12500KVA矿热炉低压侧 功率因数补偿.doc

12500KVA矿热炉低压侧 功率因数补偿一、概述在铁合金行业中，生产用主要设备是矿热炉;矿热炉在生产过程中产生大量的无功功率，自身功率因数很低，直接影响矿热炉的生产能力;由于功率因数低而达不到供电部门考核指标要求(功率因数0.9)而造成的罚款，长期困扰着许多企业，给这些企业造成很大的经济负担。所以，提高矿热炉的功率因数是提高生产能力的当务之急。二、方案比较提高功率因数有两种方法，一种是在高压侧进行无功补偿;一种是在低压侧进行无功补偿;两种补偿方式补偿后对比如下:高压补偿低压补偿功率因数高于或接近0.92高于或接近0.92提高电压限高压电网侧高压电网和短网电压均可补偿的范围限高压电网接入点之前的所有网络增加产量不可以增产可增产10%以上降低电耗不可降低用户电耗可降低用户电耗3-5%炉况不可以稳定炉况可改善炉况使其更稳定三相不平衡不可控制可控制产品质量不可以改善可提高合格率和品由此可见低压补偿更优于高压补偿，所以提高矿热炉的功率因数首选低压无功补偿的方法。三、低压无功补偿的原理在电力电网中由于感性贮能元件的存在(一般情况为电动机和变压器的线圈)，便形成无功电流在电源与负载流动。无功补偿就是采用容性储能元件与感性元件并联，使这一充放过程在两个贮能元件之间进行，缩短无功电流的路径，从而达到减少无功损耗，降底线路压降的目的，所以在一般情况下，无功补偿按照就近补偿的原则来考虑。基于降低矿热炉短网上无功电流和平衡三相功率两方面考虑，我们根据矿热炉三电极及短网的布局，将无功补偿接入点向电极靠近，将补偿点选在短网与电极连接处，进一步缩短无功电流流经的路径，把短网与炉变二次侧因无功电流往返引起的损耗降下来。同相间跳线处的连接汇流铜板上，以最大限度地降低短网无功损耗。四、低压无功补偿的特点根据矿热炉三相电极运行特点，在设计上我们采取了三相不等量就地分相补偿，调平三相功率的方案，系统特点主要体现在以下几个方面。1.将补偿的接入点选择在短网相间跳线处的连接汇流铜板上，以最大限度地降低短网无功损耗。2.在补偿方式上，我们采取了分相就地补偿即三相补偿围绕各自的接入点，分开就近布置，以降低补偿短网上的线路无功补偿容量损耗，同时节省用户在补偿短网上的投资。3.为达到将三相功率调平的目的，我们将每相补偿容量分为静态和动态补偿两大部分，三相静态补偿直接同时投入，将三相功率基本拉平，在此基础上，动态补偿控制系统采集系统相关信号，依据我们内置的算法，达到将三相功率最后调平的目的。4.在达到调平三相功率目的的基础上，为保障整体设备的使用寿命，尤其是其中的关键部件-电容器的平均使用寿命，在控制上我们采取了先进先出的原则，即每一最小基本单元的投入或切除的必要条件是:该单元前一相邻单元己投入或己切除。这样可保证动态部分的每一最小单元在使用时间上均大致相等，从而保证了整体设备的使用寿命。5.为降低投切电容器时的冲击电流，在每一最小单元投切时，我们采取了相应的限流措施，以将其投切峰值电流限制在电容器对冲击电流能承受的范围之内，以延长电容器的使用寿命。五、低压无功补偿方案12500KVA矿热炉，矿热炉功率因数只有0.77左右。1.补偿量计算计算出这台容量为12500KVA的变压器，在负荷1.3倍的情况下，需要选用耐压250伏的电容，在140伏电压时工作，把功率因数由0.77补偿到0.90以上时，需要将近19440千法的电容容量;2.装置的组成控制系统采集高压侧PT柜过来的电流、电压信号,经过计算得出现场每相实际功率因数，经与设定功率因数比较，来决定各相电容器组的投切，以达到各相功率因数达标和平衡。六、方案的特点A.控制系统控制系统采用我公司独立研发制造的矿热炉电能质量控制系统，系统采用PLC、触摸屏和电能质量智能检测仪表实现功率因数的网络化、智能控制。系统具有单相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数的检测、显示和功率因数的实时控制;采用大屏幕触摸屏进行系统参数的实时设置和修改，设置参数和实时检测数据的显示。操作简单，使用方便，调节灵活;数据采用网络传输，安全可靠，抗干扰能力超强，适用于各种复杂环境的工业现场。系统采用网络化设计，结构紧凑，重量轻，耗电省。B.电容选择电容选用电容器厂生产的纯干式电容，其元件采用进口元件，国外进口全膜，全套意大利设备、生产工艺一次性封装生产而成。其特点是耐冲击，抗谐波干扰，不容易老化，经久耐用，我们在多台矿热炉低压补偿系统中使用，效果非常好，但价格比较贵;一般市场上，大都选用油溱式电容或工业腊封的半干式电容。这两种电容造价比较低(油溱式电容电容比纯干式电容低50%、腊封半干式电容低30%)，不耐冲击，老化快，一旦发生泄漏会造成污染、中毒等现象，甚至有爆炸的可能性。C.电容一次投切元件电容一次投切元件采用真空接触器,真空接触器的接触系统由动、静触头和真空灭弧室组成，真空灭弧室采用新型触头材料一次封排而成。适用于投切频繁的矿热炉无功补偿系统，由于矿热炉的工作特性，在电弧变化时有一定量的冲击电流和浪涌电流，对溶性负载的电容一次投切元件会造成很多次的瞬间冲击，这种冲击对普通接触器的触头是致命的。而相对于有真空灭弧室作为接触空间的真空接触器，却起不到干扰或损坏。所以在实际工作中