轧轧辊电渣钢占绝对优 势，电渣熔铸异形件有独特之处，国内电渣钢年产量已达几十万吨，电渣炉是特殊钢厂必不 可少的生产设备。
[0003] 10吨以下电渣炉配电系统中一般均采用单相电源，尤其是2吨以下的电渣炉更为 普遍，如2吨电渣炉配电变压器为3200kVA容量的单相变压器。为保持配电系统三相负荷 的平衡，实际应用中将3台电渣炉构成一组，依次接入10kV或者6kV系统的I、U BC和UCA， 但由于3台电渣炉很难保持工作的同时率，因此电渣炉工作过程中将产生很大的负序电流 注入系统，并引起配电系统供电母线的负序电压。负序电压和电流造成电缆、电机、变压器 的发热和寿命缩短，威胁着电力系统安全和经济运行，因此，解决三相不平衡问题变得尤其 重要。
[0004] 单台电渣炉工作过程不仅产生负序电流，其运行基波功率因数一般也低于0. 6， 工作过程中产生比较大的无功功率，造成变压器和供电电缆因无功电流产生的有功损耗增 大，用户还有额外缴纳电力公司的力率调整电费。
[0005] 电渣炉的熔炼控制设备中的可控硅整流器和交流变频器产生谐波电流注入配电 网，造成配电网的谐波污染。在电渣炉接入的配电系统中，主要存在5次、7次、11次、13次 及以上的谐波，因此还需要采用适当的滤波器以滤除其特征谐波。
[0006] 单台电渣炉采用单相变压器供电，多台电渣炉工作同时率很难达到一致，造成电 渣炉配电系统三相不平衡问题比较严重，而三相不平衡系统又对无功补偿和谐波滤波装置 设计与工程应用带来了技术难度，要求治理装置应同时具备三相不平衡抑制、无功补偿和 谐波滤波的功能。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的目的是提供一种提高功率因数、改善电能质量、提高自动运行水平 的基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置。
[0008] 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
[0009] 本实用新型的基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置，包括与电渣 炉并联连接的谐波滤波支路和磁控电抗器，所述磁控电抗器与控制系统连接。
[0010] 由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的基于磁控 电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置，由于基于磁控电抗器（MCR，Magnetic-valve controllable reactor)的动态无功补偿，结构简单、安全可靠、后期免维护、寿命长、装置 自身有功损耗低、自身谐波发生水平低、无需其他冷却设备、占地面积小、基础投资小，经济 优势明显；具有提高功率因数、改善电能质量、提高自动运行水平等功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型实施例提供的基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治 理装置的单线图示意图；
[0012] 图2为本实用新型实施例提供的基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治 理装置的三线示意图；
[0013] 图3为本实用新型实施例中MCR控制系统控制过程示意图；
[0014] 图4为本实用新型实施例中MCR控制系统控制策略流程图；
[0015] 图5为本实用新型实施例中MCR直流励磁和接线方式示意图。
【具体实施方式】
[0016] 本实用新型的基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置，其较佳的具 体实施方式是：
[0017] 包括与电渣炉并联连接的谐波滤波支路和磁控电抗器，所述磁控电抗器与控制系 统连接。
[0018] 所述磁控电抗器包括单线可变电感或三线三角形连接的可变电感。
[0019] 所述谐波滤波支路、磁控电抗器和多台电渣炉并联连接在10kV母线上。
[0020] 所述谐波滤波支路包括两条电容与电感串联的支路。
[0021] 下面将以3台电渣炉配电系统为例，对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
[0022] (1)根据电渣炉配电系统参数：电渣炉配电变压器的参数、接入系统的电压等级、 电渣炉台数及电渣炉工作制度，计算单台电渣炉工作过程的最大无功功率发生量Q s，e，三相 3台电渣炉的总的无功功率发生量为Qe = 3XQs，e。
[0023] (2)根据电渣炉的熔炼控制设备中的可控硅整流器和交流变频器计算不同运行工 况下产生最大谐波电流发生量I h，一般多为5次、7次和11次谐波电流。
[0024] (3)确定FC部分基波无功补偿容量为Qrc = Qe，整个电渣炉配电系统的无功功率 应保持为零或者是弱感性，即Qe+Qrc+Q M > 〇,同时考虑到治理装置对电渣炉不平衡抑制功 能要求，MCR部分应预留部分容量用以平衡电渣炉配电系统的三相不平衡。取MCR预留需 求系数h为1. 2, MCR额定基波输出容量为QMai = hQp
[0025] (4)确定治理装置中FC部分的参数
[0026] 设置5次和7次单调谐滤波支路，5次和7次滤波支路的调谐系数均取0. 97,滤波 器调谐次数&为4. 85和6. 79,滤波电抗器基波品质因数为50。
[0027] 5次和7次单调谐滤波器的基波补偿容量按下式计算：
[0028] Q5 = 0. 6XQfc, Q7 = 0. 4XQFC
[0029] 5次和7次单调谐滤波器的R、L、C参数按照下式计算：
[0030]
【权利要求】
1. 一种基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置，其特征在于，包括与电 渣炉并联连接的谐波滤波支路和磁控电抗器，所述磁控电抗器与控制系统连接。
2. 根据权利要求1所述的基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置，其特 征在于，所述磁控电抗器包括单线可变电感或三线三角形连接的可变电感。
3. 根据权利要求2所述的基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置，其特 征在于，所述谐波滤波支路、磁控电抗器和多台电渣炉并联连接在10kV母线上。
4. 根据权利要求3所述的基于磁控电抗器的电渣炉不平衡配电系统的治理装置，其特 征在于，所述谐波滤波支路包括两条电容与电感串联的支路。
【文档编号】H02J3/26GK204046184SQ201420488310
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】陈列, 朱明星, 摆国睿, 王群京, 孙贺, 龚光华, 武胜奎, 高红艳, 赵海东 申请人:安徽大学, 西宁特殊钢股份有限公司