基于三相平衡的矿热炉无功补偿方法

摘要

本发明涉及一种基于三相平衡的矿热炉无功补偿方法，包括1、将矿热炉电极端负荷分作正序和负序负荷，负荷三相导纳也分为三相平衡和不平衡导纳；2、将矿热炉无功补偿装置分作正序和负序补偿网络；3、得到可综合补偿负荷正序无功和负序无功分量的补偿容量：4、利用负荷正序和负序有功、无功功率算法计算得到相应的有功功率和无功功率；5、得到矿热炉系统主电路各相所需的无功补偿量。本发明能很好的解决矿热炉系统运行过程中二次侧三相电流不平衡的问题。

主权项

一种基于三相平衡的矿热炉无功补偿方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：利用对称分量法，将矿热炉电极端负荷分作正序负荷和负序负荷两个部分，相应的矿热炉电极端负荷三相导纳也分为两个部分，一部分三相导纳是平衡的，在正序对称电压下仅产生三相正序电流；另一部分三相导纳是不平衡的，在正序对称电压下仅产生三相负序电流；其中：三相正序电流i_a1、i_b1、i_c1由如下公式(1)求出；三相负序电流i_a2、i_b2、i_c2由如下公式(2)求出；公式(1)中I_1f为矿热炉电极端负荷三相正序电流有效值，为矿热炉电极端负荷三相正序电流相位，ω为正序对称电压角频率；公式(2)中I_2f为矿热炉电极端负荷三相负序电流有效值，为矿热炉电极端负荷三相负序电流相位，ω为正序对称电压角频率，π为圆周率；步骤2)将矿热炉无功补偿装置分作正序补偿网络和负序补偿网络两部分，正序补偿网络的三相电纳是平衡的，在正序对称电压下仅产生正序电流，用来提供矿热炉电极端负荷所需的正序电流；负序补偿网络的三相电纳是不平衡的，在正序对称电压下仅产生负序电流，用来抵消不平衡矿热炉电极端负荷引起的负序电流；步骤3)利用如下常规的负荷正、负序无功综合补偿算法计算得出可综合补偿负荷正序无功和负序无功分量的补偿容量：$\left\{\begin{array}{c}3Q_{ab}^{\left(c\right)}=\frac{1}{3}{q}_{1f}+\frac{1}{\sqrt{3}}{P}_{2f}+\frac{1}{3}{q}_{2f}\\ 3Q_{bc}^{\left(c\right)}=\frac{1}{3}{q}_{1f}-\frac{2}{3}{q}_{2f}\\ 3Q_{ca}^{\left(c\right)}=\frac{1}{3}{q}_{1f}-\frac{1}{\sqrt{3}}{P}_{2f}+\frac{1}{3}{q}_{2f}\end{array}\right.---\left(3\right)$其中：q_1f为矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波正序分量产生的无功功率；p_2f为矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波负序分量产生的有功功率；q_2f为矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波负序分量产生的无功功率；为矿热炉系统三相主电路中AB相所需的无功补偿量；为矿热炉系统三相主电路中BC相所需的无功补偿量；为矿热炉系统三相主电路中CA相所需的无功补偿量；步骤4)利用如下的负荷正序和负序有功、无功功率算法计算得到矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波正序分量产生的有功功率P_1f、矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波正序分量产生的无功功率q_1f，以及矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波负序分量产生的有功功率P_2f、矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波负序分量产生的无功功率q_2f：其中，为矿热炉电极端负荷三相正序电流相位，为矿热炉电极端负荷三相负序电流相位，U_1f为矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量，I_1f为矿热炉电极端负荷三相正序电流有效值；I_2f为矿热炉电极端负荷三相负序电流有效值；步骤5)最后将步骤4)的公式4和公式5计算所得矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波正序分量产生的有功功率P_1f、矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波正序分量产生的无功功率q_1f，以及矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波负序分量产生的有功功率P_2f、矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量与电流基波负序分量产生的无功功率q_2f代入到步骤3)的常规的负荷正、负序无功综合补偿算法,即公式3中，最终得到公式6，通过如下公式6能得到矿热炉系统主电路各相所需的无功补偿量：其中：U_1f为矿热炉系统三相主电路电压基波正序分量；I_1f为矿热炉电极端负荷三相正序电流有效值；I_2f为矿热炉电极端负荷三相负序电流有效值；为矿热炉电极端负荷三相正序电流相位；为矿热炉电极端负荷三相负序电流相位；为矿热炉系统三相主电路中AB相所需的无功补偿量；为矿热炉系统三相主电路中BC相所需的无功补偿量；为矿热炉系统三相主电路中CA相所需的无功补偿量。