山西朔州天成電冶35kV礦熱爐高壓無功補償

一、項目概況

朔州天成電冶有限公司,，主要產品為：高碳鉻鐵等鐵合金產品,。主要設備有12500kVA礦熱爐電爐3臺,，生產設施配套齊全,，生產工藝居于國內先進水平,。
隨著生產規(guī)模的擴大，對無功補償設備進行擴容和改造以改善電能質量的需求日益緊迫,。按照工廠的礦熱爐等設備連續(xù)運行實際情況,，對兩臺礦熱爐之高壓35KV總進線進行了測量：
如下圖所示，無功功率主要在11.97Mvar上浮動,，局部時間可達到13Mvar以上,。功率因數主要在0.83上浮動。

二,、技術方案

電爐屬于連續(xù)生產方式,，即：放電極-送電-上料-燜燒-出爐，在送電和出爐階段,，低次特征諧波沖擊比較大,。首先，表現在高壓線路上功率因數PF較低,，平均值在0.81左右,，當有功功率穩(wěn)定在18MW時，功率因數0.83,；無功功率主要在9.575Mvar～13.87Mvar范圍內變化,。
對如此大用電系統來說功率因數遠低于國家管制標準。對用戶來說,，功率因數過低會造成很大一部分電費支出在力調電費上,；且從變電站計量點到達電冶廠的35KV線路線損會加大，提高功率因數將有助于降低線路上的輸送電流進而降低線損,。
其次,，對于變壓器來說負載率過高，將降低其用電裕量,，不利于產能的增加,，也不利于變壓器本身長期安全穩(wěn)定運行，其使用壽命將大受影響,。在無法增加變壓器容量的現實情況下,，加裝無功補償裝置以抬升變壓器的使用裕量將是最佳解決方案。建議在35KV高壓總進線側做集中補償為宜,。對于兩臺礦熱爐運行時候的不同工況來說,采用分組自動投切的方式進行優(yōu)化補償,。
根據以上實際測量計算可知：基波補償容量Qc＝6345kvar，額定安裝容量9125kvar,，取整定值9600kvar,。無功需求變化大,，建議容量9600kvar的補償裝置可以分為兩組自動投切，支路容量按1：1分別為：4800kvar,、4800kvar,，單臺礦熱爐運行的時候投入4800kvar，兩臺爐子運行的時候投入兩組補償支路,，以滿足礦熱爐不同工況下對無功的需求,。
由于系統存在一定程度的諧波，特別是開爐和出爐的時候低階次3次諧波對系統沖擊大,，補償無功的同時,，必須采取抑制諧波的施，建議高壓采用統一的13%電抗器,，單體電容器元器件選擇13KV額定電壓等級,，兩級電容器串并聯。
系統一次圖如下：