矿热炉低压无功补偿的经济效益分析

数低 时， 变向炉膛提供 的有功功率 小 ， 不到 设计指标 ， 炉 达 造
成 电耗高、 矿耗 高， 增加 了冶炼成本。此 时需要对供 电线路进
行 无 功 补偿 。 针 对 电 弧 炉 台炼 而 言 ， 功 的产 生 主 要 是 由 电 无
弧 电流 引起 的 ， 而短 网的大 电流 特征决定 了无 功主要 以无 功 电流的形式体 现在短网上 ， 从而造成短 网上的有效 电压下 降， 如果将无功功 率在低压侧 进行补偿 ， 么大量 的无功 电流将 那 图 １短 网补偿前后有功功 率、 无功功率变化示意 图 从 图 １ 以看 出， 变视 在功率 不 变的条 件下 ， 可 炉 向炉 膛
直 接 经 低 压 电 容 器 和 电 弧 形 成 的 回 路 流 过 ， 不再 经 过 补 偿 内输送 的有功 功率加 大 了， 而 为增产创造 了必要条件 。客 观上
点 前的短网、 变压器及 供 电网路 ， 提高功率 因数 的同时 ， 在 提 提高 了变压 器、 网大电流线路 的利 用率。（ 短 其中 ， Ｐ为补 偿 高变压器 的有效输 出率 ， 降低变压器 、 短网的无功消耗。如果 前 电炉 消耗 的有效 功率 ， 为补偿 后 电炉消耗 的有效功率 ， Ｐ’
！ ：ｒ 二
Ｐｆ
一ｌ × ０ ％ 、 １０
ｃｓ ｏ ￣２
式 中， Ｏ 为补偿前 的功率 因数 ， Ｏ 巾２ Ｃ Ｓ中 Ｃ Ｓ 为补偿后 的
功 率 因数 。 文献标识码 ： Ａ
中 图分 类 号 ：Ｆ ０ Ｔ ８６
由于 提高了变压 器原载 负荷能力 ， 变压器 向炉 膛输入 的
２ 矿热炉低 压无 功补偿 的优 势
首 先 提 高 了变 压 器 、 电流 线 路 利 用 率 ， 加冶 炼 有 效 输 大 增
炉 向炉 矿 热炉 无功补偿 的设计做 了许 多研 发工作 ， 得一定的成 果。 入功率。从图 １可以看出 ， 变视在功率不 变的条件下 ， 取 但 是， 矿热炉 装备设计 优化 ， 提高 自然 功率 因数， 降低 系统 电 膛 内 输 送 的 有 功 功 率 加 大 了， 为增 产 创 造 了 必 要 条 件 。 客 观
热 炉来说 ， 它是利用 电弧产生高 温熔化矿 料 ， 在高温 下， 利用
焦炭 等还原剂 与矿石发生 一系列氧化 还原 反应 生成铁合 金、
电石 等 。 单 位 面 积 上 的 热 效 应 是 电炉 炉 况 的一 个 重 要 指 标 ，
因此炉变 向炉膛提供有功功率 的大 小是 重要的指标。功率 因
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５ — ４ —
ｔｎ ，ａ （ 分别表示补偿 前后功率 因数角 的正切值 ， ａ （ ｔｎ ＃ ＃ Ｑ 为有 ３ 矿 热炉低 压无 功补偿 的经济分 析 功功 率不 变时 补偿 电容 器容 量。Ｑ 为视在 功率 不 变时补 偿 ” 对 矿热炉进行无 功补 偿 ， 怎样 有效地进行 ， 就需要先确定 电容器 容量 ） 当保证 补偿 前后 炉 变有功输 出不变 时 ， 变一 炉
要意义。
补偿 前后炉 变视在容量 不变 的情 况下做 出的 ， 炉变视在 容量 不变就是一次测 电流在 补偿 前后 没有变化 ） 。
１ 矿热炉低压 无功补偿 的原 理
矿 热 炉 电弧 冶 炼 的 功 率 因数 都 比 较 低 ， 般 不 超 过 一 Ｏ８ ， ５ 这样就 需要对供 电线路进行无功补偿 ， 以将功率 因数提 高到国家规定的 ０９ ．０或 以上 ， 以达 到平衡 电网的 目的。对矿
无 功 补 偿 的 优 势 ， 进 行 了实 际 的 参 数 分 析 以 及 经 济 效 益 的 并 计 算 ， 出低 压 无 功 补 偿 的 经济 性 ， 提 高单 位 的 经 济效 益 有 得 对
很 大 的推 动 作 用 。 关键 词 ： 压 无 功 补偿 ： 偿 容 量 ： 热 炉 低 补 矿
２１ ０ ０年第 ３ ３期 （ 第 １ ８期 ） 总 ６
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矿热炉低压无功补偿 的经济效益分析
包金 国
（ 北京思能达节能 电气股份有限公 司， 河南 郑州 ４ ０ ０ ） ５ ０ １
摘要 ： 文章通过论述矿 热炉低压 无功补偿 的原理 ， 分析 了低 压 能提 高变压器 的效 率 ， 增加 炼有效输人功率。如下式 ： 台
短 其 Ｐ’ 抗等 方面有被忽视 的情况。这种情 况阻碍着 矿热炉生产的各 上 提 高 了 变压 器 、 网 大 电流 线 路 的 利用 率 。 （ 中 ， 为补
项经济指标 的改善。所 以， 加强这方面的 实践研究 ， 不仅能降 偿后 电炉 消耗的有效功率 ， ａ ｔｎ巾， ａ ｔｎ巾’ 分别表示补偿前后 低生产 企业的单位 能耗 ， 且对推动 国家 的节 能政策具 有重 功 率 因数 角 的正切值 ， 而 Ｑ’为补偿 电容 器容 量。图 １ 保证 是
低 损 耗 ， 且 对 用 户 供 电质 量 的 提 高 有 着 潜 在 的 经 济 效 益 。 耗 降低 ２ ～ ３ 。 而 ％ ％
矿热炉属高耗能用 电设备 ， 电能 的消耗 占生产成本的大部分。 随着铁合金行业 的发展与竞争 ， 如何 提高功率 因数、 降低单位 电耗 ， 已成为铁合金行业关注的课题。 近年 来 ， 国内外专家对
种 有效 手段 。为此 ， 发供 电部门对 电炉 的运 行功率 因数有强 以 使 其 在 炉 变 低 压 侧 的 无 功 平 衡后 达 到 额 定 运 行 状 态 ， 改 其 制性 的要求 ， 户提高功率 因数 ， 用 不仅 能够 稳定 电网 电压、 降 善后 的产 量和单耗 指标 更为可 观， 一般 增产可 达到 １ ％、 ２ 单
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功率将会增大 ， 为提高 日产量创造 了必要条件 ， 同时由于单位
面 积 上 热 效 应 提 高 ， 原 反 应 充 分 ， 耗 也 明 显 下 降。 另 外 ， 还 矿
电 力 系 统 的 无 功 管 理 是 确 保 发 、 电 系 统 经 济 运 行 的 一 对不能运 行在炉变额 定档位 的矿热炉 ， 供 低压无功就 地补偿可