中频炉谐波治理效益分析

1、中频炉安装滤波无功补偿装置的经济分析 保定巴方电力电子有限公司 联系电话5950368 传真中频炉安装滤波无功补偿装置的经济分析摘 要铸造企业是耗能大户,其中以 中频 炉 耗电最多,同时也存在巨大的节能潜力。 本文通过成功对某铸造企业 中频炉进行节能改造的案例,说明了铸造企业对中频 炉进行 无功补偿 和 谐波 治理具有较高 经济 效益,值得在铸造和其他使用中频炉的 企业推广。中频炉增加无功补偿兼 滤波装置 不但对提高企业生产效率、设备可靠 性有积极的作用,而且还有节省电能、环保等经济效益和社会效益。关键词:铸造 中频炉 谐波治理 无功补偿

2、 节能1. 前言铸造用中频炉具有维护方便,操作简单可靠,可准确地控制和调整金属液温度 与成分,熔炼速度快,成型铸件质量好,而且其工作噪音和污染都较冲天炉小等 特点。因此在铸造领域里它比冲天炉应用更广泛,越来越受到铸造企业的青睐。 中频炉熔炼金属时需要消耗大量电能,其 节能降耗也是一个受到企业和社会各方 都关注的问题。现在笔者结合对中频炉改善电能质量的实际经验,阐述运用无功 滤波兼补偿装置进行节能降耗的效益。2. 企业供电 系统 简况河北省 XX 大型球铁铸造公司,该公司使用中频炉熔炼金属液,铸件年产量为 5万吨。该公司变压器总容量为 8650kVA;5000kVA(10kV/0.75kV专用变

3、压器一 台,对应负荷为 12吨中频炉;3150kVA(10kV/0.75kV专用变压器一台,对应负 荷为 5吨中频炉和 15吨中频保温炉;500kVA(10kV/0.4kV配电变压器一台,对 应负荷为厂用电。 原设计 5000kVA、 3150kVA 专用变 没有采取无功补偿措施, 500kVA 配电变 低压 侧配置 300kvar 电容补偿柜。3. 改造前供电系统主要问题3.1 专用变压器噪声大,油温高,经常达到 80,需外加风机散热。3.2 中频炉工作时,500kVA 配电变压器也出现噪音增大。无功补偿柜内的 电容器 经常烧毁,其他低压设备经常出现不明原因跳闸和损坏。3.3 功率因数只有

4、0.73, 达不到供电局 0.90的要求, 调整电费扣罚每月约 9万元。4. 原因分析中频炉安装滤波无功补偿装置的经济分析 保定巴方电力电子有限公司 联系电话5950368 传真阻频特性中频炉安装滤波无功补偿装置的经济分析 保定巴方电力电子有限公司 联系电话5950368 传真102030405060I s n 谐 波 电 流 (A 6.3 关键元器件选取6.3.1 接触器:顶级高性能真空接触器作为投切器件,其性能可靠,电寿命可达 60万次,损耗小。6.3.2 滤波电容器:采用特殊制

5、造的单相滤波电容器,其主要绝缘材料采用国外 品牌。滤波电容器使用寿命长,损耗小,可长期(一般 46年在谐波较大的环 境下使用(一般电容器在谐波负荷下的寿命,只有 0.11.5年。6.3.3 滤波 电抗器 :采用低损耗的铁心滤波电抗器,电抗器正常运行温升不超过 60K,真正做到“绿色节能”。装置整体损耗保证小于总容量的 1%。6.3.4 每个支路都有三级过流保护,系统安全可靠性高。6.4 具有超限报警和保护闭锁功能,报警限值可由 用户 设定。6.5 具有手动控制和自动控制两种工作方式,便于调试。7. 改造前后电气参数测试结果滤波效果仿真分析,即以负载全投补偿切除时所获取谐波数据为参照,仿真结果如

6、下图(图中 Is 为注入系统谐波电流 :注入系统谐波电流变化由上图可看出, 两组滤波支路全部投入后, 谐波电流均控制在虚线 (即谐波 电流允许值以内,不再对其他用电设备造成危害。中频炉安装滤波无功补偿装置的经济分析 保定巴方电力电子有限公司 联系电话5950368 传真8. 改造后的综合效益8.1 装置的运行情况该无功滤波兼补偿装置可自动跟踪调节各个支路的投切,开启后无须人员操 作。2007年 10月初投运,当月功率因数由 0.73提高到 0.91。之后的每个月的 功率因数都是 0.97。8.2 产生的经济效益8.2.1 功率因数提高,节

7、约力调电费:装置投入后功率因数提高至 0.97,力率 调整电费由罚 8.5%变为奖 0.75%,一正一负相差 9.25%,月节省调整电费约 10万元。2007年9月 10月 11月 12月 有功电量1548240 1366320 2066520 1512000 无功电量1458360 627240 490560 352200 功率因数0.73 0.91 0.97 0.97 调整系数8.50% -0.15% -0.75% -0.75% 力率电费89629 -1464 -10575 -7857 实缴电费1190232 1015137 1461025 1084794 节约电费/ -84414 -13

8、0427 -96902 8.2.2 增容降损功率因数由 0.73提高至 0.97, 变压器的平均负荷 电流 减小 25%(cos1/cos2=0.73/0.97,相当于变压器运行容量降低了 25%(2000kVA;变压器铜损 减少:1-(0.73/0.97 2=43%;变压器温度降到 65左右;每月节省电量40kWx43%x12小时 x30天=6192kW.h/月(40kW-2台变压器的合计铜耗,每天工 作 12小时。此项节约电费:3800元/月。8.2.3 提高生产效率中频炉安装滤波无功补偿装置的经济分析 保定巴方电力电子有限公司 联系电话5950368 传真:0

9、312-3181101 无功滤波兼补偿装置投入后,电压稳定了,缩短了熔炼时间, (也减少了热能 既电能损失,提高了生产效率。8.2.4 提高设备运行可靠性,延长设备使用寿命。无功滤波兼补偿装置投入后,负荷无功电流、谐波电流减少,设备的发热、损 耗降低,振动减少。谐波电流减小 70%,单独谐波损耗节约的电费每月将近 4000元。系统内各元件损坏率降低、设备绝缘老化减缓,故障率下降,延长设备寿命, 因而提高了公司整体用电的安全性。8.2.5 供电系统效益无功功率的减少, 不仅节约企业自身的电费开支, 还减少了电网的线损和对上 一级变压器容量的占用。谐波污染的减少,降低了对通讯、自动控制装置、电能 计量和继电器保护的干扰,提高了电网的安全性能。8.3 企业综合投资收益此铸造企业新增的 2套中频炉专用的无功滤波兼补偿装置, 全部投资为 100多 万元。实际平均月节约电费 10万元以上,一年就收回了投资成本。9. 结论综上所述, 中频炉增加无功滤波兼补偿装置具有很高的效益, 其兼顾了无功补 偿又有滤波功能,具有提高生产效率,提高设备可靠性,节省电能等优点。企业 正常生产,该投资一般 12年即收回。因此,有必要在铸造行业推广使用。