超高功率电弧炉对电网的干扰及防护（5）

4.2.2滤波器容量的确定

滤波器（简称FC）容量是根据负荷的无功和TCR的无功进行综合考虑，以满足110KV侧月平均功率因数大于0.90的要求来确定，它们对基波起无功补偿作用，而对所在支路的谐波产生谐振。结合TCR无功容量为50Mvar这一数值，将其分摊到２、３、４、５、６次滤波器的容量分别为：２次容量２１.２２Mvar；３次容量１５.１Mvar；４次容量５.２９Mvar；５次容量６.７５Mvar；６次容量３.４Mvar。２、３次滤波器为Ｃ型结构，４、５次滤波器为单调谐型，６次滤波器为二阶高通型，各次滤波器主电容器均采用双星型结线。各支路对本次谐波谐振应满足下式：

Ｖ^２／（１／ωＣn—ωＬn）＝Ｑn

１／nωＣn＝nωＬn

式中：Ｖ—３１.５母线电压；

　　　ω—角频率，ω＝２πf；

　　　f—基波频率，Ｈz；

　　　Ｃn—n次滤波器电容量，Ｆ；

　　　Ｌn—n次滤波器电感量，Ｈ；

　　　Ｑn—n次滤波器的基波容量。

各次滤波器的谐振频率，可设置在整数次，也可以设置在略低于整数频率，如滤波器谐振频率定得偏高，当电网频率低于它时，滤波器呈容性，而电炉的谐波是感性，一旦参数适合就会产生谐振，反而引起谐波放大，同时其分数次谐振波也会被放大。但滤波器谐振频率偏低，当电网频率上升时，其谐波阻抗也要增加，达到频率上限能否充分吸收谐波电流。为解决电网频率在４８.５—５０.５Ｈz之间波动时滤波器谐振频率的矛盾，在电抗器选型时，选用电感值连续可调的电抗器，其调节范围在±5%，在系统调试和运行中，可根据电网的实际参数来确定各支路滤波器的谐振频率。

4.3SVC系统保护与连锁

4.3.1TCR保护

改造后的TCR回路，仍保持原配置的保护不变，有TCR支路电流速断保护、过电流保护、阀相间反时限速断过电流保护、阀本身作用于封锁阀过电流保护、“BOD”（雪崩）保护、水系统保护和过电压保护。

4.3.2滤波器保护

电容器采用喷逐式外熔丝保护，各次滤波器主电路均采用双星型中性点差流保护，其中2次和3次电容器因并联支路多，分别分成2组双星型差流保护。2次和3次旁路电容器采用单星型开口三角形零序电压保护，保护电源取自电压互感器（放电线圈）的二次100/3V绕组。2次旁路电容器保护用电压互感器变比为7400V/100/3V、100/              V，继电器定值为4.83V。3次旁路电容器保护用电压互感器变比为2800V/100/3V、100/V，继电器定值为5.54V。各支路滤波器均设有过电流保护、电流速断保护并设有氧化锌避雷器抑制各支路滤波器的操作过电压。

4.3.3连锁控制

为保证设备安全和满足运行的要求，SVC装置设有所必须的电气连锁。合闸条件连锁；只有在直流控制电源、水系统设备运行正常，阀系统正常时才具备合闸条件。事故跳闸连锁；当TCR回路因故障断路器跳闸，静补总进线断路器连跳。当3次滤波器回路断路器故障跳闸时，连跳4、5、6次滤波器回路的断路器。当4次滤波回路断路器故障跳闸时，连跳5、6次滤波器回路断路器。TCR回路过电压保护；当母线电压为33KV时，跳静补总进线断路器；当母线电压为32.5KV时，经5s延时跳4、5、6次滤波器回路断路器。

改造后的SVC装置投运后能有效抑制电炉冶炼过程的无功冲击，使电压波动、闪变及负序电流控制在允许值的范围内，保证同一电网上的其他电气设备安全可靠运行，同时可提高功率因数0.20—0.25。由于减少了对电网的无功冲击及电压波动，保证了电网的安全可靠运行，其经济效益和社会效益是十分可观的。

5.结束语

配电网中整流器、变频调速装置、电气化铁道、电弧炉以及各种电力电子设备不断增加，这些负荷的非线形、冲击性和不平衡的用电特性，对供电质量造成污染，形成电力“公害”，尤其以超高功率电弧炉为甚。作为典型作特性和防护措施方面的剖析，有利于对SVC、滤波器以及有源滤波器的了解和研究。
　　我国钢铁企业的超高功率电弧炉应用SVC的实际例子很多，如大冶钢厂双50t电弧炉、张家港70t电弧炉、韶关钢厂以及天津大无缝钢管厂、福建马尾中钢公司50t电弧炉、珠江钢厂100t电弧炉等。SVC装置有引进的，也有国产的，用的都是TCR型SVC，应该说TCR型SVC已形成了用于抑制电弧炉对电网干扰的主要方向和措施。