矿热炉低压无功功率补偿技术之比较

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1、矿热炉低压无功功率补偿技术之比较---低压直连电容器无功功率补偿和低压升压无功功率补偿更容易谐波没有数据分析低压升压补偿对于系统的安全不利。究其根源，仅在于补偿电流极大、致使其与变压器之间只能固接连接。由此，变压器的后续系统中将始终具有极大的电容，连接的线路中又具有较大的电感、即补偿短网的感抗。当变压器分、合闸时，由于过渡过程中高频分量的激励，该电容内部的电场与该电感周围的磁场之间将交替进行能量交换，从而产生典型的L－C振荡。又由于所带电容远大于常规情况下的杂散电容和对地电容，易知其共振频率将远低于常规情况下的数值，从而该频

2、率的过渡电压则将可有极高的幅值。若分、合闸的瞬间恰值某一相的相位过零，则相应的过电压将极可能超过标准允许的水平；若如此，将有可能危及到系统的安全、尤其是将严重威胁到变压器的安全。1、关于低压补偿在实际项目中，常有采用低压补偿的倾向；但笔者认为其具有如下缺陷。⑴低压补偿所涉及的造价偏高；其理由如下。理由之一，是其电流颇大；为此就须采用补偿短网，从而须有相应的成本。理由之二，是电容器组的额定电压难以与其实际运行电压相符；为能够充分补偿，则装机容量将随电压的平方成正比地增大，从而将使购置成本增大。理由之三，是补偿短网中所消耗的无功

3、容量颇大；为弥补该部分无功消耗，则将致使电容的装机容量进一步增加、购置成本也将随之增加。理由之四，是低压补偿电容的生产厂家较少，从而其竞争不够充分，利润水平也将随之增加。并且，产品质量、技术进步等方面也可能因缺乏竞争的驱动，使得损耗、可靠性及寿命等各相关的技术指标难以不断提高。答：矿热炉低压补偿（以下简称低补）的造价较之高补或中补要高，一般在150－250元/KVar。①硬件成本高是主要原因。除上述理由一、二外，因低补装置离炉膛越近补偿效果越好，势必造成其工作环境温度高，粉尘大，所以，低补装置必须有良好的降温除尘措施，所采用

4、的元器件也必须要求耐温防尘等级较高。②系统结构复杂是另一原因。由于低补均采用计算机控制的自动控制，以实现动态补偿，所以，其控制系统技术难度大，开发成本高，而高补或中补极少采用动态补偿，基本没有控制系统。但动态补偿一直是无功功率补偿追求技术进步的重要手段，只有动态补偿才有可能实现无功补偿效能的最大化，才能动态跟踪无功功率的变化，而矿热炉的无功功率是变化的。至于低补中因电压问题追加的补偿量，这是由于电容器的特性决定的，是必须的，这与普通电气设备的额定值与实际值不相等，且额定值一定是大于实际值的是同样的道理，并非补偿短网消耗的无功

5、颇大所致。由于低补补偿电流一般为电极电流的20%左右，其消耗的无功较之电极无功要少得多；另外，低补短网每相大都只需单根铜管，进出共两根铜管，自然形成了逆并结构，能有效减少无功消耗。因此，在进行低补补偿容量设计时，无须专门增加容量。一般保持10%左右的补偿余量是出于控制富裕容量的考虑，以备电炉参数波动、电容器容量自然衰减，同时满足低补装置自身消耗之用。针对竞争少，利润高，技术进步慢的问题，考虑到任何一项新产品，新技术上市初期价格均较高，主要原因是技术开发商承担了巨大的开发成本，同是承担较大的市场风险，这是符合市场惯例的。但是，

6、我公司矿热炉低压补偿已经过了近7年的市场运行，近年每年均有20－30台套进入市场，基本实现了批量生产，成本已有较大幅度降低，公司出于占领市场的考虑，已较大幅度地压缩了利润比例，故，目前本装置的利润已控制在相对合理而偏低的水平。至于技术进步问题，我公司自产品上市以来，已作了至少3次以上重大改进。当然，低压补偿是基于并联电容器的无功补偿技术，其根基是不能改变的(我公司正在研制非电容器进行无功补偿的新技术，不日即可面市)。反观高压补偿和中压补偿技术，面市已有近80年，但其至今仍然使用并联电容器的静态无功补偿技术，其技术升级速度难以

7、用大来形容。⑵答：该问题中所阐述的根源是高压和中压补偿才有的固有问题，也是高压中压补偿运行中常见问题，对于包含高中压补偿在内的静态补偿不能在失压时自动断开电容器的补偿系统，确实存在以上问题。我公司早已采用全部动态补偿，低压补偿系统在变压器分合闸时会自动断开电容器，因而避免了上述风险，同时在电炉系统稳定运行后才再投入电容器。另一方面，高压补偿和中压补偿采用了全投全切的方式，在投切的瞬间电流变化剧烈，并会产生浪涌电流、操作过电压和开关虚断重燃现象，严重影响系统安全运行。而低压补偿采用大电流分小电流，在同样容量下浪涌电流、操作过电

8、压、开关虚断重燃现象比高中压补偿小了“大电流分小电流步长”的倍数，对系统安全是一种有效保护。在我公司已安装运行的近100台低补装置中，从未因上述原因造成不安全事故。⑶低压补偿时电容器的寿命较差。究其原因，是其电压过低，从而其绝缘的相关要求将远低于散热的相关要求；其结果，将使内部的散热能力降