浅析冶金企业供配电系统电能质量控制

2019-07-16袁荣科

冶金与材料 2019年3期

袁荣科

（宝钢工程技术集团有限公司，上海 201900）

1 冶金企业电能质量的特点

1.1 能量消耗较大

在我国大部分冶金企业生产过程中，由于冶金行业本身的性能而导致了冶金生产需要较大耗能的电能电量，又因为冶金企业大多数都是一些大型的生产设备，为了保证这些大型的生产设备可以正常的运行，工作人员要利用电能较大的电力作为主要的驱动来源，另外，在一些生产年限较久的冶金企业为了跟上当今时代冶金产业的发展，开始在冶金企业内部进行扩容性的冶金改造工程，使得冶金企业的生产设备可以根据企业实际的生产需求来负载激增。另外，整个冶金生产的过程中，工作人员需要能量较大的电能来维持日常的生产工作，并且冶金生产设备需要负荷力高度集中，从而保证设备的正常运行。

1.2 无功补偿问题

在冶金生产的过程中，工作人员需要在冶金设备中的热炉，通过加电磁来使冶金设备处于感性负荷的状态，从而保证冶金设备的正常稳定运行。从冶金生产设备驱动力上来看，维持冶金设备正常运行的主要是运用大量的变流器和交流电流器进行变频驱动，使得冶金生产设备电子装置中的一些非线性器件可以维持稳定的电能功率内，但是这些非线性期间在正常运行的过程中，将会产生冶金设备内大量的谐波污染，影响到冶金设备内部电力系统的平稳运行，因此，工作人员在进行冶金生产的过程中，还要对非线性期间所产生的谐波进行电能质量上的控制。

1.3 电机启动问题

冶金设备中主要的大功率电机启动时主要通过降压启动和全压起动两种方式进行，另外，在冶金设备电机启动初期需要配电网中提供9倍左右的电能电流来驱动液晶设备的启动，随着电能电流的增加，拖动结构会产生较为强烈的冲击转矩，并且这股冲击波可以造成冶金设备内部输入电路产生较大的电能电压落差，影响用电设备中电路的正常运行，甚至还会对机器正常的运行状态阻碍。

2 冶金企业电能质量控制方法

2.1 电压差的控制

在冶金生产过程中，只要供配电网正常运行，就能保证整个冶金生产工作可以顺利的进行。但是在实际冶金供配电网运行的过程中很容易因为配电系统电压存在着偏差，而导致输入电设备损耗，或者是配电系统功率不平衡的情况，我国根据配电网电能的使用标准而规定生产过程中所出现的电压要在正常的范围之内，电压允许偏差主要是因为电力系统中实际电压和标准电压的额定值产生较大的差距，对于35kV级以上的等级电压器中辅偏差正负绝对值之和小于10%，10kV以下电压等级及偏差正负绝对值小于7%。所以工作人员在实际中解决电压差问题时，主要是通过两个途径来解决。首先是进行电网系统调节变压器的控制，工作人员在进行调节变压器的控制时，可以采取分头控制的方法来降低供配电系统的等效抗阻，使得供配电网中变压器的控制可以降落到正常水平，工作人员在整个工作过程中，一定要合理安排供配电系统中电力网络的拓扑结构，从而使得供配电系统之内的三相电压可以相互平衡运行。

2.2 电压波动控制法

在正常冶金生产过程中，配电网可能由于电压差值过大而引起电压波动，电压波动容易造成大型负载机的停止工作，从冶金生产设备内部来说，电压的波动可能造成电机转子在短时间内因为电压的变动而导致了设备内部的电压损耗问题，严重时造成冶金设备损伤。针对电压波动的情况，主要的治理措施是优化配电网的电压运行方式，将冶金企业内部大型生产设备，采用单独供电的方式来维持其正常运行。针对扎机等冲击性负荷，可通过装设电容、FC、SVC等设备进行单台变压器的供电，从而保证无补偿装置吸收短时间的电压负荷，主要表现见表1。

表1 电容、SVC和FC的电容补偿

此外，工作人员可以将大容量，大功率的电炉中加入接入性的变压器，另外，工作人员还可以利用单台变压器来对大型冶金设备进行单独的供电，这种利用无功补偿的装置来吸收冶金设备中短时间内的无功功率，可以在一定程度上降低设备内部的冲击电压，从而维持冶金生产的正常运行。

2.3 谐波控制

在冶金企业内部有不同电能的冶炼炉，并且冶炼炉中的电弧炉包含大量的电能电子器件，当大量的非线性接入式线路发生电压波动时，则很容易在冶金企业配电网中出现谐波的现象。由于一系列角频率较高的基波整数倍正弦波发生重叠的现象，而引起的谐波很容易在不同频率内的波形叠加而导致基波的畸变现象，畸变后的波形会对配电网内的负荷电压造成损害，导致了配电网中和配电设备的电压频率降低，因此，工作人员治理谐波的主要方式有，通过一系列的措施，改善配电网中的非线性电压承载。