大中型矿热炉短网造成的电抗约占加热炉运作电抗的70%。矿热炉短网就是指从电炉变压器的低小组出线端到电级的各种各样方式的底压和大电流量电导体的通称。尽管矿热炉的短网长短并不大,但短网电阻器和电抗对矿热炉设备有挺大危害,由于其构造繁琐,穿过它的电流量达到几十万安培。因为短网电抗值一般是电阻器的3 ~ 6倍,短网电抗在挺大水平上决策了矿热炉的高效率、功率因素和耗能水准。
普遍的手动式补偿方式是将串联补偿电容器组联接到矿热炉变电器初中级侧的髙压系统总线,即髙压补偿。由于补偿作用只能在接入点之前的线路、供电系统的电网侧得到利益,因此供电系统能够满足与该负载线路的功率因数有关的要求,但无法补偿矿炉变压器绕组、短网、电极的所有次级侧低电压、大电流电路的无功功率,即设备无法得到矿炉产品的生产量的提高和消耗功率、矿消耗量的降低的利益
通常,可以结合定位谐波对策和集中谐波对策,构成性价比高的谐波对策,对电力大的谐波源负载(例如频率炉、逆变器等),采用谐波对策进行定位谐波对策,减少注入电网的谐波电流。比较功率小、分散的非线性负载,在母线上统一管理。可以采用鸿燕APF有源滤波器,也可以采用谐波治理。
矿热炉是一种高能耗的电熔炉,具备电阻器电弧炉的特性。功率因数由炉内电弧和电阻R以及供电回路(包括变压器、短路网、集电环、导电颚板和电极)中电阻R和电抗X的值决定。
cosφ=(r #+r)/电阻器r的电抗x值在矿热炉运作时一般不会改变,他们在于短网和电级布局的设计方案和安裝。电阻R与短互联网上传流元器件在运作全过程中的电流强度相关,转变并不大,但电阻R是决策矿热炉在运作全过程中功率因素的关键要素。
由于矿热炉的电阻比其他电冶炼炉弱,其功率因数也相应降低。除一般小型矿炉的自然力率达到0.9以上外,容量在10000KVA以上中,大型矿炉的自然力率都在0.9以下,矿炉容量越大功率因数越低。这由于大空间矿热炉变电器的感性负载越大,短网越长,电级插进回炉废料越重,提升了短网的电抗,进而减少了矿热炉的功率因素。
以便降低电网耗损,提升供电系统品质,供电局规定用电公司的功率因素在0.9左右,不然将对用电公司惩处巨额处罚。另外,低功率因素也会减少矿热炉的进线电压,危害碳化钙的冶炼厂。因此,目前国内外大容量矿热炉都需要安装无功补偿装置来提高矿热炉的功率因数。
低压滤波补偿
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、大电流的超低压功率容量连接到矿炉二次侧的无效补偿装置。该装置不仅是无功功率补偿原理的佳表现,而且可以使矿炉功率因数在较高值下运行,降低短网和一次侧的无功消耗,去除三次、五次、七次谐波。平衡三相输出功率以提升变电器的輸出能力。控制的重点使三相功率不平衡度下降,达到三相功率相等。扩张钳锅,集中化发热量,提高炉面温度,加快反映,超过提高产品品质,降低消耗,提升生产量的目地。
该技术将传统的成熟现场补偿技术应用于矿炉二次低压侧,电容器产生的无功功率通过短线路,部分由矿炉变压器从系统吸收,另一部分补偿矿炉变压器、短网和电极的无功损耗,增加了输入矿炉的有功功率。同时采用分相补偿,使矿热炉三相电极上的有功功率相等,从而达到提高功率因数、减少三相功率不平衡、提高生产指标的效果。
2.低压补偿的应用
低压赔偿设备已广泛运用于矿热炉变电器中。
解决方案供选择:
方案1
采用高压滤波器补偿(此场景为常用补偿,但实际效果未达到设计要求)。
方案2
在低压侧采用动态三相分数补偿滤波补偿。过滤装置投入运行后,使矿热炉三相电极上的有功功率相等,达到提高功率因数、减少三相功率不平衡、提高生产指标的效果。