【正文】 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 鋼鐵工業(yè)電能質(zhì)量 高度分析 李令冬 安徽大學(xué)教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大電能質(zhì)量有限公司 2023年 5月 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 引言 1 主題內(nèi)容 電能質(zhì)量限值 計算 2 2 變頻軋機電能質(zhì)量高度分析 4 4 交流電弧爐電能質(zhì)量高度分析 34 配電網(wǎng)高級仿真技術(shù) 54 結(jié)論 6教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 一、 引言 現(xiàn)代鋼鐵廠生產(chǎn)的規(guī)模化、現(xiàn)代化、高速化及分布式電源接入使其配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，運行越來越接近極限狀態(tài)。電網(wǎng)中任一單元失控都可能使系統(tǒng)陷入生存危機狀態(tài)，給鋼鐵生產(chǎn)造成重大損失。 本報告將對現(xiàn)代鋼鐵配電技術(shù)中的 PQ限值計算 、 變頻軋機的高次諧波放大 、 電弧爐的無功沖擊和間諧波 、 含分布式電源配電網(wǎng)的高級仿真 等重要問題進行高度分析，并給出了解決方案，供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 二、電能質(zhì)量限值計算 電能質(zhì)量限值計算意義和存在問題 公用電網(wǎng)與電力用戶連接點的電能質(zhì)量限值 2 電力用戶內(nèi)部供電點的電能質(zhì)量限值 3 1 低壓電力設(shè)備電磁兼容限值 3 4教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University （ PQ）限值計算的意義和存在問題 電能質(zhì)量標準通過電能質(zhì)量限值協(xié)調(diào)供電公司、電力用戶和設(shè)備制造商三者之間的利益，使全社會電力成本最低。 二、電能質(zhì)量限值計算 供 電 公 司用 電 質(zhì) 量 限 值 （ 電 流 、 功 率 ）供 電 質(zhì) 量 限 值 （ 電 壓 、 頻 率 ）公 用 電 網(wǎng) P Q 標 準電 力 用 戶電 力 設(shè) 備電 力 用 戶用 電 質(zhì) 量 限 值 （ 電 流 、 功 率 ）供 電 質(zhì) 量 限 值 （ 電 壓 、 頻 率 ）電 磁 兼 容 P Q 標 準電 力 設(shè) 備教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University （ PQ）限值計算的意義和存在問題 目前， PQ限值計算中存在如下問題： （ 1）用公用電網(wǎng) PQ標準計算電力用戶內(nèi)部供電點的 PQ限值，增加了電力 用戶和電力設(shè)備制造商的 PQ成本。 （ 2）混淆了供電質(zhì)量和用電質(zhì)量的區(qū)別，造成供用電合同責(zé)任條款錯置。 （ 3）混淆了電壓質(zhì)量和電流質(zhì)量的區(qū)別，造成 PQ控制方案的錯誤。 （ 4）對接于同一公共供電點的電力用戶等權(quán)分配電能質(zhì)量限值，增加了全 社會的 PQ成本。 二、電能質(zhì)量限值計算 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University PQ限值按以下標準規(guī)定計算： 二、電能質(zhì)量限值計算 GB/T 159452023 電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率偏差 GB/T 123252023 電能質(zhì)量 供電電壓偏差 GB/T 123262023 電能質(zhì)量 電壓波動和閃變 GB/T 155432023 電能質(zhì)量 三相電壓不平衡 GB/T 145491993 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 GB/T 243372023 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)間諧波 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 二、電能質(zhì)量限值計算 GB/T 159452023 電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)頻率偏差 GB/T 123252023 電能質(zhì)量 供電電壓偏差 GB/T 123262023 電能質(zhì)量 電壓波動和閃變 GB/T155432023 電能質(zhì)量 三相電壓不平衡 系統(tǒng)頻率偏差、電壓偏差、波動與閃變、三相不平衡度的限值參照以下標準計算： 諧波電壓和諧波電流按照如下標準計算： GB/Z :1996（ TR2） 電磁兼容 限值 中高壓電力系統(tǒng)中畸變負荷發(fā)射限值的評估 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 二、電能質(zhì)量限值計算 要特別強調(diào)的幾個問題： （ 1）對于電機負荷，供電終端電壓偏差應(yīng)控制在 3%~ +2%之間； （ 2）對于電機負荷，供電終端負序電壓應(yīng)控制在 1%以內(nèi)； （ 3）對于電弧爐等專線供電的電熱負荷，供電終端的電壓波動與閃變指標可以 放寬為公用電網(wǎng) PQ標準限值的 2倍左右。 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 二、電能質(zhì)量限值計算 諧波電壓和諧波電流按照如下標準計算： GB :2023 電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值（設(shè)備每相輸入電流 ≤16A） GB/Z :1998（ TR） 電磁兼容 限值 對額定電流大于 16A的設(shè)備在低壓供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的諧波電流的限值 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 三、變頻軋機高次諧波問題高度分析 摘要 測試分析 2 仿真與治理 3 1 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University （ 1）現(xiàn)代變頻裝置由于開關(guān)器件工作頻率高，會出現(xiàn) 50次 ～ 100次的高次諧波，幾乎所有的大型軋鋼都存在此類問題。 （ 2）軋鋼廠 10kV配電系統(tǒng)的配電電纜密度高，電纜電容會使 50次 ～ 100次的高次諧波嚴重放大，嚴重影響系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。 （ 3）設(shè)置高通濾波器可使諧振點移至非特征諧波處，并有效地濾除高次諧波。 三、變頻軋機高次諧波問題高度分析 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University —— 測試圖 電工鋼 濾波器組交 直 交變頻的 TCM 酸軋機80 M VA110 kV10 kV HBI L 1 , h I N , h I S , h IN,h— 負載（諧波源）向系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的 h次諧波電流； IS,h— 系統(tǒng)負載（諧波源）流向系統(tǒng)電源的 h次諧波電流； IL1,h— 負載（諧波源）流向負載 L1的 h次諧波電流。 注： IS,h與 IN,h同時測量； IS,h與 IL1,h不是同時測量。 三、變頻軋機高次諧波問題高度分析 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University TCM酸軋機饋線測點電壓電流波形與頻譜 —— 頻譜圖 三、變頻軋機高次諧波問題高度分析 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University —— 頻譜分析報表 TCM酸軋機饋線測點主導(dǎo)諧波電壓和諧波電流（ C相） h 65 66 67 68 Uh ( V ) 190 560 260 360 UH ( V ) = 測量值 TH DU(%) = 限值 TH DU(%) H R Uh(%) 限值 * TH DU(%) αh( 176。 ) IN , h ( A ) 1 IN , H ( A ) = H R IN,h(%) 2. 7 TH DN,I(%) = 1 βN, h( 176。 ) αh( 176。 ) βN, h( 176。 ) ZN,h（ Ω ） 52 ZS , h（ Ω ） 計算值 KI , h=ZN,h/ZS , h KI , h=IS,h/IN, h PN,h（ kW ） PN ,h = － 01 QN,h( kv ar ) 14 QN, h = － 6 .458 三、變頻軋機高次諧波問題高度分析 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University 10kVHB段母線進線測點電壓電流波形與頻譜 —— 頻譜圖 三、變頻軋機高次諧波問題高度分析 教育部電能質(zhì)量工程研究中心 寶鋼安大 Power Quality Engineering Research Center, Ministry Of Education Baosteel Anhui University h 65 66 67 68 Uh ( V ) 260 420 90 450 UH ( V ) = 測量值