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媒体公告

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关于矿热炉高、低压及无功补偿的原理和电路图

  矿热炉是生产镍铁、铬铁、锰铁、电石、镁锰等领域的重要生产设备,耗能巨大,其电能的成本约占到全部成本的70%以上,从国家的发展方面来看,我国“十二五”规划的目标中明白准确地提出对能耗的要求定量指标是全国单位GDP能耗需要降低16%,节能是科技发展的首位,且以节约为优先原则,而冶金行业能耗约占全国总能耗的11%,属于能耗大户。

  从矿热炉本身结构来看,他属于大电流设备,其电流主要流向是由:炉用变压器→短网(铜排→软电缆→导电铜管)→电极,而且由于现实安装中空间存在限制,所以三项短网不可能做到大小和形状完全一样,而当大量无功电流流过大小和形状不一的短网时,更会加剧三项的不平衡,进而影响冶炼的效果。从以上能够准确的看出,提高功率因数、平衡三项功率是矿热炉行业不可避免要解决的问题,而且矿热炉一旦建成,矿热炉本身的电气参数就固定下来了,如果在尽量不改变矿热炉工艺的前提下高功率因数,那么无功补偿这是一种较为简单处理问题的方法,根据无功补偿接入点的不同,无功补偿分为高压补偿和低压补偿两种形式。

  由图2可知Θ1为补偿前的功率因数夹角,Θ2为补偿后的功率因数夹角,但并联电容后U̇与I的夹角变为Θ2,即cosΘ增大,功率因数增加。

  图3 高压补偿原理图矿热炉系统运行时会产生谐波,谐波对系统的运行会产生很大的影响,低压侧的谐波在经过变压器后衰减将会很大,所以谐波对补偿装置影响很小,补偿装置系统的可靠性较高。

  由于是在高压侧加装了电容装置电流I1减少,由于减少的是无功电流,保证了变压侧的稳定性,提高了功率因数,但是负载侧的功率因素仍然不变。国家供电部门明确规定功率因数低于0.9的要对公司进行罚款,功率因数越低,罚款越高,,所以高压侧无功补偿可以轻松又有效地规避供电部门的罚款,但是变压器的输出功率并没有因此得到提高。所以其对提高矿热炉的生产产量和短网三项平衡问题并没有一点帮助。

  矿热炉的无功消耗主要是变压器和短网上,相对于高压侧补偿,低压侧补偿是通过补偿装置实现感性负荷所需的无功功率由容性负荷无功功率补偿,使功率因数角减小,达到提高功率因素的目的,这样也会大幅度的降低变压器和短网中的无功损耗,而提高变压器的输出能力,达到增产的目的。

  同时低压补偿也可以使低压侧的电流减少,对于新建的矿热炉,减少了设备的容量,节省了成本。图4是矿热炉低压分相补偿原理图由于矿热炉三相短网布置的不平衡,导致电极之间产生很大的温度差,不利于炉内还原反应的顺利进行,低压无功补偿是分相进行的补偿,能调节风险补偿的容量,使三相电极的电压尽可能保持一致,平衡三相,减少三相不平衡的问题,利于矿热炉的生产。

  2)高压侧无功补偿保证高压侧电压相对来说比较稳定,电容的安全性能够获得保证,而且方案简单,投资较少,容易操作。

  3)低压侧无功补偿能大大的提升变压器的有功输出和使用效率,并且降低变压器和短网的损耗,改善三相不平衡的问题,改善产品质量。