电弧炉电能质量数据在线监测系统

滕志军，王中宝，赵 龙，李国强

(1.东北电力大学信息工程学院，吉林省 吉林市132012;2.锦州供电公司，辽宁 锦州121000)

1 引言

电弧炉冶炼电气系统主要由高压供电网络、变电站变压器、电炉一次侧供电网络、大功率的电炉变压器、低电压大电流的短网系统、水冷电缆、电极系统及其升降装置和炉膛等部分组成［1］。电弧炉是一种特殊的冲击性非线性负荷，接入电网会导致高次谐波、无功冲击、三相不平衡度、电压波动和闪变、涌流、顺流和功率因数低等诸多电能质量问题。如果没有补偿设备，交流电弧炉将会对其他负荷带来严重的影响，比如负序电流和电压波动可能会引起电力系统继电保护误动作，无功冲击大将会使整条供电母线的功率因数低于0.7，三相不平衡会带来较大的附加损耗［2］。这些不利条件都会严重影响钢厂的正常生产，因此检测和实时监测电弧炉的电能质量是非常必要的。

ZigBee作为一种新兴的短距离无线通信技术，具有低功耗、低速率和低成本的优点，本课题将利用ZigBee技术来实时监测电弧炉的电能质量数据。

2 基本原理概述

2.1 电弧炉电能质量测量

电弧炉电能质量指标包括电力系统谐波、电压波动和闪变、三相不平衡度和电压偏差、频率偏差等等。

(1)谐波测量。电弧炉的生产过程包括填料期、熔化期和精炼期。在熔化期和精炼期，电弧炉将产生大量谐波，并含有偶次谐波电流，产生影响很大。主要含有 2、3、4、5、7 次特征谐波电流，应根据《GB/T 14549—93电能质量公用电网谐波》标准来测量，取95%概率大值与国标值比较进行分析。……