无功补偿兼滤波装置在冶金行业的应用

一、冶金企业中的轧机与电弧炉负荷特征描述

轧机电动机多数采用可控硅变流器供电，负荷容量较大。并且一般是重复冲击性的，负荷的变化具有一定的周期性，负荷的变化速度快、变化幅值大。以武钢冷连轧和热连轧为例：热连轧电气设备的安装容量为160兆瓦，计算负荷的有功功率为88兆瓦，无功功率为34兆乏，冲击功率为79兆瓦；冷连轧电气设备的安装容量为112兆瓦；计算负荷的有功功率为78兆瓦，无功功率为25兆乏，冲击功率为42兆瓦。

与轧机负荷一样电弧炉负荷具有负荷容量大的特点，以某钢管公司为例，其150吨电弧炉容量达到100兆伏安。而与轧机负荷不同的是电弧炉负荷变化没有规律，由于电弧炉在融化期间电极经常短路，电弧不稳定造成电流波动剧烈，而且电流严重失真。因此与轧机比起来，电弧炉给电力系统带来的影响更加严重。

二、轧机与电弧炉负荷引起的问题　

一般来讲，轧机和电弧炉引起的问题主要包括：电压闪变、电流与电压谐波、功率因数低下、不对称、频率波动等几个方面的问题。这些方面的问题主要会引起以下几个方面的问题：

1、电压波动与闪变造成电压质量下降，严重影响其他用户的用电质量与安全。

2、电压与电流谐波引起电力系统谐振，产生过电压、过电流导致设备绝缘击穿、损坏与烧毁。一般而言轧机负载的谐波以奇次谐波为主，电弧炉负载的谐波则奇次谐波和偶次谐波都比较严重。

3、电压和电流谐波的存在还容易导致计算机和保护装置失灵，测量装置误差增大，对弱电系统产生较大的干扰。

4、功率因数低下造成线损增加，线路传输能力下降;不对称也是如此，使得系统的传输能力大幅下降。

5、由于无功的剧烈变化，容易引起自身用电系统乃至电网的电压稳定问题，而有功的剧烈变化则容易导致频率波动剧烈，系统失去功角平衡。