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随着国民经济的快速发展,钢铁业作为支柱产业发展迅速,炼钢企业对于大功率电力电子设备的应用越来越多,特别是以中频感应炉为典型的炼钢炉设备投入生产日益增多,容量越来越大,由于它们本身的工作特性,对电力系统电能质量造成的影响越来越严重,尤其是谐波污染问题,对电网运行安全、人们的日常生活带来了危害,因此,对炼钢炉的谐波治理已经迫在眉睫。 本文首先阐述了谐波的概念、产生以及危害,同时,介绍了谐波电流对电力系统的影响以及常用的谐波抑制方法。以大功率炼钢炉为目标,包括中频炉、电弧炉、电渣炉三种典型炼钢设备,详细分析了三种炉体的电气系统,包括电路结构、工作特性以及谐波分析。利用MATLAB软件建立炼钢炉仿真模型,对仿真得到的负载电流进行谐波分析,了解谐波特性。然后,本文提出了利用有源电力滤波器抑制谐波,阐述了有源滤波器的工作原理,建立三相三线制APF的主电路仿真模型,采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测法,同时,详细叙述了相关的电流跟踪控制技术,将重复控制引入到PI控制中去,构成复合控制,既保证系统的动态性能又提高了稳态精度。 最后,本文以苏州某炼钢炉制造企业为背景,完成了对六脉、十二脉、二十四脉中频炉以及电弧炉等炼钢设备的现场负载电流实测工作,并对电流波形进行谐波分析。结合实际炼钢炉系统的谐波测试提出了利用有源电力滤波器进行谐波治理的方案,比较谐波补偿前后的波形,并对补偿后电流波形进行FFT分析,计算其谐波畸变率,通过大量实验证明谐波抑制理论的可行性。