电石炉功率因素补偿—低升补装置简介
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简述补偿装置的作用
补偿装置的作用主要有以下几点:
1. 改善功率因数:通过补偿装置可以尽量避免发电机降低功率因数运行,同时也防止从远方向负载输送无功引起电压和功率损耗。
2. 改善电压调节:当负载对无功需求的变化引起供电点电压的变化时,补偿装置可以起到维持供电电压在规定范围内的重要作用。
3. 调节负载的平衡性:当正常运行中出现三相不对称运行时,会出现负序、零序分量,将产生附加损耗,使整流器波纹系数增加,引起变压器饱和等,经补偿设备就可使不平衡负载变成平衡负载。
此外,某些补偿装置还具有自动调节功能。
例如,当温度变化导致线索受温度影响而伸长或缩短时,补偿装置可以利用补偿坠坨的重量作用,使线索顺线路方向移动并自动调节线索张力,以保持线索弛度并使之符合规定,从而保证接触线悬挂技术状态。
以上信息仅供参考,如有需要,建议咨询相关工作人员。
电石炉低压无功补偿技术导则电石炉低压无功补偿技术,这个名字听起来是不是有点让人头大?但别担心,今天咱们就用最简单的方式,跟你聊聊这个话题。
你知道电石炉吧?就是那个在工业生产中用来制造电石的大家伙。
它消耗的电力可不小,电流波动起伏也是没完没了。
这就导致了一个问题,电石炉在运行过程中,电力系统里的电压波动很大,尤其是低压电网,简直像坐过山车似的,摇来摇去,尤其是负荷比较重的时候,电力系统的稳定性可能会大打折扣。
说到这里,咱们再来聊聊什么是“无功补偿”吧。
无功,乍一听可能有点高深,但其实就是那些没有真正做“工作”的电能。
你比如说电机转动,电流并没有做实实在在的功,但它还是会消耗一些能量,产生一些电压变化,影响设备的正常运行。
所以,要想让电力系统更稳,避免电压大起大落,就得有办法补偿掉这些“无功”的电能。
低压无功补偿,就是要在电石炉这种大功率负荷运行的时候,通过一些设备来平衡系统的电能,保持电压稳定。
这就好比你开车上高速,车速猛地一加速,车身不太稳,但如果你把悬挂系统调好,车子就能平稳运行,不容易“飘”。
无功补偿的设备就是这些“悬挂”,可以让电石炉在“跑”得快、负荷大的时候,电力系统也不至于“抖”得跟地震似的。
好啦,讲了这么多,看似很专业的东西,咱们接下来就看看这个技术怎么用。
你得知道,低压无功补偿技术通常是通过安装无功补偿装置来实现的。
这些装置其实就像家里的空调,给电力系统加个“冷静剂”,让它在高负荷时不至于发热过多。
市场上常见的无功补偿设备有电容器组、同步调相机、静止无功补偿装置(SVC)等等。
这些设备都能帮助调整电压,稳定电网,让电石炉在工作时,不会因为电压问题导致设备损坏或者效率下降。
咱们可以把这些设备想象成一个“大力士”或者“减压阀”。
它们能够像搬运工一样,把电石炉那庞大的电流负担减轻,确保电网能够正常工作。
别小看这些设备,它们不仅能保障电压稳定,还能提升电力系统的效率,减少能源浪费。
换句话说,电力的使用更加“聪明”了,既不浪费,也能延长设备的使用寿命。
矿热炉及低压无功补偿一、矿热炉1、概述:矿热炉是电阻电弧炉的统称。
它主要用于还原冶炼矿石,用碳素材料作还原剂。
主要生产铁合金、电石、黄磷。
其工作特点是采用碳质或镁质、高铝质耐火材料作炉衬,大多数使用自焙碳素电极,根据产品生产特性也有采用石墨电极、再生碳素电极的矿热炉,如工业硅、黄磷、钛渣等。
电极插入炉料进行埋弧操作,利用电弧能量和电流通过炉料产生的电阻热来供给矿石还原反应所需能量来冶炼矿石,陆续加料,间歇出炉,连续作业。
2、矿热炉主要类别(1)铁合金炉常见铁合金炉主要分为铬系、硅系、锰系。
铬铁合金炉有高碳铬铁、中碳铬铁、微碳铬铁;硅系合金炉有硅铁、工业硅、硅铬、硅锰、硅钙、硅钡钙、铝硅等;锰系合金炉有高碳锰铁、中碳锰铁、低碳锰铁等。
还有钨铁炉、碳化硼炉、炼钢电弧炉等。
以各种合金矿、稀释剂和焦碳为原料。
(2)电石炉用石灰、焦碳、兰碳、无烟煤为原料。
(3)黄磷炉以磷矿、焦碳或兰碳为原料。
以上是按产品性质对矿热炉进行分类,还可以按炉体结构进行分类,按结构可分为密闭炉、内燃炉、开放炉。
密闭炉就是在炉体上部装设一个密封炉盖,炉气通过炉盖上的烟道进入炉气净化装置,炉气净化后可进行深加工或作为其它工业燃料用。
这是目前最经济的炉型,也是国家鼓励大力发展的炉型,现在新建电石炉都属于密闭炉。
内燃炉就是在炉体上部安装一个矮烟罩,在矮烟罩四周设置有六到九个小方孔作为观察炉况、加料、维护料面的通道,炉气在炉面上燃烧后再从烟道排走。
炉气一般用于烘干原料。
这种炉型在铁合金生产上最多,属于国家逐步淘汰的炉型。
开放炉在炉体上部没有矮烟罩,只是在炉体的上方设置了一个大的集烟罩,集烟罩距离炉体上部一米左右,炉面高温、粉尘十分严重,操作环境很差,这种炉型在我国已基本淘汰。
按矿热炉使用电源性质还可分为三相交流工频矿热炉、低频矿热炉和直流矿热炉。
其中低频和直流矿热炉自然功率因素都能达到0.9以上,这是矿热炉的一个发展趋势。
3、矿热炉系统结构矿热炉生产系统由炉体、烟罩、变压器、短网、电极把持器、压放装置、液压系统、电极升降系统、冷却水系统、出炉系统、原料给料和配料及原料预处理系统、炉气净化装置、产品包装及储存系统、高低压电气系统等。
根据矿热炉的结构特点以及工作特点,矿热炉的系统电抗的70%是由短网系统产生的,短网的损耗占据了系统自身损耗的70%以上,而短网是一个大电流工作的系统,最大电流可以达到上万安培,因此短网的性能在很大程度上决定了矿热炉的性能,由于短网的感抗占整个系统的70%以上,矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上,绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8 之间,较低的功率因数不仅使变压器的效率下降,消耗大量的无用功,浪费大量电能,且被电力部分加收额外的电力罚款,同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺,导致三相间的电力不平衡加大,最高不平衡度可以达到20%以上,这导致冶炼效率的低下,电费增高,因此提高短网的功率因数,降低电网不平衡就成了降低能耗,提高冶炼效率的有效手段。
如果采取适当的手段,提高短网功率因数,改善电极不平衡度,那么将可以达到以下的效果:A、降低生产电耗3%~6%;B、提高产品产量5%~15%。
四、电石炉高、低压无功补偿方式选择及依据:为了解决电石炉功率因数低的问题,目前一般采用电容补偿的方式来解决,常用补偿方式分为高压补偿和低压补偿两种。
高压补偿的特点:(一)高压补偿优点:设备简单,投资少,集中补偿,占地空间较小。
(二)高压补偿缺点:之前,在我公司采用高压集中补偿手动投切电容器的方式控制补偿容量。
这种控制方式使高压补偿普遍出现下述问题:(1)能够提高供电线路的功率因数,避免电力部门的力率电费罚款,但是不会改变无功电流在短网和变压器低压侧的流转和耗能,不能提高变压器的有功出力,不能改变三相不平衡的运行工况。
(2)补偿精度不高。
靠人工控制投切,在操作时,从观察功率因数的变化,到了解负荷变化,再选择各组电容器容量,最终采用投切电容器,操作人员的判断与实际情况必然存在较大时差。
出现该投未投,该切未切。
因此人工操作投切,费时费力,补偿容量都只能采用大组的方法,一般都是上千乏(kVar)一组,无法实现小组投切,如此必然使投切容量过大,同样影响补偿精度,另外,由于高压操作的危险性,同样使操作人员尽量减少投切的操作频度,客观上极难做到投切随时。
电石炉低压动态无功补偿装置电石炉低压动态无功补偿装置是一种用于电石炉的电力设备,用于调节电石炉的功率因数,提高电石炉的运行效率和稳定性。
本文将从电石炉的工作原理、无功补偿的意义、低压动态无功补偿装置的结构和工作原理等方面进行介绍和分析。
我们来了解一下电石炉的工作原理。
电石炉是一种用电石炼石的设备,通过电流通过电石炉内的电极,在高温下使电石发生分解反应,产生一氧化碳和氮气等气体。
电石炉是一个高功率负荷设备,其功率因数较低,容易造成电力系统的无功功率过大,影响电力系统的稳定运行。
为了解决电石炉功率因数低的问题,需要进行无功补偿。
无功补偿是通过加装补偿装置来改善电力系统的功率因数,减小无功功率的流动。
低压动态无功补偿装置是一种常用的补偿装置,它能够根据电石炉的实时功率因数情况,自动调节补偿容量,实现动态无功补偿。
低压动态无功补偿装置通常由控制器、电容器组和电抗器组等主要部件组成。
控制器是整个装置的核心,它通过采集电石炉的功率因数信号,并与设定值进行对比,控制电容器组和电抗器组的切换,实现无功补偿。
电容器组用于补偿电石炉的感性无功功率,而电抗器组用于补偿电石炉的容性无功功率。
低压动态无功补偿装置的工作原理是通过控制器对电容器组和电抗器组进行切换,调节补偿容量。
当电石炉的功率因数偏低时,控制器会使电容器组投入运行,补偿感性无功功率;当电石炉的功率因数偏高时,控制器会使电抗器组投入运行,补偿容性无功功率。
通过动态调节补偿容量,低压动态无功补偿装置能够使电石炉的功率因数接近1,提高电石炉的运行效率和稳定性。
除了提高电石炉的运行效率和稳定性之外,低压动态无功补偿装置还具有一些其他的优点。
首先,它能够减小电力系统的无功功率流动,降低电力系统的线损和电压损耗。
其次,它能够提高电力系统的供电质量,减少电力系统的谐波污染。
此外,它还可以延长电石炉的使用寿命,减少设备的维护和运行成本。
电石炉低压动态无功补偿装置是一种用于调节电石炉功率因数的设备,能够提高电石炉的运行效率和稳定性。
浅谈短网在电石炉生产中的影响摘要:电石炉生产关键在于变压器的功率因数、短网损失和原料质量,本篇文章主要介绍短网在电石炉对电能质量和电能效率影响的产生原因,对短网的特殊性进行简单介绍。
关键词:电石炉短网长度损耗一、密闭性电石工作原理电石炉是以高电阻率的矿石为原料,在工作过程中电极的下部一般是埋在炉料里面的。
其加热原理是:既利用电流通过炉料时,炉料电阻产生的热量,同时也利用了电极和炉料间的电弧产生的热量。
二、密闭性电石炉结构特点及工作特点三、补偿原理三、结构特点矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。
主要由炉壳,炉盖、炉衬、短网,水冷系统,排烟系统,除尘系统,电极壳,电极压放及升降系统,上下料系统,把持器,烧穿器,液压系统,矿热炉变压器及各种电器设备等组成。
根据矿热炉的结构特点以及工作特点,矿热炉的系统电抗的70%是由短网系统产生的,矿热炉系统损耗如下图所示由上图可见,短网的损耗占据了系统自身损耗的70%以上,而短网是一个大电流工作的系统,最大电流可以达到上万安培,因此短网的性能在很大程度上决定了矿热炉的性能,由于短网的感抗占整个系统的70%以上,不论是高烟罩开放式炉、矮烟罩半密闭式炉还是全密闭式炉的短网系统的感抗均较大,基于这个原因,矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上,绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8 之间,较低的功率因数不仅使变压器的效率下降,消耗大量的无用功,浪费大量电能,且被电力部分加收额外的电力罚款,同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺,导致三相间的电力不平衡加大,最高不平衡度可以达到20%以上,这导致冶炼效率的低下,电费增高,因此提高短网的功率因数,降低电网不平衡就成了降低能耗,提高冶炼效率的有效手段。
如果采取适当的手段,提高短网功率因数,改善电极不平衡度,那么将可以达到以下的效果:A、降低生产电耗3%~6%;B、提高产品产量5%~15%。
四、电石炉高、低压无功补偿方式选择及依据:为了解决电石炉功率因数低的问题,目前一般采用电容补偿的方式来解决,常用补偿方式分为高压补偿和低压补偿两种。
电石炉功率因数较低分析及解决方案一、电石炉的工作特点及主要的影响1、矿热炉工作特点电石炉是矿热炉的一种,矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉。
它主要用于还原冶炼矿石,碳质还原剂及溶剂等原料。
其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬,使用自培电极。
电极插入炉料进行埋弧操作,利用电弧的能量及电流通过炉料的,因炉料的电阻而产生能量来熔炼原料,因热量的损耗等会产生大量的无功。
2、矿热炉主要影响和危害(1)矿热炉的无功冲击产生的不良影响使供电母线的电压产生波动,降低了机电设备的运行效率,供电母线电压产生波动时,将使用户的异步电机负荷转矩随之变化,输入负荷的有功功率下降,影响生产和设备的出力。
快速无功冲击引起母线电压波动剧烈,严重时影响自动化装置的正常工作。
大量无功使系统功率因数降低,浪费大量能源。
(2)矿热炉的负序电流产生的危害由于矿热炉短网瞬间三相负荷存在不平衡,将产生较大的负序电流,使电力系统中以负序电流为起动元件的许多保护及自动装置产生误动作。
由于负序与正序的相序相反,注入旋转电机后产生附加电动力引起振动及附加损耗。
同时负序电流影响发电设备的出力。
矿热炉产生的负序及无功冲击导致的电压波动及闪变。
严重影响用户本身及电网用电设备的安全运行,降低了供电电网的电能质量,必须按电能质量有关标准的规定,采取治理措施。
二、电石炉无功补偿设备现状电石炉一般采用高补+低补或中补+低补的方式对电石炉进行无功补偿。
我公司电石厂共4台48000kVA电石炉,采用中压加低压的方式110KV侧功率因数0.85左右,330KV侧功率因数0.82左右。
随着电石炉负荷的提升目前已无法满足功率因数要求。
1、中压无功补偿设备的情况:电容器额定电压:12KV系统额定电压: 10.5KV 使用电缆:35KV 2*120mm2总标称容量:18000 KVar投用标称容量:4*3000=12000KVar 一次电压:10.6KV一次电流:654A实际投用容量是标称容量的93%(11160 KVar)保护情况:变压器中压测装有阻容吸收器;电容器设有:速断保护、过电压保护、过电流保护、低电压保护、电压不平衡保护。
电石炉投入低压无功补偿的优点根据我现场4#电石炉运行经验和国内电石炉补偿经验,电石炉生产过程中在低压短网侧投入低压无功补偿装置有以下优点:1. 低压无功补偿装置对低压短网的电压有适当抬高作用,投入低压无功补偿装置比不投高3-5V;对于大功率设备而言,适当提高电压对保证设备按额定电流、额定功率工作有积极作用。
2. 低压无功补偿装置能够有效抑制电石炉生产时产生的谐波电流,将低压短网的部分无功能量转换为有功能量,减少电石炉单相变压器、低压短网和电极设备的无功损耗(自身损耗),从而起到提高电石炉单相变功率因数、延长电石炉短网和电极设备寿命以及减少电石单吨电耗、增加电石产量的积极作用。
3. 目前应用的低压无功补偿装置由固定补偿和动态补偿两部分组成,可根据电石炉开炉、起炉、满负荷生产等不同负荷情况进行自动调节补偿容量,具有补偿效果明显、不过补等优点(过补会造成补偿装置自身损耗过大,增加使用方不必要的损失)。
4.以4#电石炉为例,根据现现场实际情况和电力行业标准计算:额定容量33000KVA,未投低补时功率因数仅为0.53-0.64,年产电石约50000吨,年耗电约16500万KWh,年电费7920万元;投入低补后功率因数可达0.83-0.94(功率因数的高低与电石炉短网、电极等设备的质量和工艺操作人员的技能水平有很大关系),补偿容量19440Kvar,年节电6%左右,有功出力增加20%左右,每年节约电费约470万元,增加产量约10000吨;如果按每吨利润为200元,则投入低补将从产量上增加利润200万元,总利润将增加670万元。
而1台炉低压无功补偿的投资为:设备200-300万、土建5万元左右。
即1年就可收回投资并增加较大利润。
本计算考虑的是生产稳定时的状况,产量和电耗可能比目前4#炉现有值稍大,但不影响低补的作用。
尤其在电石价格低迷时,节电和增产显得更为重要。
另外,对我西沙湾变电站已安装的35KV高压静态无功补偿装置的作用做一说明:1.对我公司35KV电力系统的二次、三次、五次、七次……谐波进行滤除,对我公司35KV 电力系统、220KV电力系统的安全稳定运行起到关键作用,对包头地区电网的安全稳定运行具有积极作用。
矿热电炉(矿热炉、电弧炉)低压补偿(目的、意义、作用与方法)分析解析一、常规补偿的目的与意义1、一般补偿的目的及原则一般的企业,众多容量不等的用电设备,连接到供电系统中用电设备的自然平均功率因数都在 0.7 ~ 0.85之间。
这样,供电系统不但要提供有功功率外,还需提供大量的无功功率。
电网的容量或供电变压器的容量单位都是千伏安(KVA)或兆伏安(MVA)。
也可以说,电压与电流的乘积是容量。
当电网的供电容量一定时,用电设备功率因数低,无功会占去了一部分供电容量,也会降低供电的效率。
另外,功率因数低,无功电流在供电线路上也会使损耗增加。
所以,低压补偿的主要目的有两个:提高供电效率,把无功占的容量释放出来。
减少无功电流在线路上的损耗。
2、补偿的原则补偿还有一个原则就是:“分级就地补偿”。
就地补偿是说,在用电设备旁边安装补偿装置进行补偿。
例如:供电线路有 100 米或更长。
用电设备功率因数不高,这样,供电线路上有:有功电流,还有无功电流。
导线都有电阻。
线路损耗为:PS = I²R。
PS—线路损耗。
I—线路电流(有功加无功)R—线路电阻这样,无功电流就增加了线路损耗。
如果我们在设备旁边安装了补偿装置,大部分无功电流被补偿装置分流(无功电流路线短了),不再流过供电线路,这样,损耗就降了下来。
但有一点要说明的是,补偿后:用电设备电流(I)= 补后供电线路电流(I1)+ 补偿电流(IC)的矢量和。
线路损耗减少是有条件的。
假如线路都取合理电密,当供电线路较长,补偿线路很短,损耗减少是肯定的。
这就是我们所说的“就地补偿"的原因。
如果给设备供电的是一台变压器,距离设备又很近,我们再来做低压补偿,由于低压侧电流很大,补后的电流代数和大于补偿之前的电流。
损耗又与电流的平方成正比,损耗增加是毫无疑问的。
二、矿热电炉低压补偿矿热炉低压补偿在国内做的比较多,但很多人对矿热炉低压补偿的作用认识还比较模糊。
一些人不经过测试计算,没有任何根据,只凭想象就做出了许多结论。
在矿热炉低压侧针对短网无功消耗和因短网差异导致的三相不平衡现象而实施的无功就地补偿,兼顾提高功率因数、吸收谐波的同时,在增产、降耗上,有着高压补偿无法比较的优势。
低压补偿通过初步平衡、提高三相电极向炉膛的输入功率,从而到达提高产量、质量和降低电耗的目的,为企业在兼顾功率因数、谐波达标的根底上,进展节能技术改造提供了一个新的思路和途径。
【提高冶炼有效输入功率】针对电弧冶炼而言,无功的产生主要是由电弧电流引起的,将补偿点前移至短网,就地补偿短网的大量无功消耗,提高变压器的出力,增加冶炼有效输入功率。
COSθ1:改善前的功率因数COSθ2:改善后的功率因数由于提高了变压器的载荷能力,变压器向炉膛输入的功率将会增大,为提高日产创造了必要条件。
对一些不能运行在炉变额定档位的炉子来说,更加具有促进和改善作用。
【不平衡补偿,改善三相的强、弱相状况】由于三相短网差异,三相不同的电压降就导致了强、弱相现象的形成。
从理论上来讲,料的熔化功率是与电极电压和料比电阻成函数关系可以表示为P=U2/R。
从这一根本点出发,在三相短网与电极之间某一根本相等点,采取单相并联的方式进展无功补偿,综合调节各相补偿容量,使三相电极的横向矢量电压根本一致,均衡三相吃料,改善三相的强、弱相状况,使电极作业面积扩大,到达增产、降耗目的。
在低压侧实施等量补偿是目前常用的工程方法,其设计思想是在该相补偿容量内再依据补偿点的运行电压水平调节补偿容量。
Qc=Qe(Uc/Ue)2 Uc—电容器端电压 Ic—电容器电流Ic=Qc/Uc Qc--电容器实际容量 Qe--电容器额定容量由于补偿点的电压不同,而电容器的额定电压一样,因此各相实际的补偿容量是不一致的(受电容器电压的钳制)。
因此三相等量的高压无功补偿表现为三相补偿电流不等,而三相等量的低压补偿那么表现为约 1/3 的补偿容量处于备用状态。
基于此,西安环冶公司引入了不平衡补偿概念。
即综合考虑到炉变调压及网路电压变化,根据各相补偿点的实际电压数据,量体裁衣,合理设计各单相补偿容量,使电容器在平安、接近额定容量运行。