电石炉低压无功功率补偿探析

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1、电石炉低压无功功率补偿探析摘要：电石炉是一种高载能电冶炉，具冇电阻电弧炉特性。在通常电石炉生产中，配料合理、操作工艺合理的条件下，电石炉生产要取得高产、优质、低耗，取决于电炉的功率因数、电效率、热效率。电石炉变压器的视在功率与功率因数有密切关系，改善功率因数，而增加有功功率，提高电效率、热效率。关键词：低压侧;无功补偿;探析中图分类号：C35文献标识码：A电石炉功率因数是由炉内电弧及炉料(生石灰与碳索按一定比例混合而成)的电阻和电源回路中变压器、短网、导电鳄板、集电环、电极的电阻和电抗值决定。表达式为：Cos©二(R+r)/V(R+r)²+x²式中R是炉料电阻、r和x是

2、电源回路中的电阻和电抗。电源冋路中的电阻和电抗取决于设计安装的短网和电极布置，电阻与运行时短网上各载流部件的电流密度有关，变化可以忽略不计。决定炉子运行时功率因数的主要因素是炉料的电阻。电石炉比其他电冶炉的电阻小，功率因数也相应低，特别是大功率的电右炉的口然功率因数比较低，一般在0.83左右，为了满足电炉生产需要，达到高产、优质、低耗，降低生产成本，电石炉上安装电容补偿装置来提高功率因数。在大功率电石炉采取以下三种电容补偿型式:第一种补偿型式：高压并联电容补偿装置，安装在电炉变压器高压侧,根据供电方式、用电负荷情况选择补偿容量、保护方式及安装方法。虽然提高了电网功率因数，改善供电质量，但是

3、，不能直接改善电石炉的功率因数，不能提高炉子的电效率，发挥电炉生产能力意义不人。第二种补偿型式：中压并联电容补偿装置，主要用于三相、分相有载调压电石炉，一般较少采取这种补偿方式。第三种补偿型式：低压并联电容补偿装置，由于电石炉变压器二次侧具冇电压低、电流大，以及负荷、电压冇一定变化范围的特点，低压并联电容补偿要有与之相适应的技术特性。在80、90年代，采取低压并联电容补偿方式，由一台相当容量、电压在一定范围内调节的补偿变压器和并联电容器、电抗器等构成。其原理：补偿变压器一次侧与短网并接，补偿变压器二次电压设计标称电压10.5KV,电容器额定电压11KV。在补偿变二次侧安装一台真空开关、串联

4、电抗器及并联电容器，由电容器产生无功功率，一部分补偿电炉变的无功损失，一部分通过电炉变由系统吸收，就可以改善炉子的功率因数，提高电炉变的出力，提高炉内的有功功率。该补偿装置投资大，设计施工复杂，维护工作量大。随着科学技术不断发展，电石炉无功补偿技术利用现代控制技术和短网技术将大容量、大电流的超低压电力电容器组接入电炉二次侧的无功功率补偿装置。不再经过补偿点前的短网、变压器及供电网路，直接将该装置与集电环并接，对炉子进行无功功率补偿，在提高功率因数、消除谐波的同时，提高变压器的有功输出率，降低变压器、短网的无功消耗。该装置并联补偿电容器组采用自愈干式电容器，内置压力切断防爆装置，自愈性强，使

5、用寿命长，加装不同比值的电抗，专用电容投切器抑制浪涌电流。采取就地补偿，使电炉的功率因数在0.92以上运行，降低短网和一次侧的无功消耗，消除5次、7次谐波，调平三相功率，抑制闪变,提高变压器的输出能力。该装置设计重点采用分相动态补偿，使三相功率不平衡度下降,达到三相功率相等，使电石炉的功率中心和炉膛中心相重合，使熔池扩大，热量集中，提高炉内温度，使反应速度加快，达到提高产品质量，降耗和增产的目的。我省遵义联合电化设计安装三台3*6670KVA电石炉，电炉变是由三台单相6667KVA变压器，等边三角形布置，容量20000KVA,一次供电电压110KV,35档有载调压，二次电压常用级电压170

6、V,最高级电压260V,最低级电压90V,不停电压放电极。单台电石炉生产能）］40000吨/年电石，生产能力120000吨/年标准电石。设计选用低压并联电容器无功补偿装置,即直接将并联电容器与电炉变二次侧电极系统并接。电炉变低压侧进行补偿，使补偿点上连接的无功补偿装置既能尽可能多的补偿系统无功，同时要兼顾短网的合理接入，减少冶炼环境及操作维护等不利因索带來的影响。根据电石炉额定参数及运行情况，按照炉变长期1・50倍过载运行，使运行功率因数由0.83提高到0.95,低压补偿安装采用单相补偿方式，每相分别控制，动态调节各自功率因数。柜内主母线采用铜管母线，支母线采用铜母排。柜内安装温度传感器，

7、实时监测柜内温度变化，自动启动通风设备，保证设备处于良好的工作环境，并能够在温度超过设定值时系统退出运行。在控制回路配置稳压电源确保交流配电不正常时补偿设备能够可靠工作，补偿设备运行时，实时动态补偿系统无功，使功率因数提高到预设值•配置电炉专用后台监控设备，将电炉运行参数实时传送到电炉操作平台，指导工作人员操作。功率因素要达到比较理想状况，综合考虑电炉的几何参数，以及电气参数，必须合理选择补偿电容器的容量。该公司1#电炉