基于SVG的矿热炉无功补偿与电能质量改善

2019-12-01黄实批

电子技术与软件工程 2019年4期

文/黄实批

对于矿热炉来说，电能质量直接影响电力的安全性和稳定性。一般来说，测量矿热炉电能质量的基本指标包括电压和频率两种类型，还有其他相关指标，如谐波、三相电压对称性等。一旦这些显示器异常，它将直接导致矿热炉电容器和电缆线路的故障和损坏、保护装置的故障，以及增加变压器谐振。在研究矿热炉运行的同时，不仅要考虑负荷的分布，还要考虑无功功率和有功功率的最佳分布以及矿热炉电能质量的相关指标。检查改变电能质量指标的原因，采取各种措施解决根据各种情况，确保矿热炉运行的安全性和稳定性，确保持续供电。

1 基于SVG的无功补偿概述

1.1 电无功补偿的概念

在矿热炉中，电气设备一方面消耗有功功率，另一方面消耗无功功率。设备的电磁部件在建立磁场时消耗的电能。在供电期间，电容器消耗一定量的电能以建立电场，该电场也在无功功率范围内。电气元件的结构特性的差异决定了电流是超前还是滞后。当电流在电容元件上工作时，电流滞后，并且当电流作用于电感元件时，电流流动并且电容电流与电感器电流的方向相反。如果电容器和电感元件存在于同一电路系统中，则电路中的无功功率将被抵消。因此，偏移特性可用于在电路的同步补偿器中产生负无功功率，或者可设计合理的电容与电感比，由整个电路产生的无功功率和由电抗产生的电流功率相互抵消。无功功率补偿进一步改善了矿热炉的当前电能质量。

1.2 电无功补偿的作用

电能无功补偿具有降低矿热炉电能损耗，降低电压损耗，降低传输电流，保证电热炉稳定一致的电能的作用。最大限度地降低电力传输中的无功功率，增加电网中的有功功率，补偿无功功率，提高性能功率因数。此外，无功功率的补偿还可以降低电力生产成本并节省矿热炉的容量。随着功率因数的增加，网络中有功功率的比例增加，线损减小，从而提高了矿热炉的性能质量。因此，矿热炉中无功功率的补偿不仅可以提高电能质量，还可以提高经济性。

1.3 电能无功补偿原理

1.3.1 改善自然功率因数

在发电中，当电动机的负载达到75%时，功率因数最高。另外，通过控制发动机的空转操作，同步异步电机的操作，选择变压器的最佳负载比，以及减少发动机的轻负载操作，可以增加自然功率因数。虽然上述方法可以提高功率因数但仍不能满足实际要求的标准，只能提供无功功率补偿，可以提高自然功率因数，从而提高矿热炉的电能质量性能。

1.3.2 无功功率补偿

充分发挥电力设备的特点，使同步电动机发出无功功率，以补偿和提高功率因数。电容补偿器用于集中、分散或独立的无功功率补偿，以根据需要实现所需的功率因数。

1.4 电能无功补偿的主要方法

无功补偿有三种主要类型：第一类是中央补偿：分为低压中央补偿和高压补偿差异，第二和第三类是分散补偿和个人补偿。主要用于电气设备及其补偿效果非常好，利用率高，但成本高，维护费用高。关于不同补偿方法的优缺点，我们通常会将它们与多种补偿方法结合起来，不仅降低了安装成本，而且便于操作，维护和改进，提高了补偿效果，进行合理的分配和使用。

2 通过补偿无功功率分析提高矿热炉的电能质量

无功补偿后，有效提高了矿热炉的电流质量，不仅提高了谐波电压，而且有效地减弱了谐波电流，同时提供了一些高次谐波衰减。根据电力统计，在负荷基本稳定的情况下，矿热炉的无功功率大大降低，表明矿热炉的无功补偿也节省了能源。

目前，谐波的处理引起了越来越多的关注，因为谐波的引入将极大地影响矿热炉的电能质量。合理的谐波处理可以大大提高电能质量，有两种主要的方法来处理谐波，有源滤波技术和无源滤波技术。无源滤波器技术的主要功能是限制谐波的数量。电容和电感调谐原理用于捕获无源滤波器设备中的谐波，以减少对电气设备的谐波损坏。无源滤波器装置具有制造成本低和易于安装的优点。有源滤波技术具有有效提高电能质量，消除谐波的功能，其功能远远强于无源滤波技术。有源滤波器技术具有动态补偿功能，可用于补偿各种无功功率，包括具有恒定频率和幅度的无功功率，并且补偿的响应速度特别快。有源滤波器单元配有高阻抗电源，不会影响系统阻抗：如果矿热炉的结构发生变化，则高阻抗电源不会发生太大变化，也不会随系统阻抗而振荡。并且还具有抑制串并联谐振的功能。有源滤波装置不需要高能量存储部件来补偿谐波，甚至不需要用于无功功率补偿的能量存储部件。使用相同的设备，可以同时补偿多次谐波电流和多次谐波电流，并且可以将中央补偿和单次补偿组合用于无功补偿。当矿热炉中的谐波电流增加时，安装在矿热炉中的有源过滤装置发挥其功能并且不仅由于电流变化而且在正常条件下也过载。工作时，平衡高次谐波电流，不需要断开系统，避免基本无功功率输出，降低整体滤波器容量，防止轻负载时无功功率反转。无功补偿的重要性在于提高矿热炉的容量利用率，调整功率因数，控制系统的电压幅度，减少系统产生的损耗，并使整个电压产生电压。使矿热炉稳定有效，抑制谐波电流可以保护其本身的安全。