中频炉谐波治理及无功补偿经济分析.pdf

铸造企业对中频炉进行无功补偿和谐波治理具有较高经济效益，值得在铸造 和其他使用中频炉的企业推广。中频炉增加KYTBBL 高压滤波补偿装置不但对提 高企业生产效率、设备可靠性有积极的作用，而且还有节省电能、环保等经济效 益和社会效益。 1.前言 铸造用中频炉具有维护方便，操作简单可靠，可准确地控制和调整金属液温 度与成分，熔炼速度快，成型铸件质量好，而且其工作噪音和污染都较冲天炉小 等特点。因此在铸造领域里它比冲天炉应用更广泛，越来越受到铸造企业的青睐。 中频炉熔炼金属时需要消耗大量电能，其节能降耗也是一个受到企业和社会各方 都关注的问题。现在笔者结合对中频炉改善电能质量的实际经验，阐述运用 KYTBBL 高压滤波补偿装置进行节能降耗的效益。 2.企业供电系统简况 某大型球铁铸造公司，该公司使用中频炉熔炼金属液，铸件年产量为5 万吨。 该公司变压器总容量为 8650KVA；5000KVA （10KV ／0.75KV）专用变压器一台， 对应负荷为12 吨中频炉；3150KVA （10KV ／0.75KV）专用变压器一台，对应负荷 为5 吨中频炉和15 吨中频保温炉；500KVA （10KV ／0.4KV）配电变压器一台，对 应负荷为厂用电。原设计 5000KVA、3150KVA 专用变没有采取无功补偿措施， 500KVA 配电变低压侧配置300KVAR 电容补偿柜。 3.改造前供电系统主要问题 3.1 专用变压器噪声大，油温高，经常达到80℃，需外加风机散热。 3.2 中频炉工作时，500KVA 配电变压器也出现噪音增大。无功补偿柜内的电 容器经常烧毁，其他低压设备经常出现不明原因跳闸。 3.3 功率因数只有0.73，达不到供电局0.90 的要求，调整电费扣罚每月约 9 万元。 4.原因分析 根据中频炉的固有特性，上海坤友电气有限公司基本认定这些问题是由中频 炉电源的谐波引起。中频炉电源产生的大量谐波直接注入到专用变压器，造成变 压器振动、损耗增加，具体表现在噪音大、油温高。同时，部分谐波通过 10KV 母线流入到500KVA 的配电变压器，并与低压侧的电容器发生谐振，造成电容器 经常烧毁，保护装置误动作。 中频炉功率因数低 0.73，大量无功功率由专用变压器提供，加重了变压器 的负担。由于配电变的电容器也经常烧毁，不能正常运行，公司担心设备的安全， 不敢轻意投资中频炉补偿柜。造成公司整体功率因数偏低，月调整电费高。 5.系统改造 根据就近补偿原则，上海坤友电气有限公司于2009 年10 月初，在2 台中频 炉专用变压器的低压侧安装了中频炉专用的2 套KYTBBL 高压滤波补偿装置。该 装置投入运行后，不但从根本上解决了上述电能质量问题，还收到很好经济效益。 经过几个月的实际运行，证明本次改造是成功的。 6．滤波补偿装置的结构特点 6.1 设计思路 企业的目标是设备安全和节省电费，低的投资成本，滤波效果其次。因此设 计以无功补偿和设备可靠性经济性要求为首要目标，谐波治理以五次谐波和七次 谐波为主，其他高次谐波不考虑。 6.2 滤波器全部投入 6.3 关键元器件选取 6.3.1 接触器：顶级高性能真空接触器作为投切器件，其性能可靠，电寿命 可达60 万次，损耗小。 6.3.2 滤波电容器：采用特殊制造的单相滤波电容器，其主要绝缘材料采用 国外品牌。滤波电容器使用寿命长，损耗小，可长期（一般4～6 年）在谐波较 大的环境下使用（一般电容器在谐波负荷下的寿命，只有0.1～1.5 年）。 6.3.3 滤波电抗器：采用低损耗的铁心滤波电抗器，电抗器正常运行温升不 超过60K，真正做到“绿色节能”。装置整体损耗保证小于总容量的1％。 6.3.4 每个支路都有三级过流保护，系统安全可靠性高。 6.4 具有超限报警和保护闭锁功能，报警限值可由用户设定。 6.5 具有手动控制和自动控制两种工作方式，便于调试。 8．改造后的综合效益 8.1 装置的运行情况 该KYTBBL 高压滤波补偿装置可自动跟踪调节各个支路的投切，开启后无须 人员操作。2009 年 10 月初投运，当月功率因数由0.73 提高到0.92。之后的每 个月的功率因数都是0.97。 8.2 产生的经济效益 8.2.1 功率因数提高，节约力调电费：装置投入后功率因数提高至0.97，力 率调整电费由罚 8.5％变为奖0.75％，一正一负相差9.25％，月节省调整电费