12500KVA电石炉二次低压无功动态补偿可行性研究报告.doc

矿热炉无功补偿项目可行性研究报告　　　　　　　　　　　　　　　　　　12500KVA电石炉二次低压无功动态补偿可行性报告设计单位：西安XX冶金设备有限责任公司 时　　间：二〇一一年八月九日目　　录第一部分 技术简介 3第1节 概述 3第2节 可行性方案分析 4第3节 技术特点 5第二部分 技术方案 6第1节 电炉变压器运行参数 6第2节 技术方案 6第3节 技术风险分析 6第4节 安装与维护 7第5节 设备工作条件 7第三部分 商务方案 8第1节 工程造价 8第2节 效益分析 8第四部分 公司简况 9第1节 公司简介 9第2节 公司专业技术成果 9第3节 案例 10第4节 荣誉证书 11第一部分 技术简介第1节 概述矿热炉冶炼变压器大都处于高无功运行状态，其短网上大量的无功消耗及由此产生的大幅度的网路工作电压降是导致低产量，高电耗的主要原因短网的低电压大电流特征决定了短网会产生大量的无功功率，无功功率会严重占用变压器荷载，制约了变压器输送有功的能力，致使炉变功率因数较低，一般不超过0.83；特别是三相矿热炉变压器的短网布置长度不等，从而导致三相功率不平衡，加上冶炼电弧变化所产生的无功在炉变和短网上流转，加剧了整个矿热炉的无功损耗。

解决矿热炉的高无功运行状态，提高功率因数和改善矿热炉的运行状况，只能进行无功补偿第2节 可行性方案分析： 1．第一方案：一次侧高压补偿高压补偿是在12500KVA电石炉的35KV电网侧加装高压补偿装置实施35KV高压电力补偿，达到提高功率因数和改善运行参数的目的，是成熟技术,它可以降低一次供电网路损耗，提高功率因数,但对解决矿热炉能耗高和产量低的问题是无能为力的2．第二方案：二次低压补偿矿热炉二次低压补偿是属于将原成熟的就地补偿技术应用到矿热炉的二次低压侧，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矿热炉二次侧的无功补偿装置大量无功电流将直接经低压电容器回路流转，从而不再经过补偿点前的短网、变压器及供电网路，在提高功率因数的同时，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不仅是就地补偿原理的最好体现，还可以使矿热炉的功率因数在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、提高变压器的输出能力控制的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，使钳锅扩大，热量集中，提高炉面温度，使反应加快，达到提高产品质量，降耗和增产的目的。

RCH矿热炉动态无功功率补偿装置补偿技术，无论在提高功率因数、吸收谐波，还是在增产降耗、改善指标的效果上，都有着高压补偿无法比拟的优势属可靠、成熟技术3．高压补偿和矿热炉二次侧低压补偿的区别高压补偿是在电炉变压器的高压供电电网加装高压补偿装置实施高压电力补偿，达到提高功率因数和一次侧电压和改善运行参数的目的，该技术已在很多大容量的矿热炉上应有，是成熟技术，贵公司也在应用，它可以降低一次供电网路损耗，提高功率因数但对解决矿热炉能耗高和产量低的问题是无能为力的在高压侧补偿后，高压网络的功率因数可以达到0.95以上，但电炉变压器的功率因数仍为0.83左右，这只对供电部门有利，对电力用户没有多大好处 矿热炉二次低压补偿是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石炉的二次侧的无功补偿装置该装置不仅是就地补偿原理的最好体现，还可以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、调平三相功率、提高变压器的输出能力，使三相功率不平衡度下降，电炉的功率中心、热力中心和炉膛中心相重合，使钳锅扩大，热量集中，提高炉面温度，使反应加快，达到提高产品质量，降耗和增产的目的。

无功功率补偿的特点只能补偿它接入点之前的无功损耗，从上图可以看出，高压补偿只能降低一次供电网络损耗，提高功率因数二次低压补偿不仅能降低一次供电网络损耗，还能使电炉的功率因数在0.92以上运行、降低短网系统的无功消耗，提高变压器的输出能力，使更多的有功功率直接输送到电极端高、低压补偿对照：高压补偿 矿热炉二次低压补偿功率因数 0.92以上 0.92以上 提高电压 仅限35KV侧 35KV和短网电压都可以补偿的范围 仅限35KV网络 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 不可以降低电耗 可降低电耗5% 以上炉 况 不可以稳定炉况 可改善炉况使其更稳定三项不平衡度 不可控制 可控制产品质量 不可以改善 可以提高合格率和品位第3节 技术特点1、 应用自主开发的“矿热炉低压二次补偿”专用软件，实现计算机自动跟踪、自动控制的动态补偿，反应时间达0.2ms。

2、 运用分相不等量补偿法，有效平衡三相功率3、 在大量实验基础上，率先建立了矿热炉无功分布数据库，创建了矿热炉无功分布数学模型，准确掌握系统无功分布，选择最佳补偿位置4、 采用大电流大容量超低压电容器控制技术和短网技术，控制更精确5、 联合开发专用超低压自愈干式电容器，采用德国进口基膜，银锌覆膜，内置压力切断防爆装置，自愈性好，寿命更长加装不同比值的电抗，结合施耐德专用电容投切器抑制浪涌电流，有效延长设备寿命6、 低压补偿专业公司，依托西安强大的高校科研平台，实验手段先进，技术力量雄厚；从事矿热炉二次侧低压补偿超过五年，经验丰富，实际投入运行累计超过100余台7、 施耐德电气(中国)公司OEM合作伙伴，信誉有保证，质量更可靠8、 采用先进防尘降温技术，完全适应矿热炉高温重粉尘恶劣环境9、 GGD标准柜积木式管理，每相补偿柜可独立放置，占地小，易摆放10、 依据实际运行工况专业设计，补偿效果更佳第二部分 技术方案第1节 电炉变压器运行参数根据提供的数据，和西安XX公司多年的补偿经验，建议该炉采用高低压混补得合理方案，具体参数如下电石炉目前运行参数电炉变压器额定容量(kVA)12500实际运行总功率 (kVA)13500一次侧运行电压 (kV)36一次侧运行电流 (A)230运行最大有功功率 (kW)12450实际运行无功功率 (kvar)8366功率因数cosφ0.83二次侧冶炼电压　 (V)135产品平均单耗 (kWh/吨)3550日产量 (吨/天)80第2节 补偿方案1、 补偿容量的选择本方案选用西安XX冶金设备有限责任公司矿热炉二次低压无功动态补偿专利技术进行增产降耗节能改造，功率因数从cosφ0.83提高到cosφ0.92：理论补偿容量：3063kvar，实际选择容量4428kvar。

2、补偿投入点的选择无功补偿降低的是接入点前的线路无功损耗，根据这一原理，针对矿热炉低压侧短网进行补偿，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素带来的影响因此补偿连接点选在短网末端的软连接点上电容柜安装在三楼楼面2、 补偿后系统参数:内　　　容改 造 前改 造 后变化量功率因数Cosφ0.83≥0.92提高0.09二次侧电压　 (V)135140提高5V实际运行总功率　(kVA)13500≤14500运行一次侧电流 (A)230≤240运行一次侧电压 (kV)3636.5提高0.5KV运行最大有功功率 (kW)12450≥13800增加1000KW运行无功功率 (kvar)8366≤5879减少2487kvar产品平均单耗 (kWh/吨)3450≤3350减少100kWh/吨日产量 (吨/天)80≥88增产率　　　　　(%)≥ 10%第3节 技术风险分析1、连接点上过补偿的风险规避措施由于电石炉二次侧没有加装电流互感器，不能测量电石炉二次低压补偿连接点上功率因数，因此存在过补偿的风险，过补偿后造成的谐振将在对供电系统造成损害。

西安XX公司已经在40余台矿热炉上和10台电石炉上进行了安装和调试，对无功补偿连接点以及连接点上容量的分配有独到的见解，过补偿的技术风险会降到最低并具有过补偿后的判断能力和改造能力2、电石炉自然功率因数低于0.83的技术风险当电石炉自然功率因数低于0.83时，二次低压补偿系统的效能会降低一些由于电石炉自然功率因数低于0.83的情况只会在超载即电流增大的状态下发生，因此补偿系统的容量等不会有较大变化，电石炉补偿后的功率因数有所降低，但由于二次低压补偿在3063Kvar的容量上增加到4428Kvar以上，既使炉子超负荷后功率因数降低到0.81，也能使电石炉的功率因数保持在0.92以上，降低了该技术风险 3、二次电压降档使用的运行风险在西安XX冶金设备公司安装的电石炉二次低压补偿装置中有一台曾经需要降低一档使用二次侧运行电压以达到降耗的目标，调低运行电压的目的是为了减小由于电容补偿带来的升压作用，前提条件是原电石炉运行电压较高、短网的电压降较小同时降档使用是后期调试中为降低电耗采取的一种工艺措施，要依据电石炉的实际状态实施，在前期只做出讨论4、电石炉极心园不能调整的技术风险在西安XX冶金设备公司安装的电石炉上没有一套调整了极心园，因此12500KVA电石炉不需要调整极心园。

同时调整极心园是后期调试中为降低电耗采取的一种工艺措施，要依据电石炉的实际状态实施，在前期也只做出讨论5、谐波的消除对12500KVA电石炉高压侧的谐波估量，电石炉归算到高压侧谐波的不会超标为防止低压补偿装置投运后系统谐波对电容器的影响，为此在每个电容器支路上加装了感抗，并加装放电电阻和过流保护的熔丝6、浪涌电流隔离措施 采用斯耐德电容专用接触器防止浪涌电流，并加装串联电抗器将浪涌电流抑制在允许范围中7、元器件的寿命 使用施耐德接触器稳定延长元器件的寿命8、其它在系统设计选型上及安装时，考虑到了整个系统的接地，电容器单体接地问题我们还注意到了当电容器发生短路被击穿时，不致因事故而引起爆炸同时，在紧急处理及正常操作、维护时，应周全地考虑到操作人员的安全性，简单性、可靠性及防误操作性第3节 安装与维护设备安放位置：补偿装置常规放置于三楼具体结合现场情况并 与贵方技术人员交流后确定设备安装：与生产无关，无须停电，不影响正常生产并网调试：累计停电≤20小时，可在例行检修时进行设备维护：设备正常运行基本免维护质 保 期：12个月第5节 设备工作条件海 拔：海拔高度≤3000m环境温度：＋55℃~－10℃相对温度：≤90％（＋20℃时）耐 粉 尘：适用于绝大多数矿热炉用户第三部分 商务方案第1节 工程造价本工程总造价：149万元。