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中频炉、单晶炉、矿热炉、滤波补偿装置
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炉低压侧补偿好处 |
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一、前言 矿热炉是一种高能耗的电冶炼炉，具有电阻电弧炉的特性。其功率因数是由炉内电弧及电阻R和电源回路中（包括变压器、短网、集电环、导电颚板及电极）的电阻r和电抗x值的大小来决定。 COSΦ=（R + r）/ 电阻 r电抗x值在矿热炉运行时，一般不变动，它们取决于短网和电极布置的设计和安装。电阻r与运行时短网上各载流部件的电流密度有关，变化较小，但电阻R却是矿热炉运行时决定矿热炉功率因数的主要因数,由于矿热炉比其它电冶炼炉的电阻弱，故其功率因数相应地也降低些。除了一般小型矿热炉的自然功率因数能达到0.9以上，而容量在10000KVA以上的中、大型矿热炉的自然功率因数都在0.9以下，矿热炉容量越大，功率因数越低。这是由于大容量矿热炉的变压器感性负载越大，短网越长，电极插入炉料较深增加了短网的电抗，因而降低了矿热炉的功率因数,为了减少电网的损耗，提高供电质量，供电局要求用电企业的功率因数要在0.9以上，否则要对用电企业处以高额罚款。同时功率因数偏低，也会降低矿热炉的进线电压，影响电石的冶炼。故目前国内外大容量矿热炉都要加装无功补偿装置，以提高矿热炉的功率因数。 现在投运的无功补偿装置通常以补偿装置的接入点分为下列两种方式： 1、补偿装置接入矿热炉变压器高压侧，称高压补偿； 2、补偿装置接入矿热炉变压器低压侧，称低压补偿； 上述两种补偿方式的原理都是依据： 有功功率P=S×COSΦ 无功功率Q=S×sinΦ 视在功率S= 一次侧相电流I=S/（U1 ） 二次侧相电流I=S/（U2 ） 补偿容量QC=P×(tgΦ1 - tgΦ2) U1--------- 一次侧相电压； U2----------二次侧相电压； tgΦ1--------补偿前功率因数角正切值； tgΦ2--------补偿后功率因数角正切值； 二、无功补偿装置 1、低压补偿 1）原理 低压补偿是利用现代控制技术和短网技术将大容量、大电流的超低压电力电容接入矿热炉的二次侧的无功补偿装置。该装置不仅是无功功率补偿原理的最好体现，还可以使矿热炉的功率因数在较高值运行，降低短网和一次侧的无功消耗，消除3次、5次、7次谐波。调平三相功率，提高变压器的输出能力。控制的重点使三相功率不平衡度下降，达到三相功率相等。使坩锅扩大、热量集中，提高炉面温度，使反应加快，达到提高产品质量、降耗和增产的目的. 此技术属于将原来成熟的就地补偿技术应用到矿热炉的二次低压侧，由电容器产生的无功功率，通过短线路，一部分通过矿热炉变压器由系统吸收，另一部分补偿矿热炉变压器，短网和电极的无功损失，增加了输入矿热炉的有功功率。同时采用了分相补偿，使矿热炉内三相电极上的有功功率相等，达到提高功率因数，减小三相功率不平衡和改善生产指标的效果。 2）低压补偿的应用 近几年了，由于低压补偿技术逐渐成熟，设计日趋完善，体积大为减少，矿热炉生产厂家，也认识到了其在提高矿热炉经济效益方面显现的突出性，低压补偿装置已在矿热炉变压器上大量应用。
我公司安装一套矿热炉低压补偿装置，安装补偿装置运行情况前后的比较见下表：
从上表数据比较可以看出，安装了低压无功补偿效果是明显的。不但实现了高压补偿提高进线电压的、电网功率因数的目标，而且增加了输入矿热炉内的有功功率，达到了矿热炉节能降耗增加产量的、降低生产成本目的，对提高矿热炉经济效益起到实质性作用。根据分析多台安装低压无功补偿装置，矿热炉的生产指标得出：在低压无功补偿装置投用后，电炉变前的功率因数能达到0.90以上，有些甚至达到0.94，矿热炉的功率因数也能有很大的提高。在使一次电流电流降低15A左右的同时，有功功率可提高3000KW左右，节能降耗3％以上，增产10％以上，使矿热炉的运行参数和消耗指标得到很大的改善。 |
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