基于ETAP的電弧爐諧波分析

摘 要：基于當(dāng)代社會不斷發(fā)展的背景下，對大型電弧爐容量提出了更高的要求，因而在電弧爐設(shè)計過程中為了保障供電環(huán)境的穩(wěn)定性、安全性，著重提高了對電弧爐諧波分析問題的重視程度，且綜合電弧爐諧波、電力系統(tǒng)間關(guān)系，以仿真軟件等應(yīng)用方法，深化對ETAP視角下，電弧爐諧波問題的了解，且全面掌控到大型電弧爐功能、特點等信息，達到最佳的應(yīng)用狀態(tài)，并就此滿足當(dāng)代社會發(fā)展中所提出的供電需求。

關(guān)鍵詞：諧波；ETAP；電弧爐

引言

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，我國在經(jīng)濟建設(shè)活動開展過程中，逐漸凸顯出涉及到的用電設(shè)備種類繁多的特點，且呈現(xiàn)出電壓畸變率上漲的局面，而由于電弧爐在冶金企業(yè)生產(chǎn)活動開展過程中起著至關(guān)重要的影響作用，即關(guān)系著諧波源的發(fā)送，因而，應(yīng)提高對其的重視程度[1，2]。

在原有電弧爐諧波研究工作開展過程中，數(shù)學(xué)模型研究工具等匱乏的基礎(chǔ)上，影響到了研究效率，且促進研究人員在實踐研究工作開展過程中始終秉承著連續(xù)測量的研究方法，即通過對頻譜的多次測量，達到仿真研究目的[3，4]，但此種研究方法呈現(xiàn)出作業(yè)效率較低的問題。為此，為了提升研究進度，應(yīng)注重引進高級電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件，即ETAP，由此實現(xiàn)對濾波器選型、諧波分析等層面的深入研究[5]。

1 ETAP軟件視角下諧波分析

1.1 案例應(yīng)用分析

為了實現(xiàn)對電弧爐諧波功能、特點的深入分析，在研究工作開展過程中注重強調(diào)了對ETAP軟件的應(yīng)用。如下：

1.1.1 建模

即某電力系統(tǒng)在運行過程中為了保障運行環(huán)境的可靠性、安全性，建構(gòu)了濾波方案，且在建模環(huán)節(jié)開展過程中為了滿足系統(tǒng)運作需求，引進5臺主變器，且將35kV電容器作為建模設(shè)備，并針對建模條件，將系統(tǒng)電壓等級劃分為五個部分，同時以14個母排形式存在著，計算結(jié)果如下：

表1 電弧爐試運行期間產(chǎn)生的諧波電流（0.608kV）

注：各次含量為諧波電流與基波電流之比的百分?jǐn)?shù)

1.1.2 諧波分析

在ETAP 7.5的導(dǎo)向下，為了實現(xiàn)對諧波的深入分析，在研究工作開展過程中為了獲取精準(zhǔn)化研究數(shù)據(jù)，注重通過案例編輯器的方式對諧波參數(shù)進行設(shè)定，如，將頻率掃描范圍設(shè)定為50-1000Hz之間，同時為了滿足系統(tǒng)50Hz工頻運行條件，保障頻率步長處在50Hz的狀態(tài)下，而精準(zhǔn)度設(shè)定為0.000001，最終通過對負(fù)荷數(shù)據(jù)的融合達到計算目的。

此外，在本次研究工作開展過程中發(fā)現(xiàn)，諧波源多數(shù)處在爐變低壓母線位置，因而在諧波影響作用分析活動開展過程中將Bus14部分作為研究重點，如，5次諧波或7次諧波，最終由此獲知Bus14、爐變低壓母線THD分別處在20.85%、28.09%的狀態(tài)下。如圖1即為本次實例中爐變低壓波形圖。

2 濾波對策

綜合本次實例研究結(jié)果可看出，爐變低壓母線位置處在諧波畸變率較為嚴(yán)重的狀態(tài)下，因而在濾波方案設(shè)定過程中為了打造穩(wěn)定性的電力系統(tǒng)運作空間，滿足供電需求，應(yīng)針對2、4、5、7次諧波畸變現(xiàn)象展開分析行為，同時針對分析結(jié)果，對畸變諧波進行濾波處理，由此來滿足系統(tǒng)運行需求。此外，綜合本次實例可知，基于ETAP軟件研究工作開展的基礎(chǔ)上，可快速獲取功率因素、負(fù)載容量等數(shù)據(jù)，且計算LC參數(shù)，繼而實現(xiàn)對濾波方案的完善。例如，將功率因數(shù)、負(fù)載容量等輸入至濾波器對話框，即可通過濾波器對話框編輯功能，實現(xiàn)LC參數(shù)值的計算，最終滿足諧波分析需求。

圖2即為本次實例分析結(jié)果，從圖中即可看出，畸變諧波經(jīng)濾波處理后，Bus14、Bus5THD分別轉(zhuǎn)化為1.41%、1.79%，繼而由此滿足了工程開展需求，且達到了濾波器選型指標(biāo)，為此，在當(dāng)前電力系統(tǒng)操控過程中，應(yīng)注重強調(diào)濾波環(huán)節(jié)的有序展開。

3 結(jié)束語

在電力系統(tǒng)運行過程中大型電弧爐起著至關(guān)重要的影響作用，即關(guān)系著供電穩(wěn)定性及諧波污染問題，為此，相關(guān)技術(shù)人員在對電力系統(tǒng)運行環(huán)境進行操控過程中應(yīng)提高對此問題的重視程度，同時注重針對電弧爐抑制等層面展開研究行為。例如，文章在研究工作開展過程中為了提升研究結(jié)果的精準(zhǔn)性，即強調(diào)了對ETAP軟件的應(yīng)用，并基于實例分析的基礎(chǔ)上，從建模、諧波分析、濾波方案角度出發(fā)，闡述了ETAP仿真過程，最終為諧波分析工作的展開提供了有力的支撐。

參考文獻

[1]賈君霞.電弧爐電氣系統(tǒng)的諧波分析、檢測方法及抑制的研究[D].西安理工大學(xué)，2003.

[2]王庚生，夏向陽.冶煉企業(yè)的諧波影響及解決方法研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（7）：141-143.

[3]蘆晶晶.電力系統(tǒng)諧波分析及程序開發(fā)[D].北京：中國電力科學(xué)研究院，2005.

[4]凌衛(wèi)家，呂東曉，戴江江，等.面向用戶的電力系統(tǒng)模擬計算高級應(yīng)用軟件[J].湖北電力，2002，26（2）：33-35.

[5]ETAP PowerStation 7.5 用戶手冊[Z].Operation Technology，Inc.200

5.