تحلیل هارمونیکی شبکه برق کارخانه فولاد آلیاژی و تاثیر svcهای موجود بر شبکه برق

اغتشاشات هارمونیکی یکی از مباحث مهم در زمینه کیفیت توان الکتریکی سیستم قدرت می-باشد. علت اصلی این اغتشاشات جاری شدن جریان غیرسینوسی بارهای غیرخطی در شبکه است که سبب بروز ولتاژهای هارمونیکی در نقاط مختلف شبکه می گردد. کوره قوس الکتریکی، درایوها و جبران ساز استاتیکی راکتیو، از جمله بارهای غیرخطی می باشند که ساختار اصلی کارخانه های تولید فولاد را تشکیل می دهند لذا بررسی اوضاع هارمونیکی کارخانه فولاد جایگاه ویژه ای دارد. در این پروژه کارخانه فولاد آلیاژی ایران واقع در استان یزد مورد تحقیق می باشد تا دانش تحلیل هارمونیکی صنایع فولاد در یک نمونه واقعی به اجرا گذاشته شود. در این راستا ابتدا بارهای هارمونیکی و مدل های ارائه شده برای عناصر شبکه و منابع هارمونیکی سیستم مورد بررسی قرار می گیرند. ماهیت غیرخطی، متغیر با زمان و اتفاقی کوره قوس الکتریکی منجر شده تا علی رغم مطالعات زیاد صورت گرفته، مدل دقیقی برای آن ارائه نشده باشد. در این پژوهش با مقایسه پارامترهای کیفیت توان کوره قوس واقعی با مدل معروف mayr، مدل بهبود یافته ای برای آن ارائه شده است که از نظر محتوای هارمونیکی مدل مناسب تری می باشد. در مدل دینامیکی ارائه شده، دامنه اجزای هارمونیکی به واقعیت نزدیکتر است و پدیده فلیکر ولتاژ را نیز شامل می شود بطوریکه رفتار کوره قوس را بخوبی بیان می کند. در ادامه شبکه الکتریکی کارخانه بصورت تفکیکی بخش نورد و بخش فولادسازی توسط نرم افزار pscad شبیه سازی شده تا اوضاع هارمونیکی کارخانه بررسی شود. در بخش نورد، هارمونیک های مرتبه 2، 5، 7، 11 و 13 هارمونیک جریانی غالب می-باشند که نتیجه عملکرد یکسوسازها و سیکلوکانورترها هستند. در این بخش، جهت کنترل بهینه تشدید موازی، پشنهادی ارائه شده است. بدین صورت که با تغییر فرکانس تنظیم فیلترهای هارمونیک موجود، مشخصه امپدانس شبکه جابجا شده و با توجه به هارمونیک های غالب شبکه و انتخاب فرکانس تنظیم مناسب، وضعیت بهینه امپدانس شبکه فراهم خواهد شد. در بخش فولادسازی، به بررسی اعوجاج هارمونیکی شبکه هنگام عملکرد svc پرداخته می شود. بطوریکه مجموعه svc قادر به کاهش thdv و منجر به افزایش thdi و همچنین افزایش چشمگیر هارمونیک مرتبه دوم جریانی می شود. در پایان، پدیده فلیکر ولتاژ شبکه فعلی کارخانه و همچنین با در نظر گرفتن طرح توسعه کارخانه توسط شاخص scvd مورد ارزیابی و پیش بینی قرار می گیرد.