矿热炉及低压无功补偿简介
矿热炉及低压无功补偿
一、矿热炉
1、概述：矿热炉是电阻电弧炉的统称。它主要用于还原冶炼矿石，用碳素材料作还原剂。主要生产铁合金、电石、黄磷。其工作特点是采用碳质或镁质、高铝质耐火材料作炉衬，大多数使用自焙碳素电极，根据产品生产特性也有采用石墨电极、再生碳素电极的矿热炉，如工业硅、黄磷、钛渣等。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧能量和电流通过炉料产生的电阻热来供给矿石还原反应所需能量来冶炼矿石，陆续加料，间歇出炉，连续作业。
2、矿热炉主要类别
（1）铁合金炉
常见铁合金炉主要分为铬系、硅系、锰系。铬铁合金炉有高碳铬铁、中碳铬铁、微碳铬铁；硅系合金炉有硅铁、工业硅、硅铬、硅锰、硅钙、硅钡钙、铝硅等；锰系合金炉有高碳锰铁、中碳锰铁、低碳锰铁等。还有钨铁炉、碳化硼炉、炼钢电弧炉等。以各种合金矿、稀释剂和焦碳为原料。
（2）电石炉
用石灰、焦碳、兰碳、无烟煤为原料。
（3）黄磷炉
以磷矿、焦碳或兰碳为原料。
以上是按产品性质对矿热炉进行分类，还可以按炉体结构进行分类，按结构可分为密闭炉、内燃炉、开放炉。
密闭炉就是在炉体上部装设一个密封炉盖，炉气通过炉盖上的烟道进入炉气净化装置，炉气净化后可进行深加工或作为其它工业燃料用。这是目前最经济的炉型，也是国家鼓励大力发展的炉型，现在新建电石炉都属于密闭炉。
内燃炉就是在炉体上部安装一个矮烟罩，在矮烟罩四周设置有六到九个小方孔作为观察炉况、加料、维护料面的通道，炉气在炉面上燃烧后再从烟道排走。炉气一般用于烘干原料。这种炉型在铁合金生产上最多，属于国家逐步淘汰的炉型。
开放炉在炉体上部没有矮烟罩，只是在炉体的上方设置了一个大的集烟罩，集烟罩距离炉体上部一米左右，炉面高温、粉尘十分严重，操作环境很差，这种炉型在我国已基本淘汰。
按矿热炉使用电源性质还可分为三相交流工频矿热炉、低频矿热炉和直流矿热炉。其中低频和直流矿热炉自然功率因素都能达到0.9以上，这是矿热炉的一个发展趋势。
3、矿热炉系统结构
矿热炉生产系统由炉体、烟罩、变压器、短网、电极把持器、压放装置、液压系统、电极升降系统、冷却水系统、出炉系统、原料给料和配料及原料预处理系统、炉气净化装
置、产品包装及储存系统、高低压电气系统等。
对矿热炉生产来说，首先必须具有符合生产工艺要求的精良的原料，这是基础。如现代大容量电石密闭炉，根据我国电石行业准入条件，单台炉容量不得低于25000KV A，项目最小装机容量不得低于10万KV A，而且必须是密闭炉。很多私营企业在建密闭电石炉时，为节约投资，对原料预处理系统投入很少，特别是烘干系统不到位，导致原料水份、粉末、粒度、化学成分等不能满足密闭电石炉的生产工艺要求，电炉不能实现真正意义上的密闭运行，使电炉投产后负荷开不上去、电炉工况较差、生产事故多，最后结果就是企业生产成本太高，产品没有市场竞争力，企业效益很差。在这方面很多企业都吃过苦头。
优良的设备是电炉正常运行的根本保障。现代大容量密闭电石炉，由于各制造安装单位水平参差不齐，导致电炉投运后设备故障较多，特别是组合把持器和接触元件及冷却水系统和净化除尘系统的不完善对生产影响很大，经常造成电炉热停。现在国内电石炉设计、制造、安装单位实力最强的有大连重工和北京埃肯天立两家公司，在设备制造、安装方面大连重工最具优势，北京埃肯天立公司在电炉参数优化匹配方面比大连重工强。其次则是吉林中钢集团、西安电炉装备公司等也具备一定实力。
4、我国目前电石炉设计、生产运行特点
目前我国电石发展是世界上最快的，随着国家节能环保政策的强化，电石生产正朝着大容量、密闭化、自动化方向发展，到2015年我国将淘汰20000KV A以下的内燃式电石炉，整个行业装备水平正快速上升，我国现在正在建设的最大容量的电石炉已达到单台容量8万KV A，是内蒙君正集团建设的。但与此同时，在参数优化匹配方面却没跟上，大多数设计单位还是采用以前中小容量电石炉参数设计方式进行大容量电石炉的设计，而且没有充分考虑我国电石生产原料的实际状况，因此很多电炉设计投产后运行效果不能达到理想状态，具体表现为自然功率因素太低、产能不充分释放、电能利用率低下。在设计建设之初未考虑功率因素补偿，很多业主单位都是在电炉投产后才被动地上低压补偿，造成电炉运行参数发生较大变化，致使低压补偿投运后，电炉的电气、几何参数不能良好匹配，节能增产效果不明显，甚至还有在低补投运后造成电耗升高的现象，这个现象在大容量工业硅炉和硅铁炉上特别明显。
二、矿热炉低压补偿
1、矿热炉为什么要进行无功补偿？
矿热炉因设计、原料性质等原因，造成运行时电炉自然功率因素较低，现代大容量及超大容量电炉的自然功率因素更是特别低下，而我国能源形势日趋紧张，电力部门对用户的电能利用率要求也越来越高，现在要求高耗能用户的功率
因素不能低于0.9，否则用户将额外支付功率因素力调罚款。因此为提高电能利用效率，现代大容量矿热炉都必须上功率因素补偿装置。
但也有自然功率因素在0.9以上的矿热炉，如黄磷炉、冰镍炉等，因其原料电阻特性很好，入炉原料比电阻特别大，利于电极深入稳定运行和使用较高的二次运行电压，这类矿热炉其二次电流相对要小得多，而无功与电流的平方成正比，因此无功较小，功率因素较高，这类电炉是不需要进行无功补偿的。
2、矿热炉无功补偿分类
矿热炉功率因素补偿有三种方式：高压补偿、中压补偿、低压补偿。高压补偿是一种传统的补偿方式，它只针对电网（即用户高压侧）进行无功补偿，对于负荷侧的无功则没有任何补偿，因此对用户来说它只是简单地避免了电力部门的功率因素力调罚款，而对用户生产没有任何好处。
因我国变压器制造水平大大提高，现在变压器一次电压已从传统的35KV提高到220KV，110KV的进线电压已在矿热炉变压器普及，个别厂家甚至采用220KV的主次进线电源。对于这么高的电压，要进行高压补偿，因我国现在高压电容器的制造水平还不能达到使电容器额定电压达到16KV 以上，因此在这种情况下要想进行高压补偿，就只有采用多只电容器并联的办法，但这样又容易形成一只电容器故障造
成整个回路无法工作的现象。鉴于这种情况就诞生了中压补偿，这是近几年才形成的一种新型补偿方式，它是在变压器高、低线圈之间设置一个10KV的中压线圈，利用中压线圈引出10KV电源，以实现对电网的无功补偿。目前中压补偿还不很成熟，主要表现在投切补偿时，容易引起变压器的过电流、过电压而烧坏变压器。中压补偿与高压补偿一样，只对电网进行无功补偿，对矿热炉本身并没任何好处。
低压补偿是在变压器二次侧进行无功补偿，一般是在矿热炉短网末端并联补偿装置，这样就对矿热炉本身产生的无功进行了补偿，在满足电力部门对功率因素不低于0.9的要求时,同时提高了变压器的出力,增大了矿热炉的入炉功率,从而使矿热炉达到增产节能效果。随着低压补偿的不断改进、完善，大多数矿热炉用户越来越多地更倾向于采用此项技术进行无功补偿。
3、矿热炉低压补偿的优势：
（1）增产5%以上，电炉容量越大，增产效果越明显；对大极心园、低自然功率因素的矿热炉，不仅有明显增产效果，还有明显的降低单位产品电耗的效果。
（2）功率因素不低于0.9。
（3）提高变压器、二次大电流线路的利用率，增大变压器出力，使入炉有功大幅增加。
矿热炉无功主要是二次大电流回路产生的，在二次短网
末端接入无功补偿装置进行就地补偿，提高了二次运行电压，大幅减小同档位、同有功功率情况下的二次运行电流，无功与电流平方成正比，这样就大大减小了系统无功的产生，从而提高变压器有功输出，使输入炉内有功得到大幅增加，从而达到增产节能效果。
（4）有效改善三相交流工频矿热炉三相有功不平衡状态，消除强、弱相现象。
由于三相短网系统布置、炉料不可能达到很平衡，这样三相电极就存在不同的电压、不同的功率，从而产生三相不平衡的强、弱相现象。低压补偿采用单相并联的方式接入补偿装置，可对各相所需补偿容量进行单独调节，从而使三相功率因素达到一致，平衡三相电极工作电压，均衡三相电极吃料速度，改善三相电极强、弱相现象，以实现增产降耗。在改善强、弱相现象的同时，改善了炉膛工作环境，使炉膛受热更均衡，从而延长了电炉工作寿命。
（5）对二次系统产生的高次谐波进行有效治理，减少了谐波对供电装置的危害，减小变压器及电网的附加损耗。
（6）提高了电能质量，改善矿热炉电气运行参数，提高产品产量。
（7）通过对功率因素、电流、电压等的比较和控制，能够及时、准确判断炉况，从而采取措施及时处理，以改善炉况，提高冶炼效果。
4、矿热炉低压补偿运行环境
电气运行条件较差，长期处于低压、大电流环境下，电流高达几万安培。电容器容易发热、漏液、爆裂，大电流条件下铁磁性材料产生强大涡流从而引起柜体、骨架发热，因此矿热炉低压补偿装置必须具备良好的散热、隔磁措施。
现场运行环境差，长期处于高温、粉尘环境下。特别是铁合金电炉，生产过程中产生的粉尘具有较好的导电性，其中以工业硅和硅铁炉最为典型，严重危胁低压补偿装置的安全运行，对于采用晶闸管投切的矿热炉低压补偿其运行的安全性和可靠性更差。
三、低压补偿使用情况
目前国内大容量电石炉低压无功电容补偿运行效果一般都不怎么好，只有极个别的厂家能发挥其有效作用。主要存在以下问题：
1、低压补偿的设计、施工与电炉的设计、施工不同步。电炉在设计、施工时根本没考虑低压无功补偿的因素，都是按电炉自然功率因素来进行电炉设计的，这样当电炉投运后再上低压无功补偿时，电炉的电气参数（二次电压、极心园功率密度、电位梯度、炉底功率密度、电极电能强度）将发生大的变化，与当初的电炉设计理念发生冲突，这将严重影响电炉的正常运行。如现在的鄂尔多斯氯碱化工和东方希望的33000KV A电石炉有功负荷都只能带23000KW左右，这
种现象在电石行业内十分普遍，不能充分发挥电炉变压器的有效出力，存在严重的产能浪费。
2、低压滤波电容补偿标准需进一步完善内容有：
（1）电容器额定电压的选择标准未曾明确，应以充分发挥电炉最佳产能的电炉二次运行电压为设计参考。
（2）低压滤波电容补偿短网的接入点未明确规定，应以距离电极越近越好为原则。
（3）已投运电炉如需增设低压滤波电容补偿，应以电炉最佳运行有功功率参考设计电容额定电压及补偿容量，以适当提高电炉产能和电能利用效率。
（4）电容器必须采用干式阻燃介质，不能使用石蜡、凡士林、矿物油、环氧树脂等易熔可燃材料，以免造成恶性火灾。这一点尤其要引起重视，因为在四川和广西等均有因个别电容器故障引起低压补偿电容器整相烧毁的现象。
（5）电容器室的设计必须满足电容器安全运行对空间散热的要求，电空器柜内和电容器室内大环境都要有良好通风条件，使柜内运行温度不能超过室外温度15℃，在环境条件恶劣的地方必须采用强制通风，在旧炉改造时要特别重视这一点。
（6）对电容器柜内设备的设计、安装以及柜体之间、柜体与墙壁和房顶之间的安全散热标准必须明确，以保证电容器的安全可靠运行，在旧炉改造时要特别注意这点。
3、现在市场上矿热炉低压滤波电容补偿装置的设计、制作相当混乱，大多数设计制造厂都没有滤波电抗器，加上矿热炉业主对该装置没有科学的认识，这样就造成了按规范设计制作成本远高于不按规范设计制作的成本，而矿热炉业主可不管设计制作规范不规范，他们只管招标时谁家价格最低就采用谁家的产品，这样就造成了很多低压补偿装置投运后不能正常运行。而按规范设计制作的厂家成本相对高很多，只有那些个别大企业或对低压无功滤波电容补偿有高度认识的矿热炉业主才会采用，因此他们的市场反而没有不按规范设计制作的低压补偿厂家的市场大，，其中以四川乐山晟嘉电气有限公司和江苏宜兴宇龙公司为代表，他们正为矿热炉低压无功滤波电容补偿的良性发展艰辛努力。
4、我国目前大容量矿热炉发展很快，但技术力量的跟进还存在很大问题，矿热炉的系统设计不匹配，有很多电石炉都存在这种情况：低压补偿投入运行后，电炉有功负荷大大提高，但这时电炉的除尘净化系统、组合把持器系统、冷却水系统、原料制备系统等不能与现有工艺相匹配，从而使电炉不能正常运行。如内蒙包头东方希望和鄂尔多斯氯碱化工的电石炉都存在低压补偿投运后，随着电炉负荷的升高，当达到24000KW以上时，净化系统进气温度则太高且炉内气压也偏高。在这个方面，就要求业主在设计、建设时从技术上必须对整个系统有清晰的认识。
四、在矿热炉低压补偿装置推销及售后服务时应了解的内容
电炉运行电气、几何参数，主要包括变压器二次电压、电炉最佳二次运行电压、电极直径、电极极心园、炉膛深度、炉膛内径、炉壳直径等。
电炉产品属性，电炉运行环境，整个生产系统除尘净化情况。
原料状况：主要指水份控制、粉末、粒度、电阻特性等。
对于新建矿热炉，在和业主及设计单位沟通时，最好建议在电炉设计时就把低压补偿因素考虑进去，主要是考虑电炉最大运行有功功率和最佳二次运行电压及补偿达标最低二次运行电压，在土建设计时必须考虑低压补偿装置要有专门的安装构建筑物。这样在电炉投产后才能充分发挥装备的潜力。
对于已投产的矿热炉，业主单位被动上低压补偿装置，在和对方沟通时，必须与工艺负责人和电气负责人详细讨论，弄清楚电炉运行最佳二次电压和炉体所能承受的最大有功功率，这个时候不能考虑进行全容量补偿，要根据电炉运行的实际情况来进行补偿设计。特别是对于大容量密闭炉、工业硅炉，一般不作全容量补偿，在适当放大有功功率（一般放大15%～20%）时，必须结合生产工艺、净化系统和电极系统、原料预处理（指烘干、筛分）系统等是否能满足需要。
动态无功补偿设备(SVG)技术协议详情(实用标准)
35kV静止无功发生器成套装置 技术协议
第一节技术协议 一. 总则 1. 本技术协议书仅适用于中铝能源太阳山风电厂五期110kV升压站主变扩建工程动态无功补偿装置(SVG)的加工制造和供货。技术协议中提出了对设备本体及附属设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 2. 本技术协议提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规的条文，供方应提供符合本技术规引用标准的最新版本标准和本技术协议技术要求的全新产品，如果所引用的标准之间不一致或本技术协议所使用的标准如与供方所执行的标准不一致时，按要求较高的标准执行。 3. 本技术协议将作为订货合同的附件，与合同具有同等的法律效力。本技术协议未尽事宜，由合同签约双方在合同谈判时协商确定。 4. 供方保证提供的产品符合安全、健康、环保标准的要求。供方对成套设备(含辅助系统与设备)负有全部技术及质量责任，包括分包(或采购)的设备和零部件。 5. 本技术协议提出了对SVG技术参数、性能、结构、试验等方面的技术要求。 6. 若供方所提供的技术资料协议前后有不一致的地方，以有利于设备安装运行、工程质量为原则，由需方确定。 二. 标准和规 1. 合同设备包括供方向其他厂商购买的所有附件和设备，这些附件和设备应符合相应
的标准规或法规的最新版本或其修正本的要求。 2. 除非合同另有规定，均须遵守最新的国家标准（GB）和国际电工委员会(IEC)标准以及国际单位制(SI)标准，尚没有国际性标准的，可采用相应的生产国所采用的标准，但其技术等方面标准不得低于国家、电力行业对此的各种标准、法规、规定所提出的要求,当上述标准不一致时按高标准执行。 3. 供方提供的设备和配套件要符合以下最新版本的标准，但不局限于以下标准，所有设备都符合相应的标准、规或法规的最新版本或其修正本的要求，除非另有特别说明外，合同期有效的任何修正和补充都应包括在。 DL/T672-1999 《变电所电压无功调节控制装置订货技术条件》 DL/T597-1996 《低压无功补偿控制器订货技术条件》 GB/T 11920-2008《电站电气部分集中控制设备及系统通用技术条件》 GB 1207-2006 《电磁式电压互感器》 SD 325-89 《电力系统电压和无功电力技术导则》 DL/T 840-2003 《高压并联电容器使用技术条件》 GB 50227-2008 《并联电容器装置设计规》 GB 311.1-1997 《高压输变电设备的绝缘配合》 GB 311.2-2002 《绝缘配合第2部分：高压输变电设备的绝缘配合使用导则》GB 311.3-2007 《绝缘配合第3部分：高压直流换流站绝缘配合程序》 GB/T 311.6-2005 《高电压测量标准空气间隙》 GB/T 11024.2-2001《标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第2部分：耐久性 试验》 JB/T 8170-1995 《并联电容器用部熔丝和部过压力隔离器》 GB 50227-2008 《并联电容器装置设计规》
大容量冶金矿热炉低压动态无功补偿装置推广技术
编号： JNSH-2009-01 青海国泰节能技术研究院 大容量冶金矿热炉低压动态无 功补偿装置推广应用 审核机构：青海省节能监测中心 负责人：吴斌翔 编写人：李永宁赵宝峡付大鹏 编制日期：二〇〇九年六月十六日
目录 节能技术改造财政奖励项目节能量审核基本情况表 3 一、项目及承担单位基本情况 (5) 1、项目承担单位基本情况 (5) 2、项目基本情况 (5) 3、项目建设投资情况 (7) 二、审核过程 (8) 1、审核的部门及人员 (8) 2、审核的时间安排 (8) 3、审核实施 (8) 三、审核内容 (9) 1、项目实施前能源消耗情况 (9) 2、项目实施前、后生产运行情况 (10) 3、项目能源计量和监测情况 (10) 四、项目节能量 (11) 1、项目边界描述 (11) 3、项目改造后预计能耗指标核实情况 (11) 4、影响项目节能量的其他因素 (11) 5、项目节能量计算步骤及结果 (11) 6、项目节能量审核结论 (12) 附：被核查单位意见表 (12)
节能技术改造财政奖励项目节能量审核基本情况表
一、项目及承担单位基本情况 1、项目承担单位基本情况 青海友明盐化有限公司位于青海省海西蒙古族藏族自治州乌兰县茶卡镇，主要产品为精制盐和高品位氯化钾。公司成立于2005年1月，是盐湖化工股份制企业。现有在职职工58人，其中研发人员12人。企业现有资产总值5460万元。项目建成投产并达到设计能力后，年可新增产值3000万元，新增利润1000万元，新增税金300万元。年耗电量为500万Kwh左右。 2、项目基本情况 工艺流程： 本节能技改项目将原工艺中锅炉蒸发制卤工序（计划未实施）改造为太阳能喷淋晒卤工序，由原来的原煤消耗改为现在的清洁能源——电资源消耗，青海友明盐化有限公司在试生产阶段利用专利技术—兑卤脱钠控速分解结晶技术（即4#工艺）生产食品级氯化钾。即将盐田晒制好的E卤（光卤石点卤水：精制盐生产过程中的母液返回盐田进一步滩晒后得到）和F卤（老卤）送至兑卤器生成低钠光卤石，低钠光卤石经浓缩机浓密、离心机脱水后送入结晶器分解结晶得到粗钾产品，粗钾洗涤后的精钾经脱水、干燥后得到食品级氯化钾产品。至目前为止已顺利完成工业化生产设备的调试和
矿热炉
一、矿热炉简介 矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，亦称还原电炉或矿热电炉，电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料；常用于冶炼铁合金（见铁合金电炉），熔炼冰镍、冰铜（见镍、铜），以及生产电石（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。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培石墨电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。同时电石炉、黄磷炉等由于使用状况和工作状态相同，也可以归结在矿热炉内，但是由于黄磷炉的。纯阻性负载情况，因此也有将黄磷炉归结到电阻炉的说法。 二、矿热炉主要类别、用途 注：电耗值随原料成分、制成品成分、电炉容量、操作工艺等的不同而有很大差异。这里是一个大概值。 三、结构特点
矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 根据矿热炉的结构特点以及工作特点，矿热炉的系统电抗的70％是由短网系统产生的，矿热炉系统损耗如下图所示 由上图可见，短网的损耗占据了系统自身损耗的70%以上，而短网是一个大电流工作的系统，最大电流可以达到上万安培，因此短网的性能在很大程度上决定了矿热炉的性能，由于短网的感抗占整个系统的 70%以上，不论是高烟罩开放式炉、矮烟罩半密闭式炉还是全密闭式炉的短网系统的感抗均较大，基于这个原因，矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8 之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗大量的无用功，浪费大量电能，且被电力部分加收额外的电力罚款，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三相间的电力不平衡加大，最高不平衡度可以达到20％以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高，因此提高短网的功率因数，降低电网不平衡就成了降低能耗，提高冶炼效率的有效手段。如果采取适当的手段，提高短网功率因数，改善电极不平衡度，那么将可以达到以下的效果： A、降低生产电耗 3%～6％； B、提高产品产量 5%～15％。 从而给企业带来良好的经济效益，而投入的改造费用可以在创造的综合效益中短期内收回。一般情况下为了解决矿热炉自然功率因数低下的问题，我国目前多采用在高压端进行无功补偿的方法来解决，高压补偿仅仅是提高了高压侧的功率因数，但是由于低压端短网系统的巨大的感抗所产生的无功功率依然在短网系统中流动，同时三相不平衡是由于短网的强相（短网较短故感抗较小、所以损耗较小，输出较大故名强相）和弱相造成的，因此高压补偿不能解决三相平衡的问题，也没有达到抵消短网系统无功、提高低压端功率因数的作用，由于短网的感抗占整个系统感抗的70％以上，所以不能降低低压端的损耗，也不能增加变压器的出力，但可以避免罚款，仅仅是对供电部门有意义。 相对高压补偿而言，低压补偿的优势除提高功率因数外,主要体现在以下几个方面： 1)、提高变压器、大电流线路利用率，增加冶炼有效输入功率。 针对电弧冶炼而言，无功的产生主要是由电弧电流引起的，将补偿点前移至短网，就地补偿短网的大量无功消耗，提高电源输入电压、提高变压器的出力、增加冶炼有效输入功率。料的熔化功率是与电极电压和料比电阻成函数关系的，可以简单表示为P=U2/Z料。由于提高了变压器的载荷能力，变压器向炉膛输入的功率增大,实现增产降耗。 2)、不平衡补偿，改善三相的强、弱相状况。
无功补偿及低压补偿装置原理简介
无功补偿及低压补偿装置原理简介 一、一次电路 一次电路的构成如下图所示，包括隔离开关QS、10组熔断器FUI～FUIO、接触器KM1～KMIO、热继电器FRl~F'R10、补偿电容器CI~CIO．另外还有电流互感器TAa、TAh和TAc．避雷器BLI、BL2和BL3。其中熔断器和热继电器用于对电容器进行短路及过电流保护；接触器是对电容器进行手动或自动投入、切除的开关器件；电流互感器获取的电流信号用于测量无功补偿柜补偿电流的大小：避雷器用子吸收电容器投入、切除操作时可能产生的过电压，是一种额定电压为AC220V的低压避雷器。 二、二次控制电路 包括一个物理结构分为7层的转换开关2SA、无功补偿自动控制器（以下简称补偿控制器）等元器件。转换开关2SA用来手动控制投入或切除1~10路补偿电容器，并完成自动控制器电压信号、电流信号的接人或退出。补偿控制器可以根据功率因数的高低或无功功率r与用蠛的大小自动投入或切除电容器，并在系统电压较高时自动切除电容嚣。具体电路见下图。 转换开关2SA有一个操作手柄，出下图可见，该手柄有自动、零位和手动l~lo共12个挡位，每旋转30°即可转换一个挡位。 在每个挡位，会有桐应的转换开关触点接通.2SA共可转换13对触点，分别是(7)、(8)、(9)、(10)等等，一直到下部的(1)、(2)触点。为了标示出转换开关2SA在不同的挡位与各组触点之问的对应关系，与12个挡位相对应的有12条纵向虚线，虚线与每一组触点（略偏下、无形相交的位置，可能标注有圆点或不标注圆点。标注有圆点的，表示转换开关旋转至该档位时，圆点（略偏上）位
置的一组触点是接通的，否则该组触点星开路状态。例如，在触点(7)、(8)略偏下位置，手动1．手动IO挡位时均标注有圆点，表示这10个挡位时触点(7)、(8)均接通。而在手动l挡位，只在触点(7)、(8)和(1)、(2)位置标注有圆点，说明在该挡位这两组触点是接通的。 无功补偿屏如欲进入自动控制投切状态，需给补偿控制器接人进线柜或待补偿电路总进线处A相电流互感器二次的电流信号I^，B桐、C相电压信号，以及接触器线圈吸合所需的工作电源。具体接线见下图中补偿控制器接线端子图。 图中US1、US2端干连接的103、104号线即是B相、C相电压信号（转换开关2SA在自动挡位时，103号线经2SA的(3)、(4)触点、熔断器FU13、X12端子、隔离开关Qs，连接至B桐电源；104号线沿类似线路连接至C相电源）；ISI、IS2端子连接的即是进线柜的电流信号（经由转换开关2SA转接）．COM端连接的l 号线即是接触器线圈吸合所需的丁作电源（1号线经熔断器FU11、XI1端子、隔离开关Qs，连接至A桐电源）。B相、C桐电压信号及A相电流信号在补偿控制器内部经过微处理器运算判断后，计算出功率因数的高低、无功功率的大小，一方面经过LED显示器显示功率因数值，同时发送电容器投切指令，例如补偿控制器发出投入电容器CI的指令时，其接线端子中的1号端子经内部继电器触点与COM端(1号线．A相电源)连通，该端子经3号线连接至接触器KMI线圈的左端，线圈的右端经热继电器FR1的保护触点接至2号线．即电源零线N。接触器KM1线圈得电后，主触点闭合．将电容器CI投入，实现无功补偿。此同时．KMI的辅助触点闭合，接通指示灯HL1，指示第一路电容器已经投入．如果无功功率数值较大，补偿控制器则控制各路电容器依次投入，直到功率因数补偿到接近于1。每一路电容器投入时的时间间隔是可调的，通常将其调整为几秒至儿十秒之间。补偿控制器遵
大型炼钢电弧炉对电网及自身的影响和抑制方案
大型炼钢电弧炉对电网及自身的影响和抑制方案.txt26选择自信，就是选择豁达坦然，就是选择在名利面前岿然不动，就是选择在势力面前昂首挺胸，撑开自信的帆破流向前，展示搏击的风采。大型炼钢电弧炉对电网及自身的影响和抑制方案 翁利民，陈允平，舒立平 （武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市430072） 摘要：详细分析了现代大型炼钢电弧炉对电网不利影响的4个方面：即电压波动、电压畸变、负序电压与电流、功率因数低，并结合实际从量的概念上认识其对自身在增加损耗、继电保护误动、增加网损、降低生产效益等方面的影响；介绍了抑制电弧炉的常规有效措施，得出了合理的结论。 关键词：电压闪变；电压波动；SVC；滤波器 1 引言 现代大型超高功率炼钢电弧炉，由于其容量大，是用电大户，对电网的影响具有举足轻重的作用。它具有功率因数低，无功波动负荷大且急剧变动，产生有害的高次谐波电流，三相负荷严重不平衡产生负序电流等对电网不利的因素，使得电网电能质量恶化，危及发配电和大量用户，也影响电炉自身的产量、质量，使电耗、电极消耗增大，从而成为电网的主要公害之一。现在有关大型电炉对电网公害抑制的研究也正在深入开展，有必要对其不利影响和抑制对策作一概述性的分析。 2 现代大型电炉对电网的影响 2.1 引起电网电压急剧波动 大型电炉在打孔期和熔化期电弧长度急剧变化，引起无功负荷急剧波动，其工作短路功率为电炉变压器额定功率的两倍左右，其最大波动无功为电炉变压器额定功率的1.5倍左右（具体倍数取决于短网阻抗、电炉变压器阻抗、供电系统阻抗之和的大小，总阻抗大则工作短路倍数小，反之则大）。无功的急剧波动，引起电网电压的急剧波动，其波动频率一般为1~15Hz，使灯光和电视机屏幕产生闪烁，使人视觉疲劳而感到烦躁，此外还影响到晶闸管设备和精密仪表等的稳定运行，甚至产生质量事故。国标GB12326-2000《电能质量电压允许波动和闪变》规定了电力系统公共供电点各级电压等级的电压波动和闪变允许值。 2.2 使电网电压波形产生畸变 电炉在熔化和打孔期，电弧电流是不规则的，且急剧变化，其电流波形不是正弦波，可分解为2次和2次以上的各次谐波电流，主要为2~7次，其中2次和3次最大，其平均值可达基波分量的5%~10%，最大可达15%~30%；4~7次平均值为2%~6%，最大值可达6%~15%。而电网中的铁磁元件也产生高次谐波，以3次和5次谐波电流较大，其中3次分量最大，而电炉刚好也是3次谐波电流很大，这对电网是极为不利的。谐波电流流入电网，使其电压波形发生畸变，引起电气设备发热、振动，增加损耗，干扰通信，使电力电缆局部放电绝缘损坏，电容器过载损坏等，国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》规定了电压波形畸变率限值。 2.3 使电网电压产生负序分量 电炉在熔化期，特别是打孔期，各相电弧电压是独立变化的，三相电弧各自发生急剧无规则变化，故其三相电流是不对称的。在正常生产情况下，产生的负序电流约为电炉变压器额定电流的25%左右；在不正常情况下，如一相断弧时，可达56%左右，如两相短路的同时，第三相又断弧，此时可达86%左右。负序电流流入电网，使电网电压产生负序分量，影响发电机和用电设备使用效果，严重时可能造成损坏，还会使继电保护误动作，其严重程度一般用不平衡度（即负序电压与正序电压分量之比的百分数）表示，国标GB/T15543-1995《电能
无功补偿装置几种常见类型比较
无功补偿装置几种常见类型比较 常见的动态无功补偿装置有四种：调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式（TCR型）动态无功补偿装置、SVG 动态无功发生器。 ① 调压式动态无功补偿装置 调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据 Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。虽然价格便宜， 占地面积小，维护方便，一般年损耗在0.2%以下。 ② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置 磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。 能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。
磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的1％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。占地面积小，安装布置方便。装置投运后功率因数可达0.95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。免维护，损耗较小，年损耗一般在0.8%左右。 ③相控式动态无功补偿装置（TCR） 相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图 所示。 通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内变化。控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。 普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。 i 相控式原理图 优点： 响应速度快，≤40ms。适合于冶金行业。 一般年损耗在0.5%以下。缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被
低压无功补偿柜操作规程
低压无功补偿柜操作规程 1.在成套装置接线正确无误、供电电源正常的情况下，将电容补偿柜的智能无功功率控制器的电源开关（微型断路器）暂时置断开位置（OFF位置），成套装置各柜体里面的其他电源开关（微型断路器）均置接通位置（ON位置）。 2.将成套装置1#进线柜里面的主电路开关（塑壳断路器）均置接通位置（ON位置）。进线开关柜（1#柜）内的主断路器（QF1）为电动预储能合闸方式，其合闸过程请按下面的3操作。 3.首先按下“储能”按钮，主断路器储能电动机动作并带动弹簧开始储能，储能结束后（此时储能指示灯亮），按下“合闸”按钮，弹簧储能释放，使主断路器（QF1）完成合闸动作。主断路器合闸后，合闸指示灯亮，分闸指示灯灭，储能指示灯也灭。 4.在1至3操作完成之后，且各种指示均正常的情况下，转换开关切换到手动状态（非自动状态）后，旋转转换开关，投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中。此时可检测整个系统中各个电容的回路是否正确。 5.在各种指示均正常的情况下，接通电容柜智能无功功率控制器的电源开关（置ON位置），控制器接通电之后显示“CAL”,5秒后进入自动工作状态，如输入电流符合最小要求（大于150mA）,将显示所测电网功率因数cos?。此时可设置控制器的参数，可将控制器的“功率因数值”cos?设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cos?大)，同时设定模式设置为人工设定模式。将转换开关切换至自动状态,将“投切允许”打至右位即（ON位置）,无功补偿成套装置将投入正常工作。此时可以手动按下无功补偿控制器上的”增加”按钮来投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到补偿后的功率因数达到预定的设置为止，而相反按“减少”可切除相应电容。当设定参数时，将控制器的“功率因数值”cos?设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cos?大)，可将设定模式设置为全自动设定模式。此时将“投切允许”打至右位即（ON位置）,将转换开关切
大型炼钢电弧炉对电网及自身的影响和抑制方案
大型炼钢电弧炉对电网及自身地影响和抑制方案.txt26选择自信,就是选择豁达坦然,就是选择在名利面前岿然不动,就是选择在势力面前昂首挺胸,撑开自信地帆破流向前,展示搏击地风采.大型炼钢电弧炉对电网及自身地影响和抑制方案 翁利民,陈允平,舒立平 （武汉大学电气项目学院,湖北省武汉市430072） 摘要：详细分析了现代大型炼钢电弧炉对电网不利影响地4个方面：即电压波动、电压畸变、负序电压与电流、功率因数低,并结合实际从量地概念上认识其对自身在增加损耗、继电保护误动、增加网损、降低生产效益等方面地影响；介绍了抑制电弧炉地常规有效措施,得出了合理地结论. 关键词：电压闪变；电压波动；SVC；滤波器 1 引言 现代大型超高功率炼钢电弧炉,因为其容量大,是用电大户,对电网地影响具有举足轻重地作用.它具有功率因数低,无功波动负荷大且急剧变动,产生有害地高次谐波电流,三相负荷严重不平衡产生负序电流等对电网不利地因素,使得电网电能质量恶化,危及发配电和大量用户,也影响电炉自身地产量、质量,使电耗、电极消耗增大,从而成为电网地主要公害之一.现在有关大型电炉对电网公害抑制地研究也正在深入开展,有必要对其不利影响和抑制对策作一概述性地分析. 2 现代大型电炉对电网地影响 2.1 引起电网电压急剧波动 大型电炉在打孔期和熔化期电弧长度急剧变化,引起无功负荷急剧波动,其工作短路功率为电炉变压器额定功率地两倍左右,其最大波动无功为电炉变压器额定功率地1.5倍左右（具体倍数取决于短网阻抗、电炉变压器阻抗、供电系统阻抗之和地大小,总阻抗大则工作短路倍数小,反之则大）.无功地急剧波动,引起电网电压地急剧波动,其波动频率一般为1~15Hz,使灯光和电视机屏幕产生闪烁,使人视觉疲劳而感到烦躁,此外还影响到晶闸管设备和精密仪表等地稳定运行,甚至产生质量事故.国标GB12326-2000《电能质量电压允许波动和闪变》规定了电力系统公共供电点各级电压等级地电压波动和闪变允许值. 2.2 使电网电压波形产生畸变 电炉在熔化和打孔期,电弧电流是不规则地,且急剧变化,其电流波形不是正弦波,可分解为2次和2次以上地各次谐波电流,主要为2~7次,其中2次和3次最大,其平均值可达基波分量地5%~10%,最大可达15%~30%；4~7次平均值为2%~6%,最大值可达6%~15%.而电网中地铁磁元件也产生高次谐波,以3次和5次谐波电流较大,其中3次分量最大,而电炉刚好也是3次谐波电流很大,这对电网是极为不利地.谐波电流流入电网,使其电压波形发生畸变,引起电气设备发热、振动,增加损耗,干扰通信,使电力电缆局部放电绝缘损坏,电容器过载损坏等,国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》规定了电压波形畸变率限值. 2.3 使电网电压产生负序分量 电炉在熔化期,特别是打孔期,各相电弧电压是独立变化地,三相电弧各自发生急剧无规则变化,故其三相电流是不对称地.在正常生产情况下,产生地负序电流约为电炉变压器额定电流地25%左右；在不正常情况下,如一相断弧时,可达56%左右,如两相短路地同时,第三相又断弧,此时可达86%左右.负序电流流入电网,使电网电压产生负序分量,影响发电机和用电设备使用效果,严重时可能造成损坏,还会使继电保护误动作,其严重程度一般用不平衡度（即负序电压与正序电压分量之比地百分数）表示,国标GB/T15543-1995《电能质量三相电压允许不平衡度》对于对称三相电网规定：负序电压不大于2%,短时不超过4%.一般来讲,在电网公共连接点上地短路容量为电炉变压器额定容量地30~40倍以上时,电网是允许地,否则应采取使三相达到平衡对称地补偿措施.
低压无功补偿柜操作规程
1.在成套装置接线正确无误、供电电源正常的情况下，将电容补偿柜的智能无功功率控制器的电源开关（微型断路器）暂时置断开位置（OFF位置），成套装置各柜体里面的其他电源开关（微型断路器）均置接通位置（ON位置）。 2.将成套装置1#进线柜里面的主电路开关（塑壳断路器）均置接通位置（ON位置）。进线开关柜（1#柜）内的主断路器（QF1）为电动预储能合闸方式，其合闸过程请按下面的3操作。 3.首先按下“储能”按钮，主断路器储能电动机动作并带动弹簧开始储能，储能结束后（此时储能指示灯亮），按下“合闸”按钮，弹簧储能释放，使主断路器（QF1）完成合闸动作。主断路器合闸后，合闸指示灯亮，分闸指示灯灭，储能指示灯也灭。 4.在1至3操作完成之后，且各种指示均正常的情况下，转换开关切换到手动状态（非自动状态）后，旋转转换开关，投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中。此时可检测整个系统中各个电容的回路是否正确。 5.在各种指示均正常的情况下，接通电容柜智能无功功率控制器的电源开关（置ON位置），控制器接通电之后显示”CAL”,5秒后进入自动工作状态，如输入电流符合最小要求（大于150mA）,将显示所测电网功率因数cosφ。此时可设置控制器的参数，可将控制器的“功率因数值”cosφ设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cosφ大)，同时设定模式设置为人工设定模式。将转换开关切换至自动状态,将“投切允许”打至右位即（ON位置）,无功补偿成套装置将投入正常工作。此时可以手动按下无功补偿控制器上的”增加”按钮来投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到补偿后的功率因数达到预定的设置为止，而相反按“减少”可切除相应电容。当设定参数时，将控制器的“功率因数值”cosφ设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cosφ大)，可将设定模式设置为全自动设定模式。此时将“投切允许”打至右位即（ON位置）,将转换开关切换至自动状态,无功补偿成套装置将投入正常工作。此时控制器将进行“自学过程”，在数据初始化过程中，控制器按既定“功率因数值”与现配电系统作比较，并系统地启动电容器，改善功率因数，同时记录所接入电容器组的值，寻找到最小电容器组作为无功投入门限。此时对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到投入电容器组达到投入门限为止。此时按下“增加”键可调出动态参数显示代码：I(电流)，U（电压），Q（无功功率），P（有功功率），再按“减少”键可调出动态参数对应显示值，按”菜单设置”键可返回主显示值：功率因数cosφ。
SVC无功补偿
第一章绪论 1.1 课题背景 随着现代电力电子技术的飞速发展，大量大功率、非线性负荷的接入电网中，使得电网供电质量受到了严重的威胁。特别是一些像电弧炉、轧机、整流桥等非线性和冲击性负荷的大量使用是导致电能质量恶化的最主要来源，造成了一系列严重的影响。 理想状态的电力供应要求频率为50Hz，电压幅值稳定在额定值的标准正弦波形。在三相电网供电系统中，A、B、C三相电压电流的幅值大小相等、相位差依次落后120度。但当电力用户的各种用电装置接入电力系统后，电力供应由理想的电力供应变成了电压电流偏离这种状态的非理想状态。电网中的许多用电负荷都具有低功率因数、非线性、不平衡性和冲击性的特征，这些特征严重地危害着电网的电力供应，可表现在：电压值跌落或浪涌、各次谐波含量大、电压波形发生闪变、电压电流波形失真等，这样便出现了电能质量问题。由文献一把电能质量[1]可定义为导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差，其内容涉及有频率偏差、电磁暂态、供电可靠性、波形失真、三相不平衡以及电压波动和闪变等。实际电网中的电能质量问题主要表现如下[2]： (1) 低功率因数，高电网损耗，高生产成本，低生产效率和较低设备使用安全性； (2) 无功负荷突变能直接引起电网供电电压降落与浪涌、电压波动和电压闪变， 甚至能影响用电设备的正常使用与造成工农业生产的停产； (3) 非线性负荷的谐波电流造成电网电压畸变，它能导致如下结果： (a) 电力系统中继电保护及安全装置的误动作； (b) 电力电容器中通过的谐波及放大电网的高次谐波电流，使电容器过电流、 过电压或者过温过热，造成电容器鼓肚现象，减少电容器的使用寿命、甚至会烧毁； (c) 造成电力变压器铁芯饱和，增加了铁芯损耗，引起变压器发热减少其使 用寿命； (d) 造成各种用电设备发热； (e) 加速各种用电设备绝缘的老化与击穿，带来经济上的损失； (4) 造成电网三相不对称，造成中心线过电流，引起中心线过温。 静止型动态无功补偿装置即Static Var Compensator( SVC )是目前国内外解决这一系列问题普遍采用的方法，在无功负荷接入点处接入SVC装置后，无功负荷冲击得到抑制、高次谐波得到滤除、三相电网得到平衡、PCC点电压得到稳定和提高了
动态无功补偿技术的应用现状及发展 刘宪栩
动态无功补偿技术的应用现状及发展刘宪栩 发表时间：2018-05-31T10:36:53.397Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：刘宪栩王云昊刘楠 [导读] 摘要：在电力系统输送电能的过程中,无功功率不足,将使系统中输送的总电流增加、使变压器的输出力减少、供电线路及系统设备有功功率损耗增大、线路末端电压下降。 （国网天津市电力公司城西供电分公司天津市 300190） 摘要：在电力系统输送电能的过程中,无功功率不足,将使系统中输送的总电流增加、使变压器的输出力减少、供电线路及系统设备有功功率损耗增大、线路末端电压下降。对于电力用户来说,过多地从电网中吸取无功,不仅使电网损耗增加,也影响自身的用电和生产。可见无功功率对供电系统和负荷的运行都十分重要。但是,近些年来,随着我国工业的迅速发展,一些大功率非线性负荷的不断增多,对电网的冲击和谐波污染也呈不断上升趋势,缺乏无功调节手段造成了母线电压随运行方式的变动很大,引发了多种电能质量问题。主要包括:功率因数低、谐波含量高、三相不平衡、功率冲击、电压闪变和电压波动。 关键词：动态无功补偿技术；应用现状；发展 引言 在电力系统的运行中，系统运行的安全性、可靠性和经济性、输送电能的质量是其最根本的问题。一些大功率负荷的投入、退出，或者系统局部故障等，都会造成系统中有功功率和无功功率的大幅扰动，从而对电网的稳定性和经济性产生影响。特别是如电弧炉等冲击负荷、非线性负荷容量的不断增加，使得电力网发生电压波形畸变，电压波动闪变和三相不平衡等，产生电能质量降低，电网功率因数降低，网络损耗增加等不良影响。另外，现在的直流输电工程日益发展，大功率换流装置（无论整流或逆变）都需要系统提供大量无功功率。特别是一端为弱系统或临近的交流系统发生故障时，如果不能迅速补偿大幅度波动的无功功率，就会导致系统失控或瓦解。快速有效地调节电网的无功功率，使整个电网负荷的潮流分配更趋合理，这对电网的稳定、调相、调压、限制过电压等等方面都是十分重要的。 1动态无功补偿技术的现状 性能优良的SVC（静止无功补偿器）和技术更为先进的STATCOM（静止同步补偿器）已大规模应用于电力系统及工矿企业。 1.1同步调相机 早期的动态无功功率补偿装置主要为同步调相机,是传统的动态无功补偿设备,多为高压侧集中补偿,一般装于电力系统的枢纽变电站中,以减少因传输无功功率引起能量的损耗和电压降落。由于它是旋转电机,运行中的损耗和噪声都比较大,维护复杂费用高,且响应速度慢,所以难以满足快速动态补偿的要求。目前已逐渐退出动态无功补偿领域,在现场中仅有少量使用。 1.2静止无功补偿器（SVC） 静止无功补偿器（SVC）于20上世纪70年代兴起，现在是已经发展的很成熟的FACTS（柔性交流输电系统）装置，其被广泛应用于现代电力系统的负荷补偿和输电线路补偿（无功和电压补偿）。SVC装置的典型代表有：晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）和滤波器组（FC）。随着电力电子技术的不断发展和控制技术的不断提高，SVC向高压大容量多套并联的方向发展，以满足电力系统对无功补偿和电压控制的要求。南瑞继保在SVC的技术发展中做出了很大贡献，为国内外电网提供了多套大容量SVC系统。安装于新疆-西北联网工程第二通道750kV沙州变电站的SVC系统容量为-360Mvar（感性）～360Mvar（容性），由两套配置相同的SVC组成，直接接入变电站同一条66kV母线，每套SVC包含TCR(-360Mvar)×1，滤波器组(+180Mvar)×1。本工程SVC系统TCR单体容量达到360Mvar，直接接入电压等级高达66kV，开启了我国输电系统大容量、高电压动态无功补偿器的新篇章。 1.3静止同步补偿器（STATCOM） STATCOM系统基于电压源型变流器，采用目前最为先进的无功补偿技术，将IGBT构成的桥式电路经过变压器或电抗器接到电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态调整控制目标侧电压或者无功的目的。同时如果需要STATCOM在补偿无功的基础上对负载谐波进行抑制，只要令STATCOM输出与谐波电流相反的电流即可。因此，STATCOM能够同时实现补偿无功功率和谐波电流的双重目标。 南瑞继保研制的百兆乏直流换流站动STATCOM在南方电网±500kV/3000MW永富直流富宁换流站顺利投运，该项目是大容量STATCOM装置应用于高压直流输电领域中的首个成功案例。此STATCOM系统包含协调控制系统和两套35kV/±100MVArSTATCOM成套设备。换流阀采用多电平电压源型换流器结构，成套设备占地面积小、功率密度高，具备快速暂态无功补偿、目标电压控制、交流系统故障穿越、协调控制等功能，是缓解直流换相失败、无功电压调节等的最佳解决方案，代表着柔性交流输电和用户电能质量领域的前沿方向。 2动态无功补偿技术的发展 2.1电力有源滤波器 电力有源滤波器的基本原理如图1所示。 图1 电力有源滤波器的基本原理 电力有源滤波器的交流电路分为电压型和电流型,目前实用的装置90%以上为电压型。从与补偿对象的连接方式来看,电力有源滤波器可分为并联型和串联型。并联型中有单独使用、LC滤波器混合使用及注入电路方式,目前并联型占实用装置的大多数。但电力有源滤波器现仍存在一些问题,如电流中有高次谐波,单台容量低,成本较高等。随着电力半导体器件向大容量、高频化方向发展,这类既能补偿谐波又能补
浅谈中频电炉的节能减耗1
浅谈中频电炉的节能减耗 吉林大学南岭校区高级工程师张加平 中频电炉是一种将工频交流电转换成直流电，再将直流电转换成较高频率交流电的变频电子设备，利用交流电在螺管线圈中的交变，让处于螺管线圈——中频炉感应圈内的铁磁物质体内产生涡流，进而产生焦耳热，达到加热和熔化炉料的目的。因此，提高变频设备的效率、提高电磁能与焦耳热能转换效率，是中频电炉节能减耗的基本构成。 中频电炉的电耗用每吨钢水消耗的电量计算，单位是KWh/t。下表，是国内外中频电炉电耗列表，国内指标是现场记录，国外指标是销售人员的介绍。 尝试从以下几个方面浅谈中频电炉的节能减耗。 一、中频电炉器件结构 随着固态中频变频电源控制技术的快速发展以及电子开关器件的优质、低价，其电效率的转换已逐步提高到目前的96～97%。作为金属保温和熔化设备，企业对中频电炉的选择，是高可靠、高效率、低成本。现下，中频变频电源制造和维修，电子开关器件选用国产优质可控硅，电抗器选用国产优质矽钢片、采用大口径盘式绕组优化设计制造，滤波、补偿电容采用国产优质电热电容器，所有连接用铜牌、水电缆选用优质足径铜板和缆线，感应线圈——炉体选用1号紫铜异型方管。大量的运行实践证明，这是中频电炉高可靠、高效率、低成本运行的硬件保证。特别是1吨以上的中、大型中频炉，越是大型中频炉，优选国产优质的器件和材料，可靠、高效、低成本的效果越明显。 二、中频电炉高功率密度配置 功率密度是指中频电炉每吨容量所配备的电源功率数。送入中频电炉的电功率可以分为两部分，一部分是在工件的加热过程中转化为热能，是有用功，另一部分是供电线路的铜耗，使感应圈、水电缆发热，热量又被冷却水带走，这部分功率是无用功。显然，中频电炉熔化速度越快，无用功消耗越小，电炉功率密度配置得高，熔化速度就快。500Kg以下的中频电炉，供电功率与炉容公斤数的比例可达到0.9～2，例如，500Kg炉体配备450KW，200Kg炉体配备350KW，这样，可以在45～24min内熔清铁水。1吨以上的炉体，常规的配备是每吨铁水配备600KW中频电功率，例如，2吨炉体配备1250 KW，5吨炉体配备3500 KW，10吨炉体配备6000 KW，20吨炉体配备12000 KW，这样，可以在60～70min内熔清铁水。现代的中频电炉高功率密度配备，使中频电炉得到高的熔化率，得到低的电耗。 现下，在制造技术、器件的水平上，为中频电炉配置更高的功率密度没有困难。之所以不能配备的更高，主要受到炉衬的使用寿命和生产管理及配套设备二个因素的限制。因为在高功率密度下工
矿热炉及低压无功补偿简介
矿热炉及低压无功补偿 一、矿热炉 1、概述：矿热炉是电阻电弧炉的统称。它主要用于还原冶炼矿石，用碳素材料作还原剂。主要生产铁合金、电石、黄磷。其工作特点是采用碳质或镁质、高铝质耐火材料作炉衬，大多数使用自焙碳素电极，根据产品生产特性也有采用石墨电极、再生碳素电极的矿热炉，如工业硅、黄磷、钛渣等。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧能量和电流通过炉料产生的电阻热来供给矿石还原反应所需能量来冶炼矿石，陆续加料，间歇出炉，连续作业。 2、矿热炉主要类别 （1）铁合金炉 常见铁合金炉主要分为铬系、硅系、锰系。铬铁合金炉有高碳铬铁、中碳铬铁、微碳铬铁；硅系合金炉有硅铁、工业硅、硅铬、硅锰、硅钙、硅钡钙、铝硅等；锰系合金炉有高碳锰铁、中碳锰铁、低碳锰铁等。还有钨铁炉、碳化硼炉、炼钢电弧炉等。以各种合金矿、稀释剂和焦碳为原料。 （2）电石炉 用石灰、焦碳、兰碳、无烟煤为原料。 （3）黄磷炉 以磷矿、焦碳或兰碳为原料。
以上是按产品性质对矿热炉进行分类，还可以按炉体结构进行分类，按结构可分为密闭炉、内燃炉、开放炉。 密闭炉就是在炉体上部装设一个密封炉盖，炉气通过炉盖上的烟道进入炉气净化装置，炉气净化后可进行深加工或作为其它工业燃料用。这是目前最经济的炉型，也是国家鼓励大力发展的炉型，现在新建电石炉都属于密闭炉。 内燃炉就是在炉体上部安装一个矮烟罩，在矮烟罩四周设置有六到九个小方孔作为观察炉况、加料、维护料面的通道，炉气在炉面上燃烧后再从烟道排走。炉气一般用于烘干原料。这种炉型在铁合金生产上最多，属于国家逐步淘汰的炉型。 开放炉在炉体上部没有矮烟罩，只是在炉体的上方设置了一个大的集烟罩，集烟罩距离炉体上部一米左右，炉面高温、粉尘十分严重，操作环境很差，这种炉型在我国已基本淘汰。 按矿热炉使用电源性质还可分为三相交流工频矿热炉、低频矿热炉和直流矿热炉。其中低频和直流矿热炉自然功率因素都能达到0.9以上，这是矿热炉的一个发展趋势。 3、矿热炉系统结构 矿热炉生产系统由炉体、烟罩、变压器、短网、电极把持器、压放装置、液压系统、电极升降系统、冷却水系统、出炉系统、原料给料和配料及原料预处理系统、炉气净化装
低压无功补偿装置技术规范
低压智能无功补偿的技术要求 xx致维电气有限公司，品牌名称： 致维电气 型号： INIX C7-LC 2.环境及系统条件 2.1环境条件 2.1.1周围空气温度 最高温度: 65℃(24小时内平均值≤45℃)最低温度: -40℃ 最热月平均温度：40℃ 最大日温差: 25K 2.1.2xx: ≤4000m 2.1.3环境湿度: 日平均相对湿度不大于95%，日平均水蒸汽压力值不超过 2.2kPa，月平均相对湿度不大于90%，月平均水蒸汽压力值不超过1.8kPa 2.1.4地震烈度：7度 2.1.5污秽等级：
2.1.6安装场所： 户内、户外 2.2系统条件2.2.1系统额定电压：0.4kV 2.2.2系统额定频率：50Hz 3.主要配置参数及电气要求 3.1主要配置参数 容量 补偿方式(三相共偿) (kvar) 30 60 901组模块，两种电容/共补 2组模块，两种电容/共补 3组模块、两种电容/共补20+10 kvar（自动）1x（20+20）+1x (10+10)（自动）3x（20+10）（自动）共补分组容量设计120 150 1804组模块、两种电容/共补 4组模块、两种电容/共补 5组模块、两种电容/共补2x（20+20）+2x (10+10)（自动）3x（20+20）+1x (20+10)（自动）4x（20+20）+1x (10+10)（自动）4x（20+20）+1x (20+10)+1x (10+10)2106组模块、两种电容/共补 （自动）
3007组模块、两种电容/共补 9组模块、两种电容/共补5x（20+20）+2x (10+10)（自动）7x（20+20）+1x (10+10)（自动）备注： 1、投切低压电力电容器采用基于大功率磁保持继电器为开关元件的“同步开 关”，同步开关中杜绝使用可控硅以提高安全性及可靠性。 2、户内装置若配电房内有开关柜时，卖方提供设备要求与原开关柜同尺寸同 颜色采用硬母排可靠塔接。 3.2电气要求 3.2.1电器元件： 为保证低压无功补偿装置的安全运行，充分发挥补偿作用，提高功率因数，改善电压质量，降低电能损耗，特制定本要求。 3.2.1.1补偿装置 A 功能要求 A-1智能网络控制： 自动检测功率因素，根据用户设定目标功率因素智能决策。 容量相同的电容器补偿装置按循环投切原则，容量不同的电容器补偿装置按适补原则。电容器补偿装置先投先退，先退先投；补偿工况恒定时，电容器补偿装置每隔一段时间循环投切，避免单只电容器补偿装置长时间投运。所有电容器补偿装置均能执行以上投切原则。 A-2智能通讯：
电容无功补偿柜
电容无功补偿柜 一. 电容补偿柜之作用 :用以提高功率因数，调整电网电压，降低线路损耗，充分发挥设备效率，改善供电质量。 二.电容柜工作原理:用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压相位发生改变（即电流滞后于电压），因此电压波动大，无功功率增大，浪费大量电能。当功率因数过低时，以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端，它可根据用电负荷的变化，而自动设置。电容组数的投入，进行电流补偿，从而减低大量无功电流，使线路电能损耗降到最低程度，提供一个高素质的电力源。 三 . 电容补偿技术 :在工业生产中广泛使用的交流异步电动机，电焊机、电磁铁工频加热器导用点设备都是感性负载。这些感性负载在进行能量转换过程中，使加在其上的电压超前电流一个角度。这个角度的余弦，叫做功率因数，这个电流（既有电阻又有电感的线圈中流过的电流）可分解为与电压相同相位的有功分量和落后于电压 90 度的无功分量。这个无功分量叫做电感无功电流。与电感无功电流相应的功率叫做电感无功功率。当功率因数很低时，也就是无功功率很大时会有以下危害： ?增长线路电流使线路损耗增大，浪费电能。
?因线路电流增大，可使电压降低影响设备使用。 ?对变压器而言，无功功率越大，则供电局所收的每度电电费越贵，当功率因数低于 0.7 时，供电局可拒绝供电。 ?对发电机而言，以 310KW 发电机为例。 310KW发电机的额定功率为 280KW ，额定电流为 530A ，当负载功率因数 0.6 时 功率 = 380 x 530 x 1.732 x 0.6 = 210KW 从上可看出，在负载为 530A 时，机组的柴油机部分很轻松，而电球以不堪重负，如负荷再增加则需再开一台发电机。加接入电容补偿柜，让功率因数达到 0.96 ，同样 210KW 的负荷。 电流 =210000/ （ 380x1.732x0.96 ） =332A 补偿后电流降低了近 200A ，柴油机和电球部分都相当轻松，再增加部分负荷也能承受，不需再加开一台发电机，可节约大量柴油。也让其他机组充分休息。从以上可看出，电容补偿的经济效益可观，是低压配电系统中不可缺少的重要成员。 电容补偿柜工作原理及用途 用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压