電石爐高低壓補(bǔ)償以及設(shè)備參數(shù)

根據(jù)礦熱爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作特點(diǎn)，礦熱爐的系統(tǒng)電抗的70%是由短網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的，短網(wǎng)的損耗占據(jù)了系統(tǒng)自身損耗的70%以上，而短網(wǎng)是一個大電流工作的系統(tǒng)，最大電流可以達(dá)到上萬安培，因此短網(wǎng)的性能在很大程度上決定了礦熱爐的性能，由于短網(wǎng)的感抗占整個系統(tǒng)的70%以上，礦熱爐的自然功率因數(shù)很難達(dá)到0.85以上，絕大多數(shù)的爐子的自然功率因數(shù)都在0.7?0.8之間，較低的功率因數(shù)不僅使變壓器的效率下降，消耗大量的無用功，浪費(fèi)大量電能，且被電力部分加收額外的電力罰款，同時由于電極的人工控制以及堆料的工藝，導(dǎo)致三相間的電力不平衡加大，最高不平衡度可以達(dá)到20%以上，這導(dǎo)致冶煉效率的低下，電費(fèi)增高，因此提高短網(wǎng)的功率因數(shù)，降低電網(wǎng)不平衡就成了降低能耗，提高冶煉效率的有效手段。如果采取適當(dāng)?shù)氖侄危岣叨叹W(wǎng)功率因數(shù)，改善電極不平衡度，那么將可以達(dá)到以下的效果：A、降低生產(chǎn)電耗3%?6%；B、提高產(chǎn)品產(chǎn)量5%?15%。四、電石爐高、低壓無功補(bǔ)償方式選擇及依據(jù)：為了解決電石爐功率因數(shù)低的問題，目前一般采用電容補(bǔ)償?shù)姆绞絹斫鉀Q，常用補(bǔ)償方式分為高壓補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償兩種。高壓補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)：高壓補(bǔ)償優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，投資少，集中補(bǔ)償，占地空間較小。高壓補(bǔ)償缺點(diǎn)：之前，在我公司采用高壓集中補(bǔ)償手動投切電容器的方式控制補(bǔ)償容量。這種控制方式使高壓補(bǔ)償普遍出現(xiàn)下述問題：能夠提高供電線路的功率因數(shù)，避免電力部門的力率電費(fèi)罰款，但是不會改變無功電流在短網(wǎng)和變壓器低壓側(cè)的流轉(zhuǎn)和耗能，不能提高變壓器的有功出力，不能改變?nèi)嗖黄胶獾倪\(yùn)行工況。補(bǔ)償精度不高?？咳斯た刂仆肚?，在操作時，從觀察功率因數(shù)的變化，到了解負(fù)荷變化，再選擇各組電容器容量，最終采用投切電容器，操作人員的判斷與實(shí)際情況必然存在較大時差。出現(xiàn)該投未投，該切未切。因此人工操作投切，費(fèi)時費(fèi)力，補(bǔ)償容量都只能采用大組的方法，一般都是上千乏(kVar)一組，無法實(shí)現(xiàn)小組投切，如此必然使投切容量過大，同樣影響補(bǔ)償精度，另外，由于高壓操作的危險性，同樣使操作人員盡量減少投切的操作頻度，客觀上極難做到投切隨時。（3）傳統(tǒng)的人工控制補(bǔ)償手段由于存在上述問題，顯然已無法滿足電網(wǎng)安全，設(shè)備高效，經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化的現(xiàn)代化企業(yè)管理要求。尤其是各地對企業(yè)用電功率因數(shù)與電壓合格率提高標(biāo)準(zhǔn)，后，人工控制手段的落后更為明顯。（4）目前高壓補(bǔ)償采用的控制器，對于高壓電網(wǎng)，不能實(shí)現(xiàn)頻繁投切。（三）低壓補(bǔ)償特點(diǎn)（1）低壓補(bǔ)償優(yōu)點(diǎn)：方便維護(hù)，電氣元件容易更換。三相分開控制，根據(jù)各相電極的無功損失分相進(jìn)行補(bǔ)償。（2）由于電石爐整個配電網(wǎng)中，最大的無功消耗在短網(wǎng)上，當(dāng)?shù)蛪貉a(bǔ)償補(bǔ)償了低壓側(cè)短網(wǎng)的無功功率后，同樣能夠提高供電線路的功率因數(shù)，避免電力部門電費(fèi)罰款（功率因數(shù)時，電力公司對用電單位進(jìn)行處罰）。□COS<0.9（3）同時提高變壓器的有功輸出能力，提升變壓器二次電壓，有利于電石爐電極的下插，單項(xiàng)控制，分相動態(tài)補(bǔ)償可使達(dá)到三相功率平衡。使電石爐的功率中心、熱力中心和爐膛中心重合。使坩堝擴(kuò)大，熱量集中，提高爐而溫度，使?fàn)t內(nèi)反應(yīng)加快，達(dá)到降耗和增產(chǎn)的目的，增加了電石爐的使用壽命。綜上可見：依據(jù)無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t，哪里需要哪里補(bǔ)，根據(jù)變壓器自身的鐵損、銅損及其容量，根據(jù)流轉(zhuǎn)于短網(wǎng)、電極等處大量的無功功率，動態(tài)分相補(bǔ)償足量的低壓補(bǔ)償為最佳的補(bǔ)償方式。五、選擇低壓無功補(bǔ)償對電石爐的影響：（一）短網(wǎng)電壓在補(bǔ)償后明顯提高，便于電極適度深插，特別有利于在埋弧狀態(tài)下擴(kuò)大熔池體積，提高熔池溫度，能夠在增加產(chǎn)能的同時減少熱耗散。（二）提高產(chǎn)能、產(chǎn)量，降低爐變自身損耗率和電爐能量損失率，降低產(chǎn)品單耗。（三）低壓補(bǔ)償分相補(bǔ)償于短網(wǎng)末端，充分實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償原則。采用動態(tài)分相補(bǔ)償，可平衡三相電極功率，減少熱能在電極間流轉(zhuǎn)的消耗。六、電石爐低壓補(bǔ)償選型：（一）補(bǔ)償電容量的正確選擇，是獲得良好補(bǔ)償效果的重要環(huán)節(jié)，具體選擇時，可考慮如下幾個因素：（1）供電變壓器的空載無功補(bǔ)償一般可選變壓器總?cè)萘?%的并聯(lián)電容器作為固定補(bǔ)償，以補(bǔ)償變壓器的空載無功損耗。（2）確定多路補(bǔ)償?shù)娜萘刻荻攘私庥秒娯?fù)荷的最大值、最小值、負(fù)荷的波動情況，根據(jù)具體情況以確定電容器的投切步長和分組路數(shù)，做到對無功變化的精確跟蹤。（3）平衡補(bǔ)償、分相補(bǔ)償、復(fù)合補(bǔ)償?shù)倪x擇確定三相負(fù)荷的不平衡程度，必要時需進(jìn)行現(xiàn)場測量，以確定采用三相平衡補(bǔ)償還是采用復(fù)合補(bǔ)償方式。當(dāng)三相嚴(yán)重不平衡時，最好選用適當(dāng)容量的分相補(bǔ)償。（4）確定補(bǔ)償電容器的總?cè)萘繙y量自然功率因數(shù)，確定目標(biāo)功率因數(shù)，根據(jù)兩者之差確定所需要的無功補(bǔ)償總?cè)萘?。若已知：有功功率P，自然功率因數(shù)，目標(biāo)功率因數(shù)。則所需補(bǔ)償?shù)碾娙萜骺側(cè)萘繛門OC\o"1-5"\h\z1DC0S2DCOSQ=P-二］IVcos2^-1VCOS2^-1I1127根據(jù)變壓器超負(fù)荷運(yùn)行時1.2倍計(jì)算，還有根據(jù)電容器在額定的電壓下可以達(dá)到額定輸出量電容器在使用過程中因?yàn)樽陨頁p耗綜合以上三點(diǎn)我公司對補(bǔ)償量要求為變壓器額定功率補(bǔ)償?shù)?.6倍計(jì)算。Q=12660KvarX1.6=20256Kvar，因此我公司30000KVA電石爐在補(bǔ)償20256Kvar可滿足需求。二）補(bǔ)償點(diǎn)的選擇（1）對于高壓供電系統(tǒng)，在變電站35千伏母線上裝設(shè)集中補(bǔ)償方式的并聯(lián)電容器組，只能增大變壓器與35千伏母線之間及上一級電壓等級線路的功率因數(shù)，對變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)值不能改變，短網(wǎng)上各配電變壓器所提供的無□COS功功率仍需從這里送出，各送出線路上的線損不能降低。所以對于高壓供電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償，最好選擇隨線路上配電變壓器裝設(shè)低壓無功補(bǔ)償裝置，進(jìn)行分散補(bǔ)償方式。這種方式易于根據(jù)無功負(fù)荷需要選擇補(bǔ)償容量，具有“哪里缺在哪里補(bǔ)，缺多少補(bǔ)多少”，同時還能把一級電壓等級的線路線損降低一部分的特點(diǎn)。電爐低壓電容補(bǔ)償裝置，能夠降低變壓器一次及二次電流，提高二次電壓及一次側(cè)功率因數(shù)，將三相功率不平衡保持在穩(wěn)定爐況條件下，爐內(nèi)熔池?zé)釁^(qū)擴(kuò)大、冷區(qū)縮小，減小冶煉的斷孤時間、縮小死區(qū)，提高冶煉強(qiáng)度及反應(yīng)效率，增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量，降低電單耗，有效降低產(chǎn)品的單位成本。

電石爐低壓短網(wǎng)動態(tài)無功補(bǔ)償裝置參數(shù)序號元件名稱參數(shù)名稱技術(shù)參數(shù)主要硬件設(shè)備技術(shù)性能1電容器類型自愈式低壓并聯(lián)電容器額定電壓250VAC允許工作電壓1.1倍額定電壓額定容量26kVAR數(shù)量273只總?cè)萘?500kVAR允許工作電流1.43倍額定電流耐壓極間2.15倍額定電壓10秒，極-殼3000V60秒損耗角正切值tga^0.001自放電特性斷電后5分鐘之內(nèi)電壓低于30V制造商蘇容、西容、桂容感抗與電容器匹配2電容器柜結(jié)構(gòu)及分?jǐn)嗄芰Σ坏陀贕GD3（GGD3—承載熱穩(wěn)定電流（1秒）有效值50千安；峰值105千安；最大額定電流3150安。）柜內(nèi)架構(gòu)材質(zhì)304不銹鋼冷卻方式自然風(fēng)冷尺寸（寬X高X長）1100X2200X1000mm數(shù)量12面3熔斷器額定電流125A分?jǐn)嗄芰?00V120kA數(shù)量273套

制造商德力西等國內(nèi)大廠4接觸器類型電容切換專用接觸器額定電流、電壓125A380VAC控制電壓220VAC瞬態(tài)限流功能有電壽命10萬次（120次/小時）數(shù)量288只5互感器、電流表變比800/5精度等級0.5數(shù)量144套6PLC柜尺寸（寬X高X長）1000X2200X600mm防護(hù)等級IP42冷卻、照明方式強(qiáng)制風(fēng)冷、自帶照明7PLC運(yùn)算速度N0.05us存儲器容量^512k數(shù)字量輸入^310數(shù)字量輸出^146模擬量輸入^24點(diǎn)模擬量轉(zhuǎn)換精度^13位模擬量輸入隔離單獨(dú)一對一配置四線制隔離器數(shù)字量輸出隔離輸出點(diǎn)一對一配置中繼隔離通訊接口Profibus-DP制造商西門子等8觸摸屏尺寸^10.4寸LCD類型彩色TFT面板防護(hù)等級IP66控制變量顯示數(shù)@048通訊接口工業(yè)以太網(wǎng)制造商與PLC同?制造商

9中間繼電器額定電流12A控制電壓DC24V或AC220V10信號隔離器輸出類型4-20mA供電電源DC24V隔離類型三端口隔離11電源類型24V開關(guān)電源輸入電壓176-550VAC輸出電壓DC24V輸出電流^15A12電量采集儀一次側(cè)分相電參量實(shí)時采集并能顯示各相功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功率、電壓、電流、諧波電壓、諧波電流等一次側(cè)三相電采集實(shí)時采集并能顯示累計(jì)有功電度、累計(jì)無功電度、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功率、電壓、電流、諧波電壓、諧波電流等13補(bǔ)償短網(wǎng)銅材材質(zhì)T2銅管尺寸70X10mm銅管聯(lián)接方式同心對焊電容器與補(bǔ)償短網(wǎng)間導(dǎo)體25mm2阻燃電纜補(bǔ)償短網(wǎng)與電爐短網(wǎng)聯(lián)接方式螺栓連接絕緣處理外露導(dǎo)體全部用云母帶、保護(hù)扎帶包裹，涂裝環(huán)氧樹脂及絕緣漆鋼材生產(chǎn)商洛銅、遼銅等國內(nèi)一級大廠控制系統(tǒng)主要功能14觸摸屏狀態(tài)參數(shù)功率因數(shù)顯示各相及總體參數(shù)視在功率、有功功顯示各相機(jī)總體參數(shù)

率、無功功率電度顯示有功及無功電度電壓、頻率、電流分相顯示爐變一次側(cè)、二次側(cè)、以及補(bǔ)償系統(tǒng)參數(shù)接觸器狀態(tài)實(shí)時動態(tài)顯示每只接觸器投切狀態(tài)，并顯示各分相投用接觸器數(shù)量及總量溫度顯示補(bǔ)