KYLB－KR型礦熱爐短網(wǎng)低壓無功補償及諧波治理裝置，是上海坤友電氣有限公司以高可靠性和實用性作為基礎，充分吸取國內(nèi)外經(jīng)驗，經(jīng)過長期實踐和改進而研發(fā)出來的新一代礦熱爐智能濾波及補償節(jié)能裝置。該裝置主要解決了爐變?nèi)喽叹W(wǎng)長度不一致、電流大（幾萬安）、使得短網(wǎng)大量無功消耗不平衡、從而引起三相電極電壓不平衡，造成礦熱爐效率低，功率因數(shù)低、電能消耗大等問題。

本裝置主要由智能控制系統(tǒng)、濾波補償系統(tǒng)、保護系統(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)、濾波補償系統(tǒng)的自動投切、實現(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)量達標的目的。我公司濾波補償系統(tǒng)的技術達到國內(nèi)先進水平，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)。

低壓就地補償方式為補償裝置連接在礦熱爐短網(wǎng)末端，低壓就地補償可有效提高低壓側的電壓，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；并可相應增加變壓器的有功功率輸出。由于低壓就地補償裝置安裝在礦熱爐短網(wǎng)末端，直接在負載末端提供了很大的無功電流，使功率因數(shù)的提高具有實質(zhì)性的經(jīng)濟意義。

低壓補償?shù)膬?yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

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，將補償點移至短網(wǎng)，就地補償短網(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、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致了強、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)關系的，可以表示為P＝U2／R。從這一基本點出發(fā)，在三相短網(wǎng)與電極之間長度基本相等點，采取單相并聯(lián)的方式進行無功補償，綜合調(diào)節(jié)各相補償容量，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、弱相狀并聯(lián)史，在補償后根據(jù)爐況調(diào)節(jié)冶煉檔位和極心圓，使電極作業(yè)面積擴大，以達到增產(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。電弧冶煉時會產(chǎn)生高次諧波，尤其以3、5、7、11次最為嚴重，如對此不加以限制和吸收，無論對設備還是補償裝置，都會產(chǎn)生不利的影響。因此在設備中，我們會根據(jù)冶煉的諧波狀況將并聯(lián)電容器設計成濾波回路。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，應使L—C自振頻率小于N。由于是就地補償，冶煉時產(chǎn)生的高次諧波能被低壓無功補償系統(tǒng)的L－－C諧波回路吸收，而不再通過變壓器和高壓網(wǎng)絡，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，實施低壓無功補償，不僅就地補償了短網(wǎng)和變壓器的損耗，還能補償高壓線路的損耗，因此，相比高壓補償而言，其功率因數(shù)的提高無論對電網(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，實施低壓無功補償后，電壓提高百分比為：

DU＝Q×XK／SN（％）

QN—補償容量；SN—變壓器容量；XK—變壓器阻抗百分比。

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

低壓無功就地補償結構方案

由于二次低壓補償裝置的補償容量比較大，運行電壓低，其工作電流每支路達到幾千安培，與此同時低壓補償技術逐漸成熟，設計日趨完善，體積大為減少。為此，我們選擇了一種最優(yōu)的結構。該結構為抽屜式，設備的安裝和維護極其方便。最小單元可以三相互換，同時在相關參數(shù)允許的情況下，可適當調(diào)整補償容量。

低壓無功就地補償控制方案

為了減少現(xiàn)場的工作量，加快工程進度，在控制上我們將三相的控制系統(tǒng)獨立，直接置于該相系統(tǒng)中，這樣，現(xiàn)場工作量大大減少，在柜體安裝到位后即可將補償設備聯(lián)入系統(tǒng)。

對短網(wǎng)參數(shù)進行實測的意義在于這樣可以更加精確的計算在系統(tǒng)補償后補償點的運行電壓，以便在設計階段即可制定比較科學的調(diào)整辦法。如電容器的運行電壓比額定電壓低10V，其實實際補償容量將降低12％，這雖然可以通過增加備用容量的辦法來實現(xiàn)，但這樣做無疑會增加投資成本。更為嚴重的是，如在設計補償量投入的情況下，其運行電壓水平高于電容器額定電壓，那將無法保證電容器的長期安全運行，其必然的結果是減少補償容量，達不到補償效果。

正是基于上述因素，上海坤友電氣提出了實測短網(wǎng)參數(shù)、量體裁衣的設計思想，同時根據(jù)因爐況變化而變化的補償點電壓，動態(tài)調(diào)節(jié)補償容量，保持補償點的合理電壓水平，為冶煉創(chuàng)造一個良好的條件，使用戶的投資利益最大化。

補償裝置常規(guī)放置于靠近設備點，具體應結合現(xiàn)場情況并與客戶技術人員交流后確定。設備安裝與生產(chǎn)無關，無須停電，不影響正常生產(chǎn)，并網(wǎng)調(diào)試累計停電≤20小時，可在例行檢修時進行。

經(jīng)濟技術指標

1.   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

2.   增加設備的有功出力，產(chǎn)量提高

3.   提高電爐末端電壓、單位產(chǎn)品電耗降低

4.   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

5.   減少爐渣的沉淀，延長挖爐等檢修的間隔時間

6.   諧波電壓、電流滿足國際《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

無功補償容量：2000KVAR～20000KVAR；

工作制：連續(xù)工作；

結構形式：箱式、柜式；

環(huán)境溫度：戶內(nèi)型－10℃～＋65℃；

相對濕度：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、手動、遠程、就地控制投切；

補償方式：分組、分級、手動、遠程、就地控制投切；

無爆炸性塵埃和導電性塵埃。