电弧炉供电电压波动的抑制方案

王 勇 袁 愿

(1.云南电网公司楚雄供电局，云南 楚雄 675000;2.厦门红相电力设备股份有限公司，福建 厦门 361001)

1 电弧炉对电网的影响

电弧炉是电力系统中一个典型的冲击性负荷，它的运行对电网的电能质量产生着严重的干扰。有必要采用各种手段减轻电弧炉对电网的影响。

电弧炉的工作过程可以分为熔化期、氧化期和还原期三个过程，前两个过程对电网的影响最大。电弧炉对电网的影响主要有:

1)电弧弧长的不规则变化导致无功与有功功率的急剧波动，使电网产生明显的电压波动和闪变。

2)电弧电阻的非线性和瞬变性使电网电压和电流产生高次谐波。

3)熔化期电极频繁短路和开路，电网电压产生严重的负序分量，使供电系统出现严重的三相不平衡。

主要的解决途径有以下几点:

工艺流程，优化电弧炉设计参数;供电设备;无功补偿装置。效果最明显的解决方案。目前电弧炉的无功补偿设备主要是SVC和DSTATCOM。SVC出现较早，应用成熟，而DSTATCOM技术先进，比SVC补偿功能更优，效果更好，具有广阔的发展前景。

2 电弧炉的运行特性分析

电弧炉供电系统单线图见图1，由于电弧伏安曲线的非线性，会引起谐波电流，给计算分析工作带来一定的困难。为使计算分析方便，以下均忽略了谐波对计算方法的影响。

XS为电弧炉连接点至系统的等值阻抗;XF包括:炉变前置电抗器、炉变、短网的电抗;RF为电弧炉的等值电阻，它作随机变动;ES为电源电势;U为电弧炉端点的电压。

图1 电弧炉供电系统单线图