电弧炉无功补偿方案

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1、1电弧炉无功补偿及谐波治理北京鼎英科技有限公司电能质量部2内容提纲一.什么是矿热炉二.矿热炉负载特性如何三.矿热炉的节能降耗方案四.矿热炉无功补偿解决方案五.我们能做的补偿方案3一、什么是矿热炉矿热炉（电弧炉）：另称——电弧电炉、电阻电炉、还原电炉、矿热电炉。它的电极埋在炉料中，炉料受电弧和炉料自身通过电流而产生的电阻热量的联合加热。用途：冶炼铁合金（见铁合金电炉）熔炼冰镍、冰铜（见镍、铜）生产电石（碳化钙）等。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。4矿热炉系统移动杆人造石墨电极棒水冷

2、式电缆炉变压器电极操作机构熔铁液5矿热炉组成矿热炉结构：由炉体、电源、控制设备及冷却系统、电极升降系统、液压系统、上下料系统、把持器等附属设备所组成。炉体：包括炉壳、炉盖、炉衬、电极、电机升降机构等。电源设备包括断路器、互感器、电弧炉变压器及短网。短网是指电弧炉变压器二次端子到电极一段电路的统称。电炉的短网：由导电母线和电极组成，导电母线用铜质材料制成。6二、矿热炉负载特性1）变压器变压器一次侧35KV~110KV,输出电压较低，一般为几十伏，最多几百伏，而输出电流则很大，往往达几万安培。2）功率因数低由于矿热炉工业供电系统短网的存在，使得矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大

3、多数矿热炉自然功率因数都在0.7~0.8之间。3）三相不平衡由于三相矿热炉变压器的大电流短网在长度上各相有很大差异，使三相阻抗严重不平衡，造成电能转移和各相的电流和功率不均衡现象。而三相不同的电压降导致了强、弱相现象的形成。强、弱相现象的存在使得3个电极周围的温度有所差别，极心圆（3个电极中心确定的圆）内单位面积上的温度相差很大，不利于还原反应的顺利进行。4）谐波污染严重类似矿热电炉的实测情况,主要以3、4、5次谐波为主,可能达到基波的4%左右,其它次数谐波正常情况下都比较低。7三、矿热炉的节能降耗方案1）优化短网设计(1)总体布置方案和结构合理,使其阻抗绝对值尽可能小(2)对于大容量

4、电炉的短网必须严格按经济电流密度、集肤效应系数和邻近效应系数组成的增阻系数选择导体的材料及截面,以提高短网电效率;(3)尽量使三相短网阻抗值匹配相等或接近,使其三相负荷分配均衡,克服生产中的强弱相的出现,提高电炉效率;(4)大容量电炉比中、小容量电炉短网更应防止铁磁体对导电回路的影响。短网周围铁磁体越少越好,应采取隔磁措施或采取非铁磁材料;(5)短网电流大小相等、相位相反的导电体应邻近交叉、靠近排列,以利于电磁互感补偿自感,达到降低合成阻抗、提高短网效率;(6)尽量缩短短网长度,以减少电能损耗2）无功补偿及谐波治理矿热电炉的电能质量、效率问题主要表现在无功、三相不平衡和谐波等方面。补偿

5、装置的功能有两项：一是补偿无功提高功率因数;二是吸收负荷产生的谐波电流避免谐波污染电网。8矿热炉的节能降耗方案9四、矿热炉无功补偿解决方案方案一：一次侧高压补偿补偿方式：1、SVC动态无功补偿2、手动投切调谐补偿之路35KV电网侧加装高压补偿装置，达到提高功率因数和改善运行参数的目的，是成熟技术，它可以降低一次供电网路损耗，提高功率因数,最适合于变压器与供电局的计量点距离遥远。但对解决矿热炉能耗高和产量低的问题是无能为力的。10矿热炉无功补偿解决方案方案二：二次侧低压短网补偿分相、分级、循环、自动控制投切与补偿；铜管连接，水冷电缆。11矿热炉高低压补偿的区别12高低压补偿对照高压补偿矿

6、热炉二次低压补偿功率因数0.92以上0.92以上提高电压仅限35KV侧35KV和短网电压都可以补偿的范围仅限35KV网络接入点之前的所有网络增加产量不可以增产可增产10%以上降低电耗降低35KV线路的损耗可降低电耗5%以上炉况不可以稳定炉况可改善炉况使其更稳定三项不平衡度不可控制可控制产品质量不可以改善可以提高合格率和品位13高压补偿：1、SVC动态投切优点：动态实时补偿系统无功；对35KV以上线路减低线损，提高功率因数。缺点：价格昂贵，5Mvar的容量价格会在100万以上。2、手动投切调谐补偿之路。优点：高性价比；对35KV以上线路减低线损，提高功率因数。缺点：不能动态实时补偿无功需

7、求。矿热炉二次低压侧补偿：优点：抬升变压器出力、提高低压侧电压等级、使三相功率不平衡度下降，提高产能，对短网的损耗可以降到最低，分相动态补偿，达到三相功率相等。缺点：价格相对较贵，对投切开关、电容器的性能要求高，不能影响极心圆。14案例展示15矿热炉—主要谐波电流（2、3、4、5次）16矿热炉—功率因数0.83左右17矿热炉—无功变化趋势18电能质量国家标准19标准编号标准名称电能质量指标GB/T14549-1993公用电网谐波电网标称电压/k