12500KVA矿热炉低压侧 功率因数补偿12500KVA矿热炉低压侧 功率因数补偿
12500KVA矿热炉低压侧 功率因数
补偿
一、概述
在铁合金行业中,生产用主要设备是矿热炉;矿热炉在生产过程中产生大量的无功功率,自身功率因数很低,直接影响矿热炉的生产能力;由于功率因数低而达不到供电部门考核指标要求(功率因数0.9)而造成的罚款,长期困扰着许多企业,给这些企业造成很大的经济负担。所以,提高矿热炉的功率因数是提高生产能力的当务之急。
二、方案比较
提高功率因数有两种方法,一种是在高压侧进行无功补偿;一种是在低压侧进行无功补偿;两种补偿方式补偿后对比如下:...
12500KVA矿热炉低压侧 功率因数补偿
12500KVA矿热炉低压侧 功率因数
补偿
一、概述
在铁合金行业中,生产用主要设备是矿热炉;矿热炉在生产过程中产生大量的无功功率,自身功率因数很低,直接影响矿热炉的生产能力;由于功率因数低而达不到供电部门考核指标
(功率因数0.9)而造成的罚款,长期困扰着许多企业,给这些企业造成很大的经济负担。所以,提高矿热炉的功率因数是提高生产能力的当务之急。
二、
比较
提高功率因数有两种方法,一种是在高压侧进行无功补偿;一种是在低压侧进行无功补偿;两种补偿方式补偿后对比如下:
高压补偿低压补偿
功率因数高于或接近0.92高于或接近0.92
提高电压限高压电网侧高压电网和短网电压均可
补偿的范围限高压电网接入点之前的所有网络
增加产量不可以增产可增产10%以上
降低电耗不可降低用户电耗可降低用户电耗3-5%
炉况不可以稳定炉况可改善炉况使其更稳定
三相不平衡不可控制可控制
产品质量不可以改善可提高合格率和品
由此可见低压补偿更优于高压补偿,所以提高矿热炉的功率因数首选低压无功补偿的方法。
三、低压无功补偿的原理
在电力电网中由于感性贮能元件的存在(一般情况为电动机和变压器的线圈),便形成无功电流在电源与负载流动。无功补偿就是采用容性储能元件与感性元件并联,使这一充放过程在两个贮能元件之间进行,缩短无功电流的路径,从而达到减少无功损耗,降底线路压降的目的,所以在一般情况下,无功补偿按照就近补偿的原则来考虑。基于降低矿热炉短网上无功电流和平衡三相功率两方面考虑,我们根据矿热炉三电极及短网的布局,将无功补偿接入点向电极靠近,将补偿点选在短网与电极连接处,进一步缩短无功电流流经的路径,把短网与炉变二次侧因无功电流往返引起的损耗降下来。同相间跳线处的连接汇流铜板上,以最大限度地降低短网无功损耗。四、低压无功补偿的特点
根据矿热炉三相电极运行特点,在
上我们采取了三相不等量就地分相补偿,调平三相功率的方案,系统特点主要体现在以下几个方面。
1.将补偿的接入点选择在短网相间跳线处的连接汇流铜板上,以最大限度地降低短网无功损耗。
2.在补偿方式上,我们采取了分相就地补偿即三相补偿围绕各自的接入点,分开就近布置,以降低补偿短网上的线路无功补偿容量损耗,同时节省用户在补偿短网上的投资。
3.为达到将三相功率调平的目的,我们将每相补偿容量分为静态和动态补偿两大部分,三相静态补偿直接同时投入,将三相功率基本拉平,在此基础上,动态补偿控制系统采集系统相关信号,依据我们内置的算法,达到将三相功率最后调平的目的。
4.在达到调平三相功率目的的基础上,为保障整体设备的使用寿命,尤其是其中的关键部件--电容器的平均使用寿命,在控制上我们采取了"先进先出"的原则,即每一最小基本单元的投入或切除的必要条件是:该单元前一相邻单元己投入或己切除。这样可保证动态部分的每一最小单元在使用时间上均大致相等,从而保证了整体设备的使用寿命。
5.为降低投切电容器时的冲击电流,在每一最小单元投切时,我们采取了相应的限流措施,以将其投切峰值电流限制在电容器对冲击电流能承受的范围之内,以延长电容器的使用寿命。
五、低压无功补偿方案
12500KVA矿热炉,
矿热炉功率因数只有0.77左右。
1.补偿量计算
计算出这台容量为12500KVA的变压器,在负荷1.3倍的情况下,需要选用耐压250伏的电容,在140伏电压时工作,把功率因数由0.77补偿到0.90以上时,需要将近19440千法的电容容量;
装置的组成 2.
控制系统采集高压侧PT柜过来的电流、电压信号,经过计算得出现场每相实际功率因数,经与设定功率因数比较,来决定各相电容器组的投切,以达到各相功率因数达标和平衡。
六、方案的特点
A.控制系统
控制系统采用我公司独立研发制造的"矿热炉电能质量控制系统",系统采用PLC、触摸屏和电能质量智能检测仪表实现功率因数的网络化、智能控制。系统具有单相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数的检测、显示和功率因数的实时控制;采用大屏幕触摸屏进行系统
的实时设置和修改,设置参数和实时检测数据的显示。操作简单,使用方便,调节灵活;数据采用网络传输,安全可靠,抗干扰能力超强,适用于各种复杂环境的工业现场。系统采用网络化设计,结构紧凑,重量轻,耗电省。
B.电容选择
电容选用电容器厂生产的纯干式电容,其元件采用进口元件,国外进口全膜,全套意大利设备、生产工艺一次性封装生产而成。其特点是耐冲击,抗谐波干扰,不容易老化,经久耐用,我们在多台矿热炉低压补偿系统中使用,效
一般市场上,大都选用油溱式电容或工业腊封的半干果非常好,但价格比较贵;
式电容。这两种电容造价比较低(油溱式电容电容比纯干式电容低50%、腊封半干式电容低30%),不耐冲击,老化快,一旦发生泄漏会造成污染、中毒等现象,甚至有爆炸的可能性。
C.电容一次投切元件
电容一次投切元件采用真空接触器,真空接触器的接触系统由动、静触头和真空灭弧室组成,真空灭弧室采用新型触头材料一次封排而成。适用于投切频繁的矿热炉无功补偿系统,由于矿热炉的工作特性,在电弧变化时有一定量的冲击电流和浪涌电流,对溶性负载的电容一次投切元件会造成很多次的瞬间冲击,这种冲击对普通接触器的触头是致命的。而相对于有真空灭弧室作为接触空间的真空接触器,却起不到干扰或损坏。所以在实际工作中我们发现,在矿热炉无功补偿系统中,使用普通接触器造价虽然低,但是一年以后完好率为55%左右;使用真空接触器造价相对高一点,一年以后完好率为100%、二年以后完
左右。 好率为92%
投切元件及其它所用电器元件全部采用上海人民集团正品
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