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中頻爐無功補償裝置是用在什么地方的?
2021.05.11
中頻電爐是典型的諧波源波源成大量諧波,補償電容器不能投入使用,功率因數小于供電要求的0.9,月無功罰金,高溫變壓器,電力浪費,壽命短。引入電網的諧波電流在電網特性阻抗上造成脈沖電流工作電壓,造成電網工作電壓和電流量失幀,危害供電系統品質和運作安全性,提升線損和工作電壓偏位,并對電網和工廠自身的電器設備造成不好危害。
1.中頻爐無功補償常見的問題
鋼鐵廠的四套20T中頻電爐全部用24個脈沖整流。電能質量計顯示35KV線路主要有7、8、9、10、23和25次諧波??傠妷夯兟矢哌_7%左右,電能質量不合格。隨后,一套過濾設備,3,4,5,64個分支。濾波裝置投入運行后,7、8、9、10的電壓諧波從1%左右降至0.5%,但第23、25次諧波基本沒有降至2.4%??傊C波失真率約為3%,有時超過標準。除此之外,當中頻感應爐剛啟動(約10分鐘),5P和6P電容的環路電流量將提升到一定水平,高值為1,一切正常平穩數值80A。問題:如何濾除1: 23和25諧波,就好像沒有23和25濾波支路一樣?為何2: 5p和6p電容器的支路電流量會產生變化?“它是諧振的嗎?”為什么電容器支路電流在中頻電爐的中后期相對穩定?附上5p和6p的電壓諧波曲線無功補償裝置
無功補償裝置
2. 參數設置不當引起的異常
由于移相電容器動態無功補償系統的工作原理是通過增加容抗來抵消系統的感抗,因此可以調節系統的無功功率。
3. 負荷變動造成不匹配
針對網站內部原始負荷較小,將來負荷慢慢提升的狀況。因為動態無功補償系統軟件的設計方案中存有一定的數據冗余,假如拓展量不超出數據冗余量,則不容易造成動態無功補償出現異常。恰恰是因為企業設備的更新和改造,所以提高了原有設備的電力要素之后,系統的需求沒有得到減少,容量就不匹配了。例如:隧道燈原來使用線圈整流高壓納米機,然后改為電子整流高壓納米機。
大的影響也發生在正負無功功率變化很大的場合。如果企業設備組的無功分量較大,則設備組下班后停止工作后,系統的無功分量主要來自變壓器等供電設備。此時,如果系統所需的容量小于一組電容器的小容量,系統將會有過補償或欠補償。這都是公司變電器輕載后功率因素不符合規定的要素之一。
4. 容量不匹配
一般控制板裝有12組輸出功率移相電容器,容積不配對關鍵是因為電容器模塊容積配備過大導致的。斷根據每個單體容量固定,系統所需的容量比單體容量小的容量小的情況下,容器組不投入工作時,系統中存在低功率因素(長期補充),電容器投入時由于投入的容量過大導致系統的容量過大(同樣引起的容量因素過低)堅決控制不當的話,電容器投入、切斷、投入、切斷、切斷形成投入和切斷的振動。
5.電網狀況及用電設備
1)1#變壓器容量為16000KVA,變比為35KV/10KV,下帶負載為2臺7200KVA的中頻爐變和1800KVA的加熱爐變,中頻爐運行產生的特征高次諧波以11、13次為主,濾波裝置進入10KV母線。
2)4#變壓器容量為20000KVA,變比為35KV/10KV,主要負載為10KV母線側的8000KVA中頻爐變和總輸出為4200KW直流軋機,濾波裝置進入10KV母線。
6.投資效果分析
6.1.總投資:本項目分2個階段實施,即1#變壓器和4#變壓器。在這種情況下,只變更諧波濾波器和無功補償裝置總投資超過50萬元。
6.22.諧波治理及無功補償效果
濾波裝置投入運行后,系統10KV側諧波電壓畸變率從10.5%降至3.85%,諧波電流畸變率也從10.20%降至7.1%,所有諧波均在我公司標準允許值內。系統的功率因數也從0.827提高到0.99。過濾裝置投入運行后,系統消耗的總無功功率減少了4800千瓦時。
6.3.節電效果
1)線路頻率損失后的節電
如果公司1#主變壓器全年大負荷消耗3000小時(τ),線路功率損耗與傳輸功率之比為0.03,用δ表示,則補償后的年度節電:
△WL=SL*cosφ1*δ*τ*{1-[cosφ1/cosφ2]2}
=0.8×16000×0.827×0.03×3000×[1-(0.827/0.99)]
≈288000(kw·h)
注:0.8為主變負荷率
2)補償后變壓器全年節電量:
△WT=△Pd*(S1/S2)2*τ*[1-(cosφ1/cosφ2)2]
=240×{(0.8×16000)/16000}2×3000×0.30218
≈140000(kw·h)
式中Pd為變壓器短路損耗,為240KW
3)補償投入后的全年總的節電效果:
△W=△WL+△WT
=288000+140000=428000(kw·h)= 428000x0.58元=24.8萬元
式中:電費按0.58元/度,負荷1年工作時間為3000小時
4)力率電費的節約:
依據本地域電費定價方法,客戶全年度需付款的功率因數調節以下:(以本地供電局功率因數評定點為0.9測算,若賠償前客戶系統軟件功率因數為0.827,功率因數罰率為+3.5%。)
功率因數罰款電費=有效電費*功率因數=有效電力*年工作時間*電費單價*功率因數投入的設備具有一定的節能效果,通過無效補償功率因數提高,年節電效果明顯,只需節電之一,就能在6個月內回收投資。投資效益顯著。
=10500*3000*0.58*3.5%=64萬元
由于無功補償裝置的輸入,系統功率因數達到0.99以上的功率因數評價點,因此不會產生功率因數懲罰,但將有一部分回報。
力率獎勵電費=有功電費*力率=有功功率*全年工作小時*電費單價*力率
10500*3000*0.58*0.75%=13.7萬元
5)合計全年節約電費:24.8+64+13.7=102.5萬元
7.投資回收期
投資回收期約為:54/102.5≈6個月
8.結論
通過投資諧波治理設備,
1)有效抑制諧波,提高用戶用電質量,延長用戶用電設備的使用壽命和生產效率;同時,在節能減排過程中,降低了諧波對電網的影響,有效控制了諧波污染,取得了顯著的社會效益。
9.中頻爐無功補償裝置設備特點介紹
本裝置為戶內柜式結構,柜內安裝主要元件如接觸器、電抗器、電容器、儀表、放電線圈、避雷器、等均為波宏公司根據用戶工況特點測量定制。切實保障使用效果
為保障人身安全,每面柜面板都貼有注意事項及高壓危險等警示語,設置有電氣及機械閉鎖功能。
自動型無功控制器可根據負荷情況自動投入電容支路,自動調節功率因數。
安裝有放電器,在電容器脫離電源后5秒種,將電容器的殘留電壓放到額定電壓的10%以下。
結構設計合理,安裝維護方便。特別設計電路,情況下均不影響用戶其它設備正常生產。
自動控制:配總開關,接觸器,可以頻繁投切。
手動控制:配總開關,滿足濾波和節電要求。
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