高低壓無功補(bǔ)償裝置主要由智能控制系統(tǒng)、濾波補(bǔ)償系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)、觸發(fā)投切系統(tǒng)、水冷母線系統(tǒng)、防塵降溫系統(tǒng)等六大部分組成。通過智能控制系統(tǒng)、濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的自動(dòng)投切、實(shí)現(xiàn)提高功率因數(shù)、平衡三相電極電電壓及提高爐堂的輸出功率，從而起到為企業(yè)提高產(chǎn)量、降低能耗、電能質(zhì)量達(dá)標(biāo)的目的。上海坤友電氣公司濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，適合于鋼鐵、鐵合金、工業(yè)硅、電石、黃磷、有色金屬等冶煉行業(yè)。

高壓無功補(bǔ)償

在變壓器高壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)膬H僅是高壓網(wǎng)路的無功損耗。變壓器高壓側(cè)電壓一般為10KV、35KV、或110KV。高壓無功補(bǔ)償又分兩種：一種是直接將補(bǔ)償裝置接于高壓側(cè)；另一種是通過補(bǔ)償變壓器接于高壓側(cè)。用相應(yīng)電壓等級(jí)的補(bǔ)償裝置（包括電力電容器、開關(guān)、電抗器、避雷器、保護(hù)等成套設(shè)備，下同），直接接入礦熱爐變壓器高壓側(cè)（補(bǔ)償裝置接在礦熱爐變壓器進(jìn)線端），也可以直接在變電站中，單獨(dú)或集中補(bǔ)償。

但由于其接入點(diǎn)在高壓側(cè)，設(shè)備的功率因數(shù)并不能提高，故變壓器的輸出有功功率也不能增加，只能提高變壓器前端即電網(wǎng)的功率因數(shù)。而且固定式補(bǔ)償容易因負(fù)載或電網(wǎng)變化形成過補(bǔ)償和欠補(bǔ)償，達(dá)不到穩(wěn)定補(bǔ)償?shù)男ЧＲ蚨邏貉a(bǔ)償最多只能達(dá)到不罰款的目的而不能產(chǎn)生明顯的實(shí)質(zhì)性的經(jīng)濟(jì)效益。

低壓就地?zé)o功補(bǔ)償

低壓就地?zé)o功補(bǔ)償方式為補(bǔ)償裝置連接在短網(wǎng)末端，低壓就地補(bǔ)償可有效提高低壓側(cè)的電壓，降低無功電流從而降低視在功率，降低短網(wǎng)、線路和變壓器損耗；并可相應(yīng)增加變壓器的有功功率輸出。由于低壓就地補(bǔ)償裝置安裝在礦熱爐短網(wǎng)末端，直接在負(fù)載末端提供了很大的無功電流，使功率因數(shù)的提高具有實(shí)質(zhì)性的經(jīng)濟(jì)意義。

相對(duì)高壓補(bǔ)償而言，低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

提高變壓器、大電流線路利用率，增加冶煉有效輸入功率。

針對(duì)電弧冶煉而言，無功的產(chǎn)生主要是由電弧電流引起的，將補(bǔ)償點(diǎn)移至短網(wǎng)，就地補(bǔ)償短網(wǎng)的大量無功消耗，提高變壓器的出力，增加冶煉有效輸入功率。

改善三相的強(qiáng)、弱相狀況。

由于三相短網(wǎng)布置不平衡，通過電流后產(chǎn)生的自感和互感都不相同，三相不同的電壓降就導(dǎo)致了強(qiáng)、弱相現(xiàn)象的形成。從理論上來講，爐料的熔化功率是與電極電壓和料比電阻成函數(shù)關(guān)系的，可以表示為P＝U2／R。從這一基本點(diǎn)出發(fā)，在三相短網(wǎng)與電極之間長(zhǎng)度基本相等點(diǎn)，采取單相并聯(lián)的方式進(jìn)行無功補(bǔ)償，綜合調(diào)節(jié)各相補(bǔ)償容量，使三相電極的有效工作電壓趨于一致、平衡電極電壓、均衡三相吃料，從而改善三相的強(qiáng)、弱相狀并聯(lián)史，在補(bǔ)償后根據(jù)爐況調(diào)節(jié)冶煉檔位和極心圓，使電極作業(yè)面積擴(kuò)大，以達(dá)到增產(chǎn)、降耗的目的。

降低高次諧波值，減小變壓器及網(wǎng)路附加損耗。

礦熱爐是一種高能耗的電冶煉爐，具有電阻電弧爐的特性。電弧冶煉時(shí)會(huì)產(chǎn)生高次諧波，尤其以3、5、7、11次最為嚴(yán)重，如對(duì)此不加以限制和吸收，無論對(duì)設(shè)備還是補(bǔ)償裝置，都會(huì)產(chǎn)生不利的影響。因此在設(shè)備中，我們會(huì)根據(jù)冶煉的諧波狀況將并聯(lián)電容器設(shè)計(jì)成濾波回路。根據(jù)公式：

UN＝LN（NXL－XC／N）→0

U—諧波電壓；LN諧波電流；XL—電抗器感抗值；XC—電容器容抗值。為降低和吸收N次以上諧波，應(yīng)使L—C自振頻率小于N。由于是就地補(bǔ)償，冶煉時(shí)產(chǎn)生的高次諧波能被低壓無功補(bǔ)償系統(tǒng)的L－－C諧波回路吸收，而不再通過變壓器和高壓網(wǎng)絡(luò)，從而有效降低高次諧波值，減小變壓器及網(wǎng)路附加損耗。

有效提高功率因數(shù)。

礦熱爐的無功消耗主要在變壓器和短網(wǎng)上，實(shí)施低壓無功補(bǔ)償，不僅就地補(bǔ)償了短網(wǎng)和變壓器的損耗，還能補(bǔ)償高壓線路的損耗，因此，相比高壓補(bǔ)償而言，其功率因數(shù)的提高無論對(duì)電網(wǎng)還是用戶都是有效的。

穩(wěn)定系統(tǒng)的無功消耗。

穩(wěn)定系統(tǒng)的無功消耗主要表現(xiàn)為短網(wǎng)電極端冶煉電壓的降低，實(shí)施低壓無功補(bǔ)償后，電壓提高百分比為：

DU＝Q×XK／SN（％）

QN—補(bǔ)償容量；SN—變壓器容量；XK—變壓器阻抗百分比。

同時(shí)，系統(tǒng)的電壓變化和總無功量的變化是成正比的。針對(duì)礦熱爐而言，冶煉負(fù)荷相對(duì)平穩(wěn)，其變化主要體現(xiàn)在冶煉初期和出爐期。因此，在降低三相負(fù)荷不平衡的同時(shí)，考慮到負(fù)荷的變化范圍，在補(bǔ)償時(shí)予以容量上的變化控制，達(dá)到穩(wěn)定負(fù)載端電壓的目的，從而企業(yè)獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)濟(jì)效益技術(shù)指標(biāo)

月均功率因數(shù)：提高到0.92以上，避免供電部門的調(diào)度罰款

增加設(shè)備的有功出力，產(chǎn)量提高

提高電爐末端電壓、單位產(chǎn)品電耗降低

爐料燃燒更均勻，合金成份更穩(wěn)定，產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)品率大大提高

減少爐渣的沉淀，延長(zhǎng)挖爐等檢修的間隔時(shí)間

諧波電壓、電流滿足國(guó)際《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》GB／T14594－93的要求，為企業(yè)節(jié)電2－5％、增產(chǎn)5％以上

主要技術(shù)參數(shù)

額定電壓：90V～460V；

基波頻率：50HZ；

控制物理量：功率因數(shù)；無功功率；諧波電流等

無功補(bǔ)償容量：2000KVAR～20000KVAR；

工作制：連續(xù)工作；

結(jié)構(gòu)形式：箱式、柜式；

環(huán)境溫度：戶內(nèi)型－10℃～＋65℃；

相對(duì)濕度：日平均不大于95％，月平均不大于90％（戶內(nèi)）；

投切方式：分組、分級(jí)、手動(dòng)、遠(yuǎn)程、就地控制投切；

補(bǔ)償方式：分組、分級(jí)、手動(dòng)、遠(yuǎn)程、就地控制投切；

無爆炸性塵埃和導(dǎo)電性塵埃。