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北京科锐博润电力电子有限公司

CREAT-POREEN POWER ELECTRONICS CO.,LTD.

钢铁冶炼

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面临问题

1、电压波动剧烈

2、功率因数低

3、存在严重的电压闪变

4、产生高次谐波,导致电压畸变

6、电网严重三相不平衡,产生负序电流

解决方案

科锐博润公司静止无功补偿装置「SVC」、固态复合开关装置「SSCS」、滤波补偿装置「FC」等电力电子产品,显著提高供电电能质量,提升功率因数至95%以上,提高钢铁冶金过程的生产效率,节能效果达10%~40%。

经典工程

1、福建闽清金盛钢业有限公司电能质量治理项目静止型无功发生器(SVG)工程 

工程概况:福建闽清金盛钢业由两条35kV母线进线,目前负荷主要为中频炉、精炼炉。现对系统进行改造,Ⅰ段母线增加一台4000kVA轧机及一台中频炉16000kVA,Ⅱ段母线增加一台14000kVA电弧炉及一台5000kVA轧机,本次项目在Ⅱ段母线装设一套静止无功发生器装置(SVG)。
    面临问题:
    1)谐波电流和谐波电压超标。
    2)电压波动和闪变超标。
    3)功率因数不满足要求。
    投运效果:SVG投运后,注入系统的谐波电流和母线电压总谐波畸变率低于国家标准《电能质量、公用电网谐波》GB/T14549-93;母线电压的电压波动满足国家标准《电能质量、电压波动和闪变》  GB/T12326-2008;考核点的功率因数在0.95以上,且不发生过补,各项指标均满足用户要求。

2、福建顺昌宏丰钢铁公司电炉炼钢TCR型动态无功补偿装置(SVC)工程 

工程概况: 福建省顺昌县宏丰钢铁有限公司的供电系统在厂区设一个35kV开闭所,开闭所进线引自厂区外的110KV变电站35kV侧,开闭所一进三出供两台电弧炉及一台精炼炉。要求动态无功补偿装置(SVC)投入运行后谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度均满足国标限值要求.35KV侧进线月平均功率因数:COSΦ≥0.95,且无功不倒送。
    客户问题:
    1)产生谐波:由于电炉的电弧电流处于不规则的急剧变化状态及弧阻的非线性,电压和电流波形呈现不对称的非正弦波形,谐波主要以2-7次为主。在运行时,谐波会引起电气设备的发热、振动、增加损耗、缩短寿命,引起PLC及继电保护装置的误动作等严重后果。
    2)电压波动:电炉在熔化期,由于电极的频繁升降,使电弧频繁产生与消失,造成线路的瞬间开路与短路,引起较大的无功冲击。根据北京博电以往的工程实测,电炉最大冲击负荷一般可达电炉变压器容量的1.5-2倍左右,会引起电网电压的急剧波动与闪变,并造成冶炼质量不稳定,从而影响生产和产品质量。
    功率因数:电炉在熔化期,功率因数一般低于0.7,工作短路时甚至降到0.2以下,这不仅直接影响企业的经济效益,还会影响电网的供电质量。 产生负序分量:电炉在熔化期,特别是在穿井期,各相电弧电压是独立变化的,各相电流各自发生无规则的变化,在一相断弧及两相短路时,负序电流将达额定电流的40%-60%左右。这种过大负序电流不仅会使上级变电所负序保护经常报警动作,还会影响电网中电动机、电气设备的出力。

投运效果: 静止型动态无功补偿装置(SVC)有效地限制了注入电网的谐波电流,同时通过平滑快速的调节,连续快速提供无功,抑制接入点电压波动及闪变水平,有效提高电压稳定性,使得各个考核点的各项电能质量指标满足要求。

3、杭州钢铁公司高线轧机6kV TCR型动态无功补偿装置(SVC)工程 

工程概况:杭钢高线有6kV I段和II段母线,根据发展要求,需将6kV I段母线负荷接入新建的一台220kV主变(220kV/35kV/6.3kV),在35kV侧有2台7000kVA的LF炉,由于LF炉为冲击性负荷,生产时将导致6kV母线电压波动,再加上高线负荷本身是波动负荷,这将导致6kV母线的电压波动很大,为此,需要采用动态无功补偿解决此问题。 
    客户问题:
    1)电压波动:由于交流炼钢电弧炉为特殊的非线性冲击负荷,随着单炉容量和冶炼功率的大型化,电炉对供电系统电能质量的不利影响日趋严重,交流电弧炉运行中电弧燃烧极不稳定,导致电压、电流波形的严重畸变。杭钢高线公司不生产时6kV母线电压比生产时高7.5%,即6kV母线的电压波动高达7.5%。高线6kV I段母线负荷在考核点引起的电压不平衡度0.92%。 
    2)产生谐波:杭钢高线公司6kV I段母线负荷在生产过程中,产生大量的谐波,谐波电流在电网阻抗上产生谐波电压,引起电网电压畸变,影响供电质量及运行安全。另外,负荷消耗的大幅度波动的无功功率会引起供电母线严重的电压波动和闪变。
    投运效果: 静止型动态无功补偿装置(SVC)有效地限制了注入电网的谐波电流,同时通过平滑快速的调节,连续快速提供无功,抑制接入点电压波动及闪变水平,有效提高电压稳定性,使得各个考核点的各项电能质量指标满足要求。

 

4、山东墨龙特钢公司70吨电炉炼钢系统35kV TCR型静止型动态无功补偿装置(SVC)工程 

工程概况: 山东墨龙特钢有限公司新建一条电炉炼钢生产线,共有两台电炉:一台70吨交流电弧炉,炉变容量为60MVA 、另一台为、70吨钢包精炼炉,炉变容量为12.5MVA。两台电炉变压器一次电压均为35kV,共由一台90MVA 变压器(电压变比110/35kV)供电,该供电变压器二次侧(35kV侧)还带有两台31.5MVA 电力变压器用于轧钢、炼铁、公辅等负荷。110kV上级供电电源取自系统田柳220kV变电站。田柳220kV变电站拥有220kV三线圈主变一台,额定容量为150MVA,变压器降压至110kV后送至系统110kV变电站。 
    客户问题: 
    1)电压波动:交流电弧炉无功冲击对电网的影响很大,它直接导致供电母线电压的剧烈波动和闪变。考核点系统110kV母线最大电压波动为8.14%,最大电压闪变为6.36;钢厂电炉35kV供电母线最大电压波动为13.4%,最大电压闪变为10.47,均超过电压闪变允许值。由此,必须安装一套安全、可靠的TCR型的SVC动态无功补偿装置,否则如此大的电压波动和闪变系统将受到巨大的冲击,钢厂将无法正常生产和供电。
    2)产生谐波:交流电弧炉运行中电弧燃烧极不稳定,导致电压、电流波形的严重畸变。墨龙特钢70吨超高功率电弧炉和70吨LF精炼炉同时生产时注入系统考核点110kV的2、3、 4、5、6、7、8、9、10次谐波电流超标,其中2、3、4、5、6、7次谐波电流严重超标,引起110kV母线的谐波电压总畸变率6.94%,35kV母线的谐波电压总畸变率11.4%,均已严重超标。电流、电压波形严重畸变。 不对称短路引起的负序电压和负序电流:考核点系统110kV母线基波负序电压最大值为4.34%,严重超标。注入110kV侧的基波负序电流高达126.0A,对系统以负序元件为启动的继电保护构成巨大威胁。因此未来加装的SVC装置必须能够实现三相平衡化功能,否则电网无法安全运行。

 

2020年5月13日 16:02
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