概述

矿热炉是高耗能的产业。其生产过程中电力消耗约占其成本的60％～65％. 矿热炉的无功损耗主要来自线路、变压器、短网、电极、闸瓦、炉料等。由于炉料的性质、品质不同，冶炼过程中还会产生不同的高次谐波。矿热炉的原始功率因数一般都比较低（多数在0.7左右），如不进行有效的无功损耗补偿，除要受到供电部门的高额罚款外，变压器的有功出力也上不去，使企业产量受到。

进行高压侧补偿，可以对线路损耗、变压器损耗进行有效的补偿，但却不能对变压器低压侧的电极、闸瓦、炉料等损耗进行有效补偿，且无法调整电极三相有功不平衡。变压器的有功出力还会受到大的。

进行低压短网侧补偿，将补偿设备就近一对一直接对接在短网电极上，补偿效果好，变压器有功出力提升大，损耗降低多，对三相电极的不平衡起到相当的改善，是近年来倡导的最优的矿热炉补偿方式。低压无功补偿可以有效解决矿热炉的高无功运行状态，提高功率因数和改善矿热炉的运行工况，增加炉变有功输出，提高产量改善产品品质，降低产品单位损耗。

1系统存在的问题

通过我们对贵公司矿热炉运行情况的了解及以往运行数据分析，发现贵公司矿热炉系统存在以下问题：

1低压侧功率因数低，根据现场功率因数表及统计数据显示，功率因数大概在0.8左右，远远低于国家标准0.9的要求。

2矿热炉在运行过程中存在明显的三相不平衡；

1.1功率因数低的危害

1、增加供电设备容量：无功功率的增加，会导致电流和视在功率的增加，从而使变压器及其他电气设备容量和导线容量增加；

2、设备及线路损耗增加：无功功率的增加，使总电流增大，因而使设备、线路和短网损耗增加；

3、使线路及变压器的电压降增大：矿热炉属于冲击性无功功率负载，致使工作电压剧烈波动，从而使供电质量严重降低。

1.2  三相不平衡的危害

1、变压器的三相负荷不平衡，不仅使负荷较大的一相绕组过热导致变压器寿命缩短，而且还会由于磁路不平衡，大量漏磁通过箱壁、夹件等，使变压器严重发热，造成附加损耗；

2、三相不平衡，导致变压器利用率降低；

3、三相不平衡，引起电网和短网损耗增加。

2．适用标准

DL/T597-1996      低压无功补偿器订货技术条件

GB12747-95        自愈低压式并联电容器

JB/T7115-1993     低压无功就地补偿装置

JB/T9663-1999     低压无功功率自动补偿控制器

JB/T7113-1993     低压并联电容器装置

GB/T15576-1995    低压无功功率静态补偿装置总技术条件

GB9466-88         低压成套开关设备

GB7251.1-1997     低压成套开关设备和控制设备

GB6587.1～8       电子测量仪器环境试验

GB4942.2-85       低压电器外壳防护等级

JB/T10695-2007    低压无功功率动态态补偿装置

GB12747.1-2004   《标称电压1KV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器》

3.环境条件

3.1 周围空气温度：－20℃～+45℃

3.2 海拔高度：<1000m

3.3 相对湿度：日平均值：95%，月平均值：90%。

3.4 污秽等级：级

3.5 安装地点：户内

4.变压器的基本参数 

4.1 变压器容量：3×10000kVA

4.2 相数：单相

4.3频率: 50HZ

4.4二次常用电压:240V

4.5自然功率因数：0.60

4.6变压器过负荷比例：30%

5.供货范围

本项目为3×10000kVA硅锰炉的低压无功补偿装置。

6.我方负责设计、制作、现场安装

7.技术参数说明

7.1 基础技术指标 

7.1.1 自然功率因数: 0.60

7.1.2 补偿后功率因数：0.92

7.1.3低压二次短网安装容量：3*6912kvar

7.1.4安装地点：与电炉变压器在同一层面

7.2 低压补偿电容柜及控制柜的规格     

7.2.1 控制柜尺寸：（1000+1000）×1000×2200mm  

7.2.2 单电容柜尺寸：1000×1400×2200mm

7.2.3 电容柜内投切开关采用真空接触器 

7.2.4 电容柜有投切状态指示灯

7.2.5 柜体结构及安装梁采用不锈钢、环氧板、金属混合型隔磁设计，以避免电流磁场引起的涡流发热损耗。

7.3 电容器

7.3.1电容器可以在+45℃环境以下长期、安全、可靠运行

7.3.2过电压保护功能：过电压产生时，电容器局部击穿有自愈恢复功能；

7.3.3过电流保护功能：当电流超出允许值时，内部压力保险将切断电源；

7.3.4电容额定工作电压高于实际工作电压，并具有在1.1倍额定电压下长期正常运行的能力。

7.4 补偿系统大电流连接短网技术要求

7.4.1 大电流短网的吊架和夹件分布应能满足发生短路后的热稳定和动稳定的要求

7.4.2 每相大电流短网由3进3出6根相应长度的铜管组成，选择合适的电流密度 

7.5投切开关（真空接触器）

具有分断能力强、操作频率较高、触头不氧化、电弧不外露、安全可靠、免维护、寿命长等突出优点。

7.6电抗器

7.6.1为抑制电网中谐波的影响，每台电容器串联一个电抗器。

7.6.2 电抗器具有高电阻率，在使用过程中不产生热量，大大减小了补偿柜的自身能耗。

7.6.3电抗器自身不产生谐波。

7.6.4电抗器磁滞损耗小，导磁率较高。

7.7 自动控制：

7.7.1 自动装置核心处理器为触摸式工控机，摒弃常规PC电脑易受操作系统损坏或计算机病毒影响而导致可靠性降低的缺点。   

7.7.2自动装置具备友好的人机交互界面，设有可供整定的定值单，以供操作人员根据炉况改变运行工况。

7.7.3补偿电容有手动、自动投切功能，在调试或非正常情况下采用手动投切功能，矿热炉运行正常情况下启动自动运行，系统一经投入运行后，自动装置根据预定程序自动投退部分或所有电容柜，无需人工干预。

7.7.4控制系统显示每相投运状况，并通过电流监测模块检测每组电容器的运行电流，当有过电流或短路故障发生时切除该组电容器并显示报警。

7.7.5当变压器高压失电或无负荷时，所有电容柜自动退出；待高压恢复送电有负荷时，电容柜按程序分步投入。

7.7.6正常运行时可在线实时监测电容电流、三相功率因数、高压电压、高压电流、有功功率、无功功率等运行参数。

7.8我公司短网低压补偿方案特点汇总：

1.全304不锈钢壳体,避免强磁场感应

2.大电流科学分解、单元支路设计

3.各支路首尾空开隔离,方便检修,并有效提供支路电容击穿、衰减、过流、过热观察、保护

4.有效的过电压保护功能

5.实时运行电流、状态显示(电容屏、控制屏)

6.科学的串抗配置

7.高压系统过压、过流同步保护

8.功能强大、性能可靠的西门子PLC控制系统

9.10吋威纶触摸显示屏,实时显示总有功、无功、分相功率因数,故障记录,支路运行状态,参数更改、设定、传输

10.手动、自动投入切除功能

11.故障急停

12.方便的运行、保护参数设定

13.汇流铜管与短网电极搭接设计

14.傻瓜型设备,放心使用

8 设备现场施工方案介绍

★ 系统由3套（每套由6面柜体并联组成）补偿容量为6912Kvar的低压柜和1套PLC控制柜组成。

单柜尺寸：1000*1400*2200mm（宽*深*高）；

★ 低压计划安装于变压器侧，底座采用槽钢焊接。

★ 低压设备与矿热炉连接方式：

   水冷铜管连接至水冷电缆；

★ 水循环系统利用原有水冷循环系统。下载本文