上海坤友电气有限公司

KYLB－KR型矿热炉短网低压无功补偿及谐波治理装置，是上海坤友电气有限公司以高可靠性和实用性作为基础，充分吸取国内外经验，经过长期实践和改进而研发出来的新一代矿热炉智能滤波及补偿节能装置。该装置主要解决了炉变三相短网长度不一致、电流大（几万安）、使得短网大量无功消耗不平衡、从而引起三相电极电压不平衡，造成矿热炉效率低，功率因数低、电能消耗大等问题。

本装置主要由智能控制系统、滤波补偿系统、保护系统、触发投切系统、水冷母线系统、防尘降温系统等六大部分组成。通过智能控制系统、滤波补偿系统的自动投切、实现提高功率因数、平衡三相电极电电压及提高炉堂的输出功率，从而起到为企业提高产量、降低能耗、电能质量达标的目的。我公司滤波补偿系统的技术达到国内先进水平，适合于钢铁、铁合金、工业硅、电石、黄磷、有色金属等冶炼行业。

低压就地补偿方式为补偿装置连接在矿热炉短网末端，低压就地补偿可有效提高低压侧的电压，降低无功电流从而降低视在功率，降低短网、线路和变压器损耗；并可相应增加变压器的有功功率输出。由于低压就地补偿装置安装在矿热炉短网末端，直接在负载末端提供了很大的无功电流，使功率因数的提高具有实质性的经济意义。

低压补偿的优势主要体现在以下几个方面：

提高变压器、大电流线路利用率，增加冶炼有效输入功率。

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。

改善三相的强、弱相状况。

由于三相短网布置不平衡，通过电流后产生的自感和互感都不相同，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，炉料的熔化功率是与电极电压和料比电阻成函数关系的，可以表示为P＝U2／R。从这一基本点出发，在三相短网与电极之间长度基本相等点，采取单相并联的方式进行无功补偿，综合调节各相补偿容量，使三相电极的有效工作电压趋于一致、平衡电极电压、均衡三相吃料，从而改善三相的强、弱相状并联史，在补偿后根据炉况调节冶炼档位和极心圆，使电极作业面积扩大，以达到增产、降耗的目的。

降低高次谐波值，减小变压器及网路附加损耗。

矿热炉是一种高能耗的电冶炼炉，具有电阻电弧炉的特性。电弧冶炼时会产生高次谐波，尤其以3、5、7、11次最为严重，如对此不加以限制和吸收，无论对设备还是补偿装置，都会产生不利的影响。因此在设备中，我们会根据冶炼的谐波状况将并联电容器设计成滤波回路。根据公式：

UN＝LN（NXL－XC／N）→0

U—谐波电压；LN谐波电流；XL—电抗器感抗值；XC—电容器容抗值。为降低和吸收N次以上谐波，应使L—C自振频率小于N。由于是就地补偿，冶炼时产生的高次谐波能被低压无功补偿系统的L－－C谐波回路吸收，而不再通过变压器和高压网络，从而有效降低高次谐波值，减小变压器及网路附加损耗。

有效提高功率因数。

矿热炉的无功消耗主要在变压器和短网上，实施低压无功补偿，不仅就地补偿了短网和变压器的损耗，还能补偿高压线路的损耗，因此，相比高压补偿而言，其功率因数的提高无论对电网还是用户都是有效的。

稳定系统的无功消耗。

稳定系统的无功消耗主要表现为短网电极端冶炼电压的降低，实施低压无功补偿后，电压提高百分比为：

DU＝Q×XK／SN（％）

QN—补偿容量；SN—变压器容量；XK—变压器阻抗百分比。

同时，系统的电压变化和总无功量的变化是成正比的。针对矿热炉而言，冶炼负荷相对平稳，其变化主要体现在冶炼初期和出炉期。因此，在降低三相负荷不平衡的同时，考虑到负荷的变化范围，在补偿时予以容量上的变化控制，达到稳定负载端电压的目的，从而企业获取最大的经济效益。

低压无功就地补偿结构方案

由于二次低压补偿装置的补偿容量比较大，运行电压低，其工作电流每支路达到几千安培，与此同时低压补偿技术逐渐成熟，设计日趋完善，体积大为减少。为此，我们选择了一种最优的结构。该结构为抽屉式，设备的安装和维护极其方便。最小单元可以三相互换，同时在相关参数允许的情况下，可适当调整补偿容量。

低压无功就地补偿控制方案

为了减少现场的工作量，加快工程进度，在控制上我们将三相的控制系统独立，直接置于该相系统中，这样，现场工作量大大减少，在柜体安装到位后即可将补偿设备联入系统。

对短网参数进行实测的意义在于这样可以更加精确的计算在系统补偿后补偿点的运行电压，以便在设计阶段即可制定比较科学的调整办法。如电容器的运行电压比额定电压低10V，其实实际补偿容量将降低12％，这虽然可以通过增加备用容量的办法来实现，但这样做无疑会增加投资成本。更为严重的是，如在设计补偿量投入的情况下，其运行电压水平高于电容器额定电压，那将无法保证电容器的长期安全运行，其必然的结果是减少补偿容量，达不到补偿效果。

正是基于上述因素，上海坤友电气提出了实测短网参数、量体裁衣的设计思想，同时根据因炉况变化而变化的补偿点电压，动态调节补偿容量，保持补偿点的合理电压水平，为冶炼创造一个良好的条件，使用户的投资利益最大化。

补偿装置常规放置于靠近设备点，具体应结合现场情况并与客户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。

经济技术指标

1.   月均功率因数：提高到0.92以上，避免供电部门的调度罚款

2.   增加设备的有功出力，产量提高

3.   提高电炉末端电压、单位产品电耗降低

4.   炉料燃烧更均匀，合金成份更稳定，产品优质品率大大提高

5.   减少炉渣的沉淀，延长挖炉等检修的间隔时间

6.   谐波电压、电流满足国际《电能质量公用电网谐波》GB／T14594－93的要求，为企业节电2－5％、增产5％以上

主要技术参数

额定电压：90V～460V；

基波频率：50HZ；

控制物理量：功率因数；无功功率；谐波电流等

无功补偿容量：2000KVAR～20000KVAR；

工作制：连续工作；

结构形式：箱式、柜式；

环境温度：户内型－10℃～＋65℃；

相对湿度：日平均不大于95％，月平均不大于90％（户内）；

投切方式：分组、分级、手动、远程、就地控制投切；

补偿方式：分组、分级、手动、远程、就地控制投切；

无爆炸性尘埃和导电性尘埃。