矿热炉无功补偿的几个问题和解决方案
浅谈矿热炉无功补偿及实践
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一
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所示 。
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矿热炉低压无功补偿设备的实践应用探讨
低压无功补偿装置属于低压成套配电设备大类中的专门类别。
具有电容器、电抗器等器件特殊的技术要求。
目前，其装置中的投切器件已由机电开关发展到真空开关、电子开关、复合开关；投切控制器也由功率因数取样、三相控制发展到以无功电流、无功功率取样的三相分相智能控制器。
从而形成多种补偿方式，如：静态补偿、分相补偿、混合补偿、纯电容补偿、谐波补偿、滤波补偿等。
低压功率因数补偿装置的核心器件是低压自愈式并联电容器。
西安XD牌自愈式低压电容器采用高性能金属化聚丙烯薄膜作为电介质材料（损耗t anб≤0.001）。
电容器内置放电电阻、熔丝保护装置，制造工艺真空处理、树脂封装、质量可靠。
特别是介质损耗小，适宜大量电容器并联使用。
是矿热炉低压补偿理想的元件。
（电力电容器在运行过程中，除了向电网输送一定的无功功率外，其内部还会耗用一定的有功功率，这就是电容器的损耗。
电容器的有功功率P与无功功率Q的比值，称作电容器的损耗角正切值。
tanб＝P／Q 利用电容器损耗角正切值，可以计算出电容器组的损耗和发热量。
）铁心电抗器的损耗由两部分组成，铁损、铜损。
在设计、制作过程中应予考虑。
电抗器设计加工应考虑抑制谐波与防止对电容器的冲击作用。
在矿热炉系统中实施无功补偿的一些问题的探讨：⑴、无功功率补偿接入点的考虑①、计量点位置的考虑。
矿热炉一般在高压侧计量,补偿点应在计量点的内侧，计量无功补偿后的用电数据。
②、考虑理想的补偿效果。
应在配电负荷末端进行电容无功补偿。
矿热炉应实施高、低压混合补偿。
其原因是低压补偿是最理想的效果，但补偿电容数量十分庞大，实施分段补偿，经济合理。
⑵、电容器工的作环境分析①、矿热炉变压器低压侧为三相三线制，无中心零线，无0序电流。
当负荷不平衡时，三相电压会产生很大的变动（见附件）。
②、矿热炉负荷是电极弧（类似电弧焊机），工作过程中电流、电压、功率因数变化较为频繁，而且变化幅度较大。
③、矿热炉变压器低压侧在结构上无任何开关（因电流数值非常大庞，无法采用开关控制）。
矿热炉低压无功补偿技术规范
矿热炉低压无功补偿技术规范1.总则1.1 为了降低矿热炉短网的无功补偿损耗，促进矿热炉行业的节能，提高矿热炉炉变和短网电效率，充分发挥矿热炉低压无功补偿的节能效果。
2. 矿热炉低压无功补偿工作原理1 矿热炉低压无功补偿装置并联于短网末端，由低压交流滤波电容器、滤波电抗器组成LC滤波补偿回路进行分相就地补偿。
减少短网无功功率损耗，同时吸收因不平衡负载和电弧冶炼产生的谐波（以3、5次特征谐波为主），降低其三相的不平衡度，有效提高功率因数。
2.1 主回路由补偿短网、隔离开关、熔断器、接触器、低压交流滤波电容器、滤波电抗器等组成。
2.2控制系统由控制器、高压侧信号变送、控制指令信号、投切驱动单元、现场指令信号、界面信息控制及低压侧保护信号等组成。
3技术要求3.1 电压3.1.1 电容器电抗器两端工作电压不大于其额定电压。
3.1.2 电抗器两端工作电压和电容器两端工作电压之比（回路的实际电抗率）应符合表规定：3.1.2.1 针对3次谐波，实际电抗率应不小于12%。
3.1.2.2针对5次谐波，实际电抗率应不小于7%。
4.谐波矿热炉低压无功补偿装置不应该放大高压侧系统谐波，并符合GB/T14549的规定。
4.1 温度设备正常运行时，工作环境温度应不大于50℃,与环境温度相比，电容器的外表最高温升和电抗器的外面及其热点最高温升（B级绝缘）应符合：4.1.1 电容器外表最高温升≦10℃。
电抗器外表面最高温升≦20℃。
电抗器热点最高温升≦32℃。
5. 功率因数5.1 功率因数月平均值不低于0.90.5.2 滤波电容器应符合GB3983.1要求，两端运行电压应长期低于其额定电压的95%。
5.3 滤波电抗器应符合GB10229要求，两端运行电压应长期低于其额定电压的95%。
5.4 接触器其支路投切涌流应不大于额定电流的2倍，在现场供电电压波动、磁场或其它干扰时应可靠投切，不能产生跳动和误动。
5.5 隔离开关其额定电流选取不低于该支路最大运行电流的1.3倍。
矿热炉无功补偿及优化方案
矿热炉无功补偿及优化方案
郑元彬
【期刊名称】《铁合金》
【年(卷),期】2011(042)003
【摘要】矿热炉耗电巨大,功率因数较低,无功损耗大,通过对各类无功补偿技术的分析,阐明了低压短网直接补偿的方式节能增产效果最好,并对国内各类短网补偿的执行开关的优劣进行了对比分析,提出了组合式开关是解决涌流及过电压问题的最优方案,同时对低压侧短网补偿与工艺结合的其他问题进行了分析.
【总页数】3页(P25-27)
【作者】郑元彬
【作者单位】北京思能达节能电气股份有限公司,北京,中国,100000
【正文语种】中文
【中图分类】TF332.2
【相关文献】
1.110 kV矿热炉变压器第三线圈并联电容无功补偿装置的选择 [J], 王忠
2.矿热炉大容量低压无功补偿系统分析 [J], 栾春沂
3.锰企业矿热炉无功补偿装置节能改造及经济效益分析 [J], 秦铖
4.基于SVG的矿热炉无功补偿与电能质量改善 [J], 黄实批;
5.矿热炉低压无功补偿与矿热炉的经济运行 [J], 杨雷献;闫青林;杨佳雷
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矿热炉无功补偿及优化方案
温升有较大幅度增加 ， 更容易使短网导体受到锈蚀 ， 破坏变压器 的绝缘 ， 降低 电气设备的寿命 ， 增加企业
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无功补偿设备的故障诊断与维修技巧
无功补偿设备的故障诊断与维修技巧无功补偿设备作为电力系统中重要的组成部分，对提升电力系统的稳定性和运行效率具有至关重要的作用。
然而，由于使用环境、设备老化等原因，无功补偿设备在运行过程中难免会出现故障。
本文将介绍无功补偿设备故障的诊断与维修技巧，帮助读者更好地处理相关问题。
一、设备故障的检查与分析在无功补偿设备出现故障时，首先应进行细致的检查与分析。
以下是常见的故障检查步骤：1.检查电源线路：无功补偿设备的电源线路是否连接正常，有无松动、断裂等情况。
2.检查继电器：继电器是否损坏或接触不良，导致信号传输故障。
3.检查电容器：电容器是否老化、短路或开路，用万用表测试电容器的电压是否正常。
4.检查电抗器和感应电抗：电抗器和感应电抗是否损坏，是否存在短路或断路现象。
5.检查控制器：控制器是否正常工作，检查控制信号是否传输到位。
二、无功补偿设备故障的诊断方法针对不同的故障症状，可以采用不同的诊断方法。
以下是几种常用的诊断方法：1.可视检查法：通过观察设备的外观和连接线路，检查是否存在明显的损坏或线路接触不良等问题。
2.仪器测试法：利用专业的仪器设备，如示波器、电压表、电流表等对设备运行状态进行测试，以确定设备故障的具体位置。
3.数据分析法：利用数据采集系统，对设备运行过程中的电流、电压等参数进行实时采集和分析，通过对数据的比对和分析，找出异常点，进而判断出设备故障的原因。
4.模拟仿真法：通过搭建仿真模型，模拟设备运行过程中可能出现的故障情况，通过对模型的仿真和分析，识别出可能存在的故障点。
三、无功补偿设备故障的维修技巧当发现无功补偿设备出现故障时，及时的维修是非常关键的。
以下是一些常见的维修技巧：1.电源线路修复：如果发现电源线路存在松动或断裂的情况，应及时修复或更换受损的电源线路。
2.继电器更换：对于继电器损坏或接触不良的情况，应及时更换故障继电器，确保信号传输的正常。
3.电容器更换：对于电容器老化或损坏的情况，应选择合适的电容器进行更换，确保设备的正常运行。
3万3硅铁矿热炉无功补偿方案
3万3硅铁矿热炉无功补偿方案2019年10月3日工程概况XXX有限责任公司拟建设2*33000kVA硅铁矿热炉，每台矿热炉均由三台11000kVA的单相矿热炉变压器供电，矿热炉变压器一次电压为110kV。
由于每台矿热炉自然功率因数较低约为0.70左右，为提高矿热炉功率因数需在矿热炉侧设置无功补偿装置。
硅铁矿热炉负荷一般不会产生冲击负荷，故引起的电压波动是很小的;根据目前已生产的硅铁矿热炉的实际运行情况，单台矿热炉生产时其正常电压不平衡度一般在2%以下，短时可能达到4%左右，但多台矿热炉同时生产的正常电压不平衡度一般可控制在1%以下;硅铁矿热炉生产时会产生少量的高次谐波，主要以二、三次谐波为主，但由于其随机性比较大，目前无法计算，且无相关测量数据。
根据以往经验及国内类似工程均无超标现象。
为了更好的治理谐波污染，考虑在矿热炉主车间侧设置并联电容补偿滤波装置，用于提高功率因数并尽可能滤除特征谐波。
2补偿方式由于矿热炉负荷的功率因数较低，为了提高功率因数，需在矿热炉变压器侧连接相应的无功补偿设备，通常采用如下几种补偿方式解决。
*高压并联电容补偿装置该装置将高压并联电容并接于矿热炉变压器的高压端，优点是如参数选择合理其在补偿感性无功功率的同时还具有消除谐波的功能，能够解决因功率因数低而被加收电费利率调整费的问题，且对矿热炉本身运行参数没影响。
但因本项目矿热炉变一次电压采用的是110kV，目前阶段110kV电容器造价较高，运行维护较复杂，且现有设备无法实现动态可调补偿，故不可取。
*中压并联电容补偿装置该装置将补偿电容并接于矿热炉变压器三次侧抽头的中压侧，通常采用10kV电压等级，同高压补偿装置一样，优点是参数选择合理的话在补偿感性无功功率的同时还具有消除谐波的功能，能够解决因功率因数低而被加收电费利率调整费的问题。
在入炉功率相同的情况下，并联电容补偿装置投运后，矿热炉变压器高、中压线圈电流减少，低压电流不变，可降低变压器的负载损耗，但入炉功率变化不大，产量不会增加。
无功补偿装置的故障诊断与处理
无功补偿装置的故障诊断与处理无功补偿装置是电力系统中的重要设备，它能够对系统的无功功率进行补偿，保证系统的功率因数在合理范围内。
然而，在使用过程中，无功补偿装置也会遇到各种故障问题。
本文将针对无功补偿装置的故障进行诊断与处理，提供一些有效的方法和技巧。
一、故障诊断1. 系统参数异常首先，需要检查系统参数是否异常。
包括电网电压、电流、功率因数、频率等参数。
这些参数异常可能导致无功补偿装置无法正常工作。
可以通过合适的测试仪器对这些参数进行测试，确保其在正常范围内。
2. 继电保护故障无功补偿装置通常会采用继电保护装置进行保护，当继电保护装置发生故障时，无功补偿装置可能无法正常运行。
可以通过检查继电保护装置的工作状态、触发条件等来判断是否存在故障。
3. 接线错误无功补偿装置的接线错误也是常见的故障原因。
在安装或维护过程中，可能出现接线错误，导致装置无法正常运行。
此时需要检查接线是否正确，同时，注意排除因接线松动或短路引起的故障。
4. 电容器老化无功补偿装置中的电容器是关键部件，经过长时间使用后，电容器可能出现老化问题，从而导致无功补偿装置无法正常工作。
通过电容器的外观检查，并使用合适的测试方法，可以判断电容器是否存在老化问题。
二、故障处理1. 修复或更换故障部件根据故障的具体原因，对故障部件进行修复或更换。
例如，如果发现电容器老化，就需要更换新的电容器。
注意在更换过程中，需要按照相关的操作规程进行，确保安全可靠。
2. 调整系统参数在系统参数异常的情况下，可以通过调整系统参数来解决问题。
例如，调整电网电压、电流等参数，使其处于正常范围内。
可以根据实际情况，进行适当的试验和调整。
3. 调试继电保护装置如果继电保护装置发生故障，可以通过调试来修复。
根据继电保护装置的型号和厂家提供的操作手册，进行相应的调试工作。
注意在调试过程中，要保证安全，并遵循相关操作规程。
4. 清洁和维护工作定期对无功补偿装置进行清洁和维护是预防故障的有效措施。
无功补偿装置的故障模式与分析
无功补偿装置的故障模式与分析无功补偿装置是电力系统中用来补偿无功功率的重要设备，它能够调整电力系统的功率因数，提高电网的稳定性和运行效率。
然而，由于各种原因，无功补偿装置在运行过程中可能会出现故障。
本文将对无功补偿装置的故障模式进行详细分析，并提供相应的解决措施。
一、无功补偿装置的故障模式1. 绝缘故障：无功补偿装置的绝缘失效可能导致电网中的电流和电压断路，造成设备无法正常运行。
绝缘故障通常是由于设备老化、设计不合理或操作不当引起的。
2. 电容器故障：无功补偿装置中的电容器是其核心组件，常见的电容器故障包括短路、开路和电容值的变化。
这些故障可能导致无功补偿装置无法提供正常的补偿作用，进而影响电网的稳定性。
3. 控制故障：无功补偿装置的控制系统是实现其功能的关键部分。
控制故障可能导致无功补偿装置无法正确响应电网的需求，出现补偿不足或补偿过度的情况。
4. 过电压故障：过电压可能会对无功补偿装置的电子元件造成损伤，导致其无法正常工作。
过电压故障通常与电网自身的波动和突变有关。
二、无功补偿装置故障的分析与解决方案1. 定期检测和维护：无功补偿装置的定期检测和维护是防止故障发生的重要措施。
定期检测可以及时发现问题，采取相应的维修或更换措施，保证装置的正常运行。
2. 绝缘检测：对无功补偿装置的绝缘进行定期检测，以确保其工作环境符合要求。
可以使用绝缘测试仪器对设备的绝缘电阻进行测量，以判断绝缘是否正常。
对于低绝缘电阻的情况，应及时采取绝缘处理措施。
3. 检查电容器：定期检查无功补偿装置中的电容器，包括检测电容值是否正常、观察外观是否有物理损伤等。
对于电容器故障，及时更换或修理是解决问题的有效方式。
4. 定期校准控制系统：无功补偿装置的控制系统需要定期校准，确保其响应速度和补偿效果的准确性。
如发现控制故障，应及时修复或更换相关的控制元件。
5. 安装过电压保护装置：在无功补偿装置中安装过电压保护装置，可以有效保护其电子元件不受过电压的损害。
矿热炉无功补偿的几个问题和解决方案
矿热炉无功补偿的几个问题和解决方案矿热炉的供电系统主要是由电炉变压器及短网铜管组成，变压器及短网是一个在大电流状态下工作的系统，其最大电流可达数十万安培。
矿热炉的功率因数低，绝大多数的矿热炉的自然功率因数都在0.7~0.80 之间，三相电极形成的电弧需要从系统吸收大量的无功功率，因此会给电炉的运行带来如下问题。
1) 由于矿热炉长期工作在超载状态，大量无功功率流经电网，降低了电网的电压水平，造成供电系统电压的不稳定，不利于电网的经济运行。
2) 大量无功电流流经变压器和短网，大大降低了变压器的有功出力。
同时也增大了变压器的损耗，降低了变压器及短网输送有功功率的能力，导致单位电耗增加，产能下降。
3) 量无功电流流经变压器和短网，会使导体温升有较大幅度的增加，这一方面使导体的电抗增大而致损耗增加。
另一方面，温升还会加速短网的结垢、锈蚀，从而降低短网的使用寿命。
此外，温升还会加速变压器的绝缘老化，使变压器的寿命降低。
4) 矿热炉工作时，大量的无功电流流经布置长短不等的短网，会加剧三相功率的不平衡，功率的不平衡会导致电炉的功率中心与炉膛中心不重合，这会降低坩埚区的容量，使矿热炉达不到设计产量，电耗指标变坏。
从以上几点分析可以看出，对矿热炉进行无功补偿，从而提高功率因数、平衡三相功率，对矿热炉的降耗节能具有极其重要的意义。
常见矿热炉无功补偿方案的分析根据补偿装置和变压器的位置进行划分，目前较常见的补偿方式有高压侧补偿与低压侧补偿两种。
下面我们对这两种补偿方式做一具体分析，针对矿热炉而言，无功的产生主要是由电弧电流引起的。
如在电炉变压器的高压侧进行无功补偿，对改善高压侧的供电状况，提高功率因数是明显的。
但对于降低短网的无功损耗，提高变压器的出力，提高产能却没有任何帮助。
如在低压侧进行补偿，那么大量的无功功率将直接由补偿电容器提供，无功电流直接经低压补偿电容和电弧形成回路。
而不再经过补偿点前的短网、变压器及高压供电回路，在提高功率因数的同时，降低了变压器及短网的无功消耗，还可提高电炉变压器的有功功率输出，从而提高电炉的产能，提高产品的质量，降低单位电耗，降低原料的消耗等。
无功补偿装置运行中出现的问题及对策
无功补偿装置是配电系统中主要设备之一，其作用表现在提高功率因数，降低功率损耗和电能损耗；改善电压质量，减少用户电费支出：所以供电部门和用电单位对无功补偿装置要求都很高。
然而无功补偿装置往往在运行中会出现较多问题，其主要原因是补偿装置选用电器元件配置的合理性，电器元件使用是否正确；电网中是否存在谐波的干扰以及安装工艺等诸多问题有关。
一：控制器问题补偿装置的电器元件（控制器）常会出现的问题是：补偿控制器上cosΦ显示不准确。
原因及对策：这种情况有两种可能性：A 补偿控制器产生误动误显，主要是由于电网中或负载源产生的谐波所致。
相应办法是更换抗谐波型控制器或在配电系统中加装抗谐波型元件。
B 补偿控制器与取样电流或电压有关。
在有负荷时正常的情况下投入电容器，功率因数应该从滞后值逐步变大至1.00，如果再投入电容器则功率因数应该为超前，继续投入超前值变小为正常；而出现：1. 始终只显示1.002. 电网负荷是滞后状态，补偿器却始终显示超前3. 电网负荷是滞后状态，补偿器显示滞后但投入电容器后滞后值不是按正常方向变化（增大）反而投入电容越多滞后值越小4. 电网负荷是滞后状态，补偿器虽显示滞后值，但投入电容器后滞后值不变化，滞后值只随负荷变化而变化。
上述情况：1往往是因为取样电流没有送入补偿器。
2一般情况是因为取样电流与取样电压相位不正确3一般情况下是因为投切电容器产生的电流没有经过取样互感器。
补偿控制器能够正常运行，必须取样电流正确，而且负荷电流与电容器投切产生的电流必须要从取样互感器上得到反应。
二：熔断器问题无功补偿装置在补偿投切过程中常常会出现熔断器经常熔断。
原因分析：1. 熔断器熔断与选型配置的合理性有关2. 熔断器熔断与计算实际投切电流的相应倍数有关3. 熔断器熔断与补偿控制器的投切时间有关4. 熔断器熔断与电网系统或负载设备产生的谐波有关5. 熔断器熔断与相数电流不平衡有关6. 熔断器熔断与安装工艺、工作环境等有关。
矿热炉(电炉)低压无功补偿及经济运行技术与控制方法
矿热炉（电炉）低压无功补偿及经济运行控制技术方法一、总则：恒电压设备的铁损、铜损、机械损、杂散损构成的额定工况，电效率越高、节能效果越大，即功率因数的高低决定节电率。
而矿热负载的铁损、铜损、杂散损、热损构成的非额定工况，是由矿热装备终端的电能利用率和炉前操作管理的有效利用率组成，此处的功率因数是起降损增功作用，是以熔池里面的热效率高低决定节电率。
一方面，要合理的提高电炉用电功率因数，使电效率相应提高，另一方面的几何参数、炉料、设备等条件约束，电效率不会是越高就越好、也代表不了热效率，关键在于用电功率因数是否与炉内参数同步操作优化。
二、电炉电压情况与使用环境条件要求：从上图测得的波形可见，电弧的非线性电阻，受炉膛的温度、压力、料层构成电化或电冶过程，电极在増根料层内以马蹄形或白炽灯状埋弧所产生的谐和波，其电压畸变率约占1.1%或2.7%或6%不等，谐波电流分量约占13%~35%不等。
因此，矿热低补应对炉内主要特征谐波频率和高幅值谐波应采取必要的滤波补偿回路及隔离增补了对这些不具备规律性，无法事先预知的电质变量须设监测项目。
在相补能有效地解决无功功率不平衡的同时，宜利用电抗器接电容器的电感、容抗串联，可以在相间转移有功电流的基本原理，适当搭配有利调整三相不平衡有功电流，不但能有效的减少炉变铜铁损，而且可以多减点炉变至短网的线路损耗，还可以解决谐波的干扰源影响电压、电流信号正弦波中产生负波及引起炉内碳氧化物含量的失衡。
低补装置一般设在炉膛周边，补偿铜管都尽可能接到短网终端的附近。
烟气侵蚀、烟灰积聚，热源辐射、长期微振等，对装置的内部电气元件要求很高，现行的电气行业标准，按矿热炉工况要求是有跨行业差异，与矿热炉电流需要的电容器，要具备耐热、抗流、防涡流等的功能尚缺。
低补主要是用电容器的无功换入炉有功，能解决低压绕组超载、增大熔池功率兼消流、实现炉变经济运行，是在现有技术条件背景下，原理成熟可靠，配套见效最快的选择。
无功补偿设备的故障诊断与维护
无功补偿设备的故障诊断与维护无功补偿设备是电力系统中常见的一种设备，用于调节系统的功率因数，提高供电质量。
然而，由于设备长时间运行，或者遭受外界环境的影响，很可能会出现故障。
本文将介绍无功补偿设备的故障诊断与维护方法。
一、故障诊断1.观察指示器当无功补偿设备出现故障时，首先应仔细观察设备上的指示器。
指示器通常具有多种显示功能，比如显示设备的运行状态、故障代码等。
通过注意观察指示器的显示情况，可以初步了解设备的故障类型。
2.检查电缆与接线无功补偿设备通常需要与其他设备进行联接，这就涉及到电缆与接线的连接情况。
可能出现的问题包括接触不良、电缆破损等。
因此，检查电缆与接线的连接情况，可以发现一些常见的电气故障。
3.测量参数使用合适的电力测试仪器，对无功补偿设备进行参数测量，可以更加准确地了解设备的状态。
比如，可以测量设备的电流、电压、功率因数等参数，从而判断设备是否正常工作。
4.故障记录与分析一旦发现故障，应及时记录相关信息。
包括故障的发生时间、故障的表现、设备的运行状态等。
这些信息在后续的故障分析中起到重要的作用。
根据故障的记录，可以借助专业的故障分析软件等工具，对故障进行分析，并找出故障的原因。
二、维护方法1.定期检查为了保证无功补偿设备的正常运行，定期检查是必不可少的。
检查的内容包括设备的密封性、温度、湿度、灰尘等。
这些检查可以帮助发现一些潜在的问题，并采取预防措施，避免设备故障的发生。
2.清洁设备无功补偿设备通常设置在机房或者变电站等地方，容易受到灰尘等杂物的侵扰。
因此，定期对设备进行清洁是非常重要的。
可以使用吸尘器或者特殊的清洁工具，将设备表面的灰尘、杂物进行清理。
同时，还可以检查设备上的散热装置是否正常运行，避免设备过热引起故障。
3.预防维护除了定期检查和清洁，还需要进行预防性维护。
这包括定期更换零部件、检查设备的绝缘性能等。
对于一些易损耗的部件，定期更换可以延长设备的使用寿命。
而对于绝缘性能的检查，则可以发现潜在的安全隐患，及时采取措施。
矿热炉及低压无功补偿简介
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。
矿热炉及电弧炉电能无功补偿作用、原理、方法与电流质量分析技术方案
矿热炉及电弧炉电能无功补偿作用、原理、方法与电流质量分析技术一、无功补偿概述1.1 电无功补偿概念：在矿热炉中，电气设备一方面消耗有功功率，另一方面消耗无功功率。
设备的电磁部件在建立磁场时消耗的电能。
在供电期间，电容器消耗一定量的电能以建立电场，该电场也在无功功率范围内。
电气元件的结构特性的差异决定了电流是超前还是滞后。
当电流在电容元件上工作时，电流滞后，并且当电流作用于电感元件时，电流流动并且电容电流与电感器电流的方向相反。
如果电容器和电感元件存在于同一电路系统中，则电路中的无功功率将被抵消。
因此，偏移特性可用于在电路的同步补偿器中产生负无功功率，或者可设计合理的电容与电感比，由整个电路产生的无功功率和由电抗产生的电流功率相互抵消。
无功功率补偿进一步改善了矿热炉的当前电能质量。
1.2 电无功补偿的作用：电能无功补偿具有降低矿热炉电能损耗，降低电压损耗，降低传输电流，保证电热炉稳定一致的电能的作用。
最大限度地降低电力传输中的无功功率，增加电网中的有功功率，补偿无功功率，提高性能功率因数。
此外，无功功率的补偿还可以降低电力生产成本并节省矿热炉的容量。
随着功率因数的增加，网络中有功功率的比例增加，线损减小，从而提高了矿热炉的性能质量。
因此，矿热炉中无功功率的补偿不仅可以提高电能质量，还可以提高经济性。
1.3 电能无功补偿原理：（1）改善自然功率因数。
在发电中，当电动机的负载达到75%时，功率因数最高。
另外，通过控制发动机的空转操作，同步异步电机的操作，选择变压器的最佳负载比，以及减少发动机的轻负载操作，可以增加自然功率因数。
虽然上述方法可以提高功率因数但仍不能满足实际要求的标准，只能提供无功功率补偿，可以提高自然功率因数，从而提高矿热炉的电能质量性能。
（2）无功功率补偿。
充分发挥电力设备的特点，使同步电动机发出无功功率，以补偿和提高功率因数。
电容补偿器用于集中、分散或独立的无功功率补偿，以根据需要实现所需的功率因数。
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矿热炉无功补偿的几个问题和解决方案矿热炉的供电系统主要是由电炉变压器及短网铜管组成，变压器及短网是一个在大电流状态下工作的系统，其最大电流可达数十万安培。
矿热炉的功率因数低，绝大多数的矿热炉的自然功率因数都在0.7~0.80 之间，三相电极形成的电弧需要从系统吸收大量的无功功率，因此会给电炉的运行带来如下问题。
1) 由于矿热炉长期工作在超载状态，大量无功功率流经电网，降低了电网的电压水平，造成供电系统电压的不稳定，不利于电网的经济运行。
2) 大量无功电流流经变压器和短网，大大降低了变压器的有功出力。
同时也增大了变压器的损耗，降低了变压器及短网输送有功功率的能力，导致单位电耗增加，产能下降。
3) 量无功电流流经变压器和短网，会使导体温升有较大幅度的增加，这一方面使导体的电抗增大而致损耗增加。
另一方面，温升还会加速短网的结垢、锈蚀，从而降低短网的使用寿命。
此外，温升还会加速变压器的绝缘老化，使变压器的寿命降低。
4) 矿热炉工作时，大量的无功电流流经布置长短不等的短网，会加剧三相功率的不平衡，功率的不平衡会导致电炉的功
率中心与炉膛中心不重合，这会降低坩埚区的容量，使矿热炉达不到设计产量，电耗指标变坏。
从以上几点分析可以看出，对矿热炉进行无功补偿，从而提高功率因数、平衡三相功率，对矿热炉的降耗节能具有极其重要的意义。
常见矿热炉无功补偿方案的分析
根据补偿装置和变压器的位置进行划分，目前较常见的补偿方式有高压侧补偿与低压侧补偿两种。
下面我们对这两种补偿方式做一具体分析，针对矿热炉而言，无功的产生主要是由电弧电流引起的。
如在电炉变压器的高压侧进行无功补偿，对改善高压侧的供电状况，提高功率因数是明显的。
但对于降低短网的无功损耗，提高变压器的出力，提高产能却没有任何帮助。
如在低压侧进行补偿，那么大量的无功功率将直接由补偿电容器提供，无功电流直接经低压补偿电容和电弧形成回路。
而不再经过补偿点前的短网、变压器及高压供电回路，在提高功率因数的同时，降低了变压器及短网的无功消耗，还可提高电炉变压器的有功功率输出，从而提高电炉的产能，提高产品的质量，降低单位电耗，降低原料的消耗等。
通过以上比较，可以看出低压补偿具有高压补偿无可比拟的优势，所以现在的大功
率矿热炉都采用低压补偿的方式。
矿热炉低压补偿常见问题分析
随着对矿热炉补偿认识的深入，大家认识到给矿热炉加装低压补偿装置是十分必要的。
但在众多用户的使用过程中发现，低压补偿装置投运初期能带来较好的经济效益，增产和节能的效果十分明显。
可在补偿装置投运几个月后，往往会出现补偿效果下降，功率因数达不到设计要求。
检查后会发现，补偿装置的小型控制继电器、RT0 熔断器、电容投切接触器及补偿电容等配件发生损坏，使个别补偿回路失去补偿作用，严重时甚至整套补偿装置都不能正常运行，给电炉的生产造成严重影响。
从技术上分析元件的损坏原因如下：
3.1 补偿装置现场环境恶劣，多尘且温度高
为降低补偿装置的额外损耗，一般情况下，补偿装置的安装位置都要尽量靠近被补偿的短网，所以安装位置粉尘大、温度高。
粉尘大会导致补偿装置控制回路(尤其是采用24V 等的低电压控制回路) 的触点接触不良，使某一段的电容投不上。
环境温度经常达到40℃以上，加上补偿电容本身的发热，使运行中的电容器温度超过正常使用温度，电容器因过热而产生“涨肚”或漏油等现象，致使电容器失效。
3.2 补偿电容器投切开关问题
一般低压补偿装置均采用普通接触器投切电容器，其投入时会产生很大的涌流，切除时还会产生重燃过电压，导致电容器出现膜击穿损害，降低电容器的使用寿命。
投切时的大电流同时也使接触器的触点产生烧蚀，造成触头接触不良，过热而损坏接触器。
3.3 设计经验不足
一些单位设计的低压补偿装置，由于缺乏运行经验，经常在一些不被注意的环节上出现问题。
1) 一般的设计者都会在电容的投切回路中加入一只RTO 熔断器，以便在电容器发生击穿故障时让RT0 熔断，使故障电容器退出运行。
这在设计上看是合理的，但在实际运行中我们会发现问题。
因每个电容器回路的电流都比较大，而RT0 熔丝的截面较小，且RT0 本体一般都是与熔断器座采用弹性接触连接，存在接触电阻，这两点都导致熔断器在运行过程中产生较严重的发热。
一般低压补偿装置都会有一百多块电容器，因此这众多的RTO 熔断器成为了补偿装置重要的发热源，使补偿设备温度升高。
2) 一些设计者为便于各个补偿回路的接线，将补偿装置的
6 条主母线设计成裸铜排。
由于补偿装置主母线在工作中要流过数万安培的电流，往往使裸铜排的表面温度达到80℃以上，这也使补偿装置的温度升高。
3) 还有一些设计者在补偿装置与电炉短网之间加入几个隔离刀闸，这确实方便了补偿装置的维修。
但在实际运行时，这几个隔离刀闸的触头会严重发热，产生附加热源，长期运行刀闸的触头就会因发热而烧蚀在一起，拉不下来，刀闸损坏。
以上三点都导致补偿装置的局部环境温度升高，加速补偿电容器的老化，使电容器的寿命严重缩短。
解决方案
1) 对于补偿现场环境粉尘大的问题，应将补偿装置的低压控制单元与电容投切的主回路彻底分离。
将诸如PLC等低压小信号控制单元放在环境相对较好的电炉操作室内，而现场只留下高电压大电流的补偿电容主回路，这样就把因粉尘影响所造成的故障降到了最低。
2) 合理选择电容投切开关，采用晶闸管与接触器并联的组合开关代替普通的接触器开关是目前业内较为流行的做法。
采用晶闸管可实现电容器的过零投切。
在电容投入时，先将电容器经晶闸管过零投入，接触器再吸合，然后晶闸管退出工作。
在电容器退出时，先恢复晶闸管工作，然后将接触器退出，最后再由晶闸管过零退出电容器。
这样不但消除了电容器投入时的涌流及退出时的过电压，也避免了晶闸管开关工作时损耗高的缺点。
同时，也解决了接触器在投切电容器时触头的烧损问题。
使接触器和补偿电容器的寿命大大延长。
3) 取消每个电容器投切回路的RT0 熔断器，而依靠电容器内部的熔断器进行保护。
将补偿装置的主母线用水冷电缆代替，取消裸铜排。
取消补偿装置上的刀闸开关，而用水冷软补偿电缆接头替代。
在补偿装置大修时，可将软补偿接头拆除，从而保证检修工作的安全性。
采用上述措施后，可明显的降低补偿装置的故障率，延长电容器的使用寿命，保证低压补偿装置的长期稳定运行。
《NB/T 42141-2017 矿热炉供电系统用无功补偿装置设计与应用导则》里对矿热炉无功补偿装置的设计原则、设计依据、通用设计要求、设计方法和布置安装都说了详细的说明和要求。
并且附录附了装置安装位置示意图和装置设计示例等资料。