冶金電爐低壓濾波無功補償的方法

2023-09-23 03:33:15 3

專利名稱：冶金電爐低壓濾波無功補償的方法
技術領域：
本發明涉及冶金電爐領域，特別是冶金電爐低壓濾波無功補償的方法。
背景技術：
冶金電爐是一種高耗能設備，主要分為電石、工業矽、矽鐵、矽錳、鎳鐵、黃磷等20餘個品種，主要由開關供電設備、控制設備、電爐變壓器、水冷(銅管)、水冷電纜、鋼瓦、電極、爐體、爐膛等部分構成，目前國內最大容量為40MVA。 由於大量使用電感性零件故負荷性質量感性，本身自然功率因數較低0. 7 0. 8左右。自身無功功率需求量較大，從節能降耗和企業自身經濟效益角度出發，需要在供電系統中加裝大量的電容補償裝置。 現有技術大部分都是在冶金電爐的高壓側加裝電容器，以滿足電爐無功功率的需要。該技術較為成熟，在電爐高壓側進行補償由於補償裝置安裝位置的原因，只能對安裝點以前的供電設備減少無功需求，降低電流，故只能解決供電線路的耗損問題，而冶金電爐變壓器及短網等冶金企業本身耗能的關鍵節點的電流沒有降低。由於耗能量=3I2. R，故在電流值及短網電阻值一定的情況下，企業自身耗能沒有降低。

發明內容
本發明為解決上述問題提供了一種冶金電爐低壓濾波無功補償的方法，可以保證冶金電爐的功率因數符合國家節能要求且設備能夠在諧波背景條件下長期穩定運行，能夠降低產品的單耗，提高經濟效益。
本發明的技術方案如下 冶金電爐低壓濾波無功補償的方法，其特徵在於在諧波背景條件下，通過在水冷電纜末端並聯濾波補償裝置，使水冷電纜及銅管電極所需的無功補償功率主要由濾波補償裝置提供。 所述水冷銅管、電爐變壓器及供電線路的無功功率及諧波電流降低，在相同有功
負載條件下，流過以上設備的電流減小。 本發明的有益效果如下 本發明保證冶金電爐的功率因數符合國家節能要求且設備能夠在諧波背景條件下長期穩定運行，能夠降低產品的單耗，提高經濟效益，可以達到降低能耗的目的。


圖1為本發明所運用系統的組成結構示意圖 其中，標記為(1):供電系統，(2):供電線路，(3):冶金電爐變壓器，(4):短網(水冷銅管)，(5):軟連接(水冷電纜)，(6):電極，(7):爐體，(8):濾波電抗器，(9):濾波電容器，(10):水冷軟電纜。
具體實施方式

實施例1 —種冶金電爐低壓濾波無功補償的方法，在諧波背景條件下，通過在水冷電纜末 端並聯濾波補償裝置，使水冷電纜及銅管電極所需的無功補償功率主要由濾波補償裝置提 供。 所述水冷銅管、電爐變壓器及供電線路的無功功率及諧波電流降低，在相同有功 負載條件下，流過以上設備的電流減小，從而達到降低能耗的目的。 本發明的結構組成如圖1所示，在(5)水冷電纜末端通過並聯水冷電纜和(6)電 極末端一套由(8)電抗器和(9)電容器在3次諧波背景條件下，容抗和感抗相等的原則，形 成低阻抗通過組成的濾波補償裝置。根據基爾霍夫定律可知I3 = I,I2即(6)等設備所需 的無功在定值的情況下，加裝濾波補償裝置後，由於I2的增加作用，工i將大為減小，以實現 (1) (2) (3) (4) (5)等設備的無功電流減小，達到節能降耗的目的。 濾波無功補償裝置前端通過水冷電纜(10)與電爐的水冷電纜(5)並聯，濾波電 抗器和濾波電容相串聯，並且根據濾波補償裝置的容量大小可分為多組，每組電流不超過 400A，以避免導體發熱影響電容器的使用壽命。 該方法的關鍵技術是在諧波背景條件下電抗器與電容器參數的匹配問題。即為
了避免配電系統中補償電容器與電網感抗發生並聯諧振，通常可在電容器迴路中串聯電抗
器，如果串聯電抗器的電感L與補償電容器的電容量C在3次諧波下發生串聯諧振，即& =
Xc則3次諧波將不流入電網，因此必須保持電抗器精度並且電感值可調整。 實施例2 本發明的實際應用。 1 :通過電能質量分析儀對冶金電爐正常生產時諧波情況進行實測。通過測試儀的 探頭在高壓開關櫃端子排中A、 B、 C三相的電流電壓二次信號。 2 :通過電能質量分析儀中電腦程式，分析出冶金電爐的1 25次諧波電流及基 波有功功率數值。 3:根據以上數值及功率因數計算表得出電爐需安裝的無功補償電容量容量並計 算容抗值，同時，根據串聯諧波原理得出濾波器感抗值開始製作電抗器。電抗器的製作步驟 如下 ①骨架製作 a、下料按圖紙尺寸進行黃蠟板的下料。 b、骨架拼裝按圖紙要求做好骨架各部件，然後進行骨架組件拼裝，拼裝過②線圈 的繞制 a、線圈的繞制採用多層並繞的方式。 b、按圖紙尺寸下好各層繞組所需絲包線。下料時儘量準確，以避免絲包線的浪費。
c、下絲包線時要做好各層的標誌，以免各層順序錯亂。 d、對所下絲包線首先預留70mm，然後在70mm處進行90°折彎後用玻璃絲帶將絲 包線頭子固定在骨架上。 e、線圈繞制過程中要嚴格控制繞線速度，線圈每繞一段要用木榔頭把線圈敲緊， 保證層間和匝間緊密貼合，並嚴格按設計要求繞制線圈匝數。
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f、壓線鼻子先根據線鼻子的大小將線圈頭子尺寸一致的地方進行絕緣層和氧化 層處理，以保證線鼻子好線頭子的良好接觸，然後冷壓。
g、將冷壓完成的線圈進行銅焊。過高損壞絲包線的絕緣層，焊接後對線鼻子h、用 玻璃絲帶對線圈進行纏繞，纏繞時方向要一致，做到整齊美觀。
③矽鋼片的安裝 a、骨架內矽鋼片的安裝在安裝骨架內的矽鋼片時一定要做到緊密，不能有任何 鬆動，兩個面一定要平整，兩邊距離要一致。 b、骨架內的矽鋼片安裝完成後，將三相的線圈平放在一起，然後在骨架內的矽鋼 片上各墊上一個氣隙紙片，然後再裝入三相連接的矽鋼片。
④進行通電試驗給已經裝配完成的電抗器單相線圈通入其額定電流，再用電壓
表測量線圈兩端的壓降。如果實測壓降低於設計值，則應減小矽鋼片的氣隙，反之則應增加
矽鋼片的氣隙。
⑤烘烤浸漆 a、試驗完畢後，將參數調整好的電抗器放入烘烤箱中進行烘烤。烘烤箱內溫度設 置為150°為宜，烘烤時間以箱內溫度達到140。為宜，然後將烘烤箱內電抗器放入裝有絕 緣漆的容器內浸漆，絕緣漆要儘量完全浸沒電抗器，以保證電抗器內絕緣漆的完全浸入。
b、將浸漆完成後的電抗器取出進行滴漏，再放入烘烤箱中進行2次烘烤，烘乾後 取出。 4 :將電抗器和電容器串聯起來製作成濾波補償裝置(8) 、 (9)。 5 :通過軟連接(10)將(8) 、 (9)與短網的水冷電纜(5)末端相連。 6 :通過晶閘管來控制(8) 、 (9)的投入與切斷，功率因數低< 0. 9的裝置投入，功率
因數> 0.9時切除。
權利要求
冶金電爐低壓濾波無功補償的方法，其特徵在於在諧波背景條件下，通過在水冷電纜末端並聯濾波補償裝置，使水冷電纜及銅管電極所需的無功補償功率主要由濾波補償裝置提供。
2. 根據權利要求1所述冶金電爐低壓濾波無功補償的方法，其特徵在於所述水冷銅 管、電爐變壓器及供電線路的無功功率及諧波電流降低，在相同有功負載條件下，流過以上 設備的電流減小，從而達到降低能耗的目的。
全文摘要
本發明公開了冶金電爐低壓濾波無功補償的方法，其特徵在於在諧波背景條件下，通過在水冷電纜末端並聯濾波補償裝置，使水冷電纜及銅管電極所需的無功補償功率主要由濾波補償裝置提供；本發明保證冶金電爐的功率因數符合國家節能要求且設備能夠在諧波背景條件下長期穩定運行，能夠降低產品的單耗，提高經濟效益，可以達到降低能耗的目的。
文檔編號H05B7/00GK101730327SQ20081004632
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月20日 優先權日2008年10月20日
發明者陳繼軍 申請人:樂山晟嘉電氣有限公司