摘要：LF精炼炉电极是一种特殊的非线性冲击负荷，运行中功率因数低，同时会产生大量谐波，影响电网供电质量，降低供电系统的可靠性。SVC无功补偿装置可有效解决LF电力系统功率因数低、有效抑制高次谐波危害，实现绿色供电。
关键词：功率因数；svc；谐波
一、现状
某炼钢厂设计有LF精炼炉，LF精炼炉电极是一种特殊的非线性冲击负荷，运行中功率因数低，同时会产生大量谐波，影响电网供电质量，降低供电系统的可靠性，并危害其他设备安全。精炼炉功率因数较低，约为0.7-0.79左右，低于电网0.9的功率因数要求，对电网造成较大危害，也给企业带来很大损失，月均缴纳功率因数罚金十几万元。
二、LF精炼炉在冶炼过程中谐波的主要危害：
1、谐波对旋转电机的主要影响是引起附加损耗，其次是产生机械振动、噪声和谐波过电压。
2、谐波电流增加变压器绕组附加损耗，引起外壳、外层硅钢片和某些紧固件发热，并且可能引起局部的严重过热；使变压器噪声增大，谐波电流在谐振条件下可能损害变压器。
3、谐波可能引起常规变频器控制角的触发脉冲间隔不等，使整流器的工作不稳定，对逆变器则可能发生连续的换相失败而无法正常工作，甚至损坏换相设备。
4、谐波会引起电容器局部放电，加速电容器介质老化，缩短使用寿命。
5、谐波通过电容耦合、电磁感应和电气传导会感应到通信线路上，损害通信质量，在极端情况下，甚至威胁通信设备和人员的安全。
6、谐波对继电保护和自动控制装置产生干扰，造成误动和拒动危害。
三、SVC设备构成及选择：
（一）SVC设备主要构成
1、主体设备：
滤波器（FC）装置、相控电抗器（TCR）装置、控制保护系统、阀组系统。
FC装置由隔离开关、滤波电抗器、滤波电容器、氧化锌避雷器、FC组架、电流互感器、滤波器微机保护组成。
TCR装置由控制系统、微机保护、晶闸管阀组、相控电抗器、全封闭冷却系统组成。
控制系统由监控柜和保护柜、工作站、一套数字式保护装置、TCR监控系统、数字电压、电流表、SVC就地监控软件、数据通信接口及相应通信网络组成。
2、配套设备
包括高压开关柜、PT柜、高压电缆、低压电缆等。
高压开关柜由电流互感器、断路器、微机综保、多功能表、智能操控装置及辅材等设备组成。
PT柜由电压互感器、避雷器、断路器、智能操控装置、电流互感器及辅材等设备组成。
（二）SVC选择计算
1、TCR容量和参数选择
为了满足对电压波动的治理要求，SVC最小补偿容量QTCR必须满足下式：
其中：cosφ1----补偿前功率因数
cosφ2----补偿后功率因数
P----有功功率
Q----补偿容量
LF精炼炉变压器容量为22MVA，可长期过载20%，取初始功率因数为0.8，补偿后功率因数提高至0.95，按公式可知：
因此，LF精炼炉35kV母线功率因数均达到0.95以上的无功补偿容量为10.7Mvar。
考虑有功冲击和其他辅传动冲击负荷的影响，留有一定安全裕度，并结合其它同容量精炼炉现有补偿装置容量，最终取SVC装置的基波补偿容量为16Mvar。
TCR电抗器的主要技术参数如下：
额定电压：35kV
最高运行电压：40.5kV
额定容量：16Mvar
频率：50Hz
绝缘等级：F级
2、滤波器支路选择
根据谐波电流注入考核点的情况，滤波支路设置方案：加装3次、4次、5次滤波器。所有滤波器同TCR均直挂在35kV母线。滤波器支路采取如下接线方式：
3次滤波器——采用单调谐滤波器，有效滤除3次及高次谐波电流；
4次滤波器——采用单调谐滤波器，有效滤除4次谐波电流；
5次滤波器——采用单调谐滤波器，有效滤除5次谐波电流；
滤波支路电容器、电抗器的参数见表：
四、取得的效果：
精炼炉功率因数可以提高到0.9以上，年节省功率因数扣款约100万元；有效治理谐波，减少污染，提高供电系统的电能质量。
五、结束语
SVC无功补偿装置在LF精炼系统的应用有效解决了LF电力系统功率因数低、有效抑制了高次谐波的危害，提升了整个供电系统的效率，净化了电网。
参考文献：
[1] 王向臣《电网无功补偿实用技术》水利水电出版社出版 2009年
论文作者:李刚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：谐波论文; 功率因数论文; 精炼炉论文; 滤波器论文; 装置论文; 容量论文; 电网论文; 《电力设备》2018年第19期论文;