電弧爐無功補償方案

電弧爐無功補償及諧波治理北京鼎英科技有限公司電能質(zhì)量部1內(nèi)容提綱2一.什么是礦熱爐二.礦熱爐負載特性如何

三.礦熱爐的節(jié)能降耗方案四.礦熱爐無功補償解決方案五.我們能做的補償方案一、什么是礦熱爐3礦熱爐（電弧爐）：另稱——電弧電爐、電阻電爐、還原電爐、礦熱電爐。它的電極埋在爐料中，爐料受電弧和爐料自身通過電流而產(chǎn)生的電阻熱量的聯(lián)合加熱。用途：冶煉鐵合金（見鐵合金電爐）熔煉冰鎳、冰銅（見鎳、銅）生產(chǎn)電石（碳化鈣）等。它主要用于還原冶煉礦石，碳質(zhì)還原劑及溶劑等原料。主要生產(chǎn)硅鐵，錳鐵，鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等鐵合金，是冶金工業(yè)中重要工業(yè)原料及電石等化工

原料。礦熱爐系統(tǒng)移動桿4人造石墨電極棒水冷式電纜爐變壓器電極操作機構(gòu)熔鐵液5礦熱爐組成礦熱爐結(jié)構(gòu)：由爐體、電源、控制設(shè)備及冷卻系統(tǒng)、電極升降系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、下料系統(tǒng)、把持器等附屬設(shè)備所組成。爐體：包括爐殼、爐蓋、爐襯、電極、電機升降機構(gòu)等。電源設(shè)備包括斷路器、互器、電弧爐變壓器及短網(wǎng)。短網(wǎng)是指電弧爐變壓器二次端子到電極一段電路的統(tǒng)稱。電爐的短網(wǎng)：由導(dǎo)電母線和電極組成，導(dǎo)電母線用銅質(zhì)材料制成。6二、礦熱爐負載特性變壓器變壓器一次側(cè)35KV~110KV,輸出電壓較低，一般為幾十伏，最多幾百伏，而輸出電流則很大，往往達幾萬安培。功率因數(shù)低由于礦熱爐工業(yè)供電系統(tǒng)短網(wǎng)的存在，使得礦熱爐的自然功率因數(shù)很難達到0.85以上絕大多數(shù)礦熱爐自然功率因數(shù)都在0.7~0.8之間。三相不平衡由于三相礦熱爐變壓器的大電流短網(wǎng)在長度上各相有很大差異，使三相阻抗嚴重不平衡，造成電能轉(zhuǎn)移和各相的電流和功率不均衡現(xiàn)象。而三相不同的電壓降導(dǎo)致了強、弱相現(xiàn)象的形成。強、弱相現(xiàn)象的存在使得3個電極周圍的溫度有所差別，極心圓（3個電極中心確定的圓）內(nèi)單位面積上的溫度相差很大，不利于還原反應(yīng)的順利進行。諧波污染嚴重類似礦熱電爐的實測情況,主要以

3、4、5次諧波為主,可能達到基波的

4%左右,其它次數(shù)諧波正常情況下都比較低。三、礦熱爐的節(jié)能降耗方案7優(yōu)化短網(wǎng)設(shè)計總體布置方案和結(jié)構(gòu)合理,使其阻抗絕對值盡可能小對于大容量電爐的短網(wǎng)必須嚴格按經(jīng)濟電流密度、集膚效應(yīng)系數(shù)和鄰近效應(yīng)系數(shù)組成的增阻系數(shù)選擇導(dǎo)體的材料及截面,以提高短網(wǎng)電效率;盡量使三相短網(wǎng)阻抗值匹配相等或接近,使其三相負荷分配均衡,克服生產(chǎn)中的強弱相的出現(xiàn),提高電爐效率;大容量電爐比中、小容量電爐短網(wǎng)更應(yīng)防止鐵磁體對導(dǎo)電回路的影響。短網(wǎng)周圍鐵磁體越少越好,應(yīng)采取隔磁措施或采取非鐵磁材料;短網(wǎng)電流大小相等、相位相反的導(dǎo)電體應(yīng)鄰近交叉、靠近排列,以利于電磁互感補償自感,達到降低合成阻抗、提高短網(wǎng)效率;(6)盡量縮短短網(wǎng)長度,以減少電能損耗2）無功補償及諧波治理礦熱電爐的電能質(zhì)量、效率問題主要表現(xiàn)在無功、三相不平衡和諧波等方面。補償裝置的功能有兩項：一是補償無功提高功率因數(shù);二是吸收負荷產(chǎn)生的諧波電流避免諧波污染電網(wǎng)。礦熱爐的節(jié)能降耗方案89四、礦熱爐無功補償解決方案方案一：一次側(cè)高壓補償補償方式：1、SVC動態(tài)無功補償2、手動投切調(diào)諧補償之路35KV電網(wǎng)側(cè)加裝高壓補償裝置，達到提高功率因數(shù)和改善運行參數(shù)的目的，是成熟技術(shù)，它可以降低一次供電網(wǎng)路損耗，提高功率因數(shù),最適合于變壓器與供電局的計量點距離遙遠。但對解決礦熱爐能耗高和產(chǎn)量低的問題是無能為力的。礦熱爐無功補償解決方案方案二：二次側(cè)低壓短網(wǎng)補償分相、分級、循環(huán)、自動控制投切與補償；銅管連接，水冷電纜。10礦熱爐高低壓補償?shù)膮^(qū)別11高低壓補償對照12高壓補償0.92以上僅限35KV側(cè)礦熱爐二次低壓補償0.92以上35KV和短網(wǎng)電壓都接入點之前的所有不可以增產(chǎn) 可增產(chǎn)10%以上功率因數(shù)提高電壓可以補償?shù)姆秶?/p>

僅限35KV網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)增加產(chǎn)量降低電耗降低35KV線路的損耗可降低電耗5%以上爐

況

不可以穩(wěn)定爐況 可改善爐況使其更穩(wěn)定三項不平衡度不可控制可控制可以提高合格率和產(chǎn)品質(zhì)量

不可以改善品位高壓補償：1、SVC動態(tài)投切優(yōu)點：動態(tài)實時補償系統(tǒng)無功；對35KV以上線路減低線損，提高功率因數(shù)。缺點：價格昂貴，5Mvar的容量價格會在100萬以上。2、手動投切調(diào)諧補償之路。優(yōu)點：高性價比；對35KV以上線路減低線損，提高功率因數(shù)。缺點：不能動態(tài)實時補償無功需求。礦熱爐二次低壓側(cè)補償：優(yōu)點：抬升變壓器出力、提高低壓側(cè)電壓等級、使三相功率不平衡度下降，提高產(chǎn)能，對短網(wǎng)的損耗可以降到最低，分相動態(tài)補償，達到三相功率相等。缺點：價格相對較貴，對投切開關(guān)、電容器的性能要求高，不能影響極心圓。13案例展示1415礦熱爐—主要諧波電流（2、3、4、5次）礦熱爐—功率因數(shù)0.83左右16礦熱爐—無功變化趨勢17電能質(zhì)量國家標準18標準編號標準名稱電能質(zhì)量指標GB/T14549公用電網(wǎng)諧波電網(wǎng)標稱電壓/kv電壓總諧波畸變率/%各次諧電壓含有率%奇次偶次0.385.04.02.06、104.03.21.635、663.02.41.21102.01.60.819注入公共連接點（PCC)的諧波電流允許值標準電壓/kv基準短路容量/MVA諧波次數(shù)及諧波電流允許值23456789101112130.3810786239622644192116281324610043342134142411118.5167.11310100262013208.5156.46.85.19.34.37.93525015127.7125.18.8384.13.15.62.64.76650016138.1135.49.34.14.33.35.92.75.0110750129.66.09.64.06.8203.03.22.4432.03.721國標準編號標準名稱電能質(zhì)量指標最低合格率GB/T15543-1995三相電壓允許不平衡