中頻爐諧波治理及無功補償經(jīng)濟分析

1、鑄造企業(yè)對中頻爐進行無功補償和諧波治理具有較高經(jīng)濟效益，值得在鑄造和其他使用中頻爐的企業(yè)推廣。中頻爐增加高壓濾波補償裝置不但對提高企業(yè)生產(chǎn)效率、設備可靠性有積極的作用，而且還有節(jié)省電能、環(huán)保等經(jīng)濟效益和社會效益。前言鑄造用中頻爐具有維護方便，操作簡單可靠，可準確地控制和調(diào)整金屬液溫度與成分，熔煉速度快，成型鑄件質(zhì)量好，而且其工作噪音和污染都較沖天爐小等特點。因此在鑄造領域里它比沖天爐應用更廣泛，越來越受到鑄造企業(yè)的青睞。中頻爐熔煉金屬時需要消耗大量電能，其節(jié)能降耗也是一個受到企業(yè)和社會各方都關(guān)注的問題。現(xiàn)在筆者結(jié)合對中頻爐改善電能質(zhì)量的實際經(jīng)驗，闡述運用高壓濾波補償裝置進行節(jié)能降耗的效益。企業(yè)

2、供電系統(tǒng)簡況某大型球鐵鑄造公司，該公司使用中頻爐熔煉金屬液，鑄件年產(chǎn)量為5萬噸。該公司變壓器總?cè)萘繛椋?/5專用變壓器一臺，對應負荷為噸中頻爐；(/5專用變壓器一臺，對應負荷為噸中頻爐和噸中頻保溫爐；(/4配電變壓器一臺，對應負荷為廠用電。原設計、專用變沒有采取無功補償措施，配電變低壓側(cè)配置電容補償柜。3改.造前供電系統(tǒng)主要問題專用變壓器噪聲大，油溫高，經(jīng)常達到C,需外加風機散熱。中頻爐工作時，配電變壓器也出現(xiàn)噪音增大。無功補償柜內(nèi)的電容器經(jīng)常燒毀，其他低壓設備經(jīng)常出現(xiàn)不明原因跳閘。3.功3率因數(shù)只有、.，7達3不到供電局、.9的、要求，調(diào)整電費扣罰每月約萬元。原因分析根據(jù)中頻爐的固有特性，上

3、海坤友電氣有限公司基本認定這些問題是由中頻爐電源的諧波引起。中頻爐電源產(chǎn)生的大量諧波直接注入到專用變壓器，造成變壓器振動、損耗增加，具體表現(xiàn)在噪音大、油溫高。同時，部分諧波通過10母線流入到的配電變壓器，并與低壓側(cè)的電容器發(fā)生諧振，造成電容器經(jīng)常燒毀，保護裝置誤動作。中頻爐功率因數(shù)低0.，73大量無功功率由專用變壓器提供，加重了變壓器的負擔。由于配電變的電容器也經(jīng)常燒毀，不能正常運行，公司擔心設備的安全，不敢輕意投資中頻爐補償柜。造成公司整體功率因數(shù)偏低，月調(diào)整電費高。5.系統(tǒng)改造根據(jù)就近補償原則，上海坤友電氣有限公司于200年910月初，在2臺中頻爐專用變壓器的低壓側(cè)安裝了中頻爐專用的套高壓

4、濾波補償裝置。該裝置投入運行后，不但從根本上解決了上述電能質(zhì)量問題，還收到很好經(jīng)濟效益。經(jīng)過幾個月的實際運行，證明本次改造是成功的。6濾波補償裝置的結(jié)構(gòu)特點6.設1計思路企業(yè)的目標是設備安全和節(jié)省電費，低的投資成本，濾波效果其次。因此設計以無功補償和設備可靠性經(jīng)濟性要求為首要目標，諧波治理以五次諧波和七次諧波為主，其他高次諧波不考慮。6.濾2波器全部投入6.關(guān)3鍵元器件選取6.3接.觸1器：頂級高性能真空接觸器作為投切器件，其性能可靠，電壽命可達60萬次，損耗小。6.3濾.波2電容器：采用特殊制造的單相濾波電容器，其主要絕緣材料采用國外品牌。濾波電容器使用壽命長，損耗小，可長期（一般年）在諧波

5、較大的環(huán)境下使用（一般電容器在諧波負荷下的壽命，只有年）。6.3濾.波3電抗器：采用低損耗的鐵心濾波電抗器，電抗器正常運行溫升不超過。真正做到“綠色節(jié)能”裝置整體損耗保證小于總?cè)萘康摹Ｃ總€支路都有三級過流保護，系統(tǒng)安全可靠性高。具有超限報警和保護閉鎖功能，報警限值可由用戶設定。6.具5有手動控制和自動控制兩種工作方式，便于調(diào)試。8改造后的綜合效益8.裝1置的運行情況該高壓濾波補償裝置可自動跟蹤調(diào)節(jié)各個支路的投切，開啟后無須人員操作。200年910月初投運，當月功率因數(shù)由0.7提3高到0.9。2之后的每個月的功率因數(shù)都是。產(chǎn)生的經(jīng)濟效益8.2功.率1因數(shù)提高，節(jié)約力調(diào)電費：裝置投入后功率因數(shù)提高

6、至0.，9力7率調(diào)整電費由罰8.5變?yōu)楠?.75，一正一負相差9.2，5月節(jié)省調(diào)整電費約萬元。年月月月月有功電量無功電量功率因數(shù)調(diào)整系數(shù)%-%變力率電費實繳電費節(jié)約電費/增.容2降損功率因數(shù)由提高至，變壓器的平均負荷電流減小（P/（P=/）,相當于變壓器運行容量降低了5（）；變壓器銅損減少：一（/）=%；變壓器溫度降到5左右；每月節(jié)省電量%小時天二。/月（一臺變壓器的合計銅耗，每天工作小時）。此項節(jié)約電費：元/月。8.2提.高3生產(chǎn)效率高壓濾波補償裝置投入后，電壓穩(wěn)定了，縮短了熔煉時間，（也減少了熱能既電能損失），提高了生產(chǎn)效率。8.2提.高4設備運行可靠性，延長設備使用壽命。高壓濾波補償裝置

7、投入后，負荷無功電流、諧波電流減少，設備的發(fā)熱、損耗降低，振動減少。諧波電流減小70，單獨諧波損耗節(jié)約的電費每月將近元。系統(tǒng)內(nèi)各元件損壞率降低、設備絕緣老化減緩，故障率下降，延長設備壽命，因而提高了公司整體用電的安全性。8.2供.電5系統(tǒng)效益無功功率的減少，不僅節(jié)約企業(yè)自身的電費開支，還減少了電網(wǎng)的線損和對上一級變壓器容量的占用。諧波污染的減少，降低了對通訊、自動控制裝置、電能計量和繼電器保護的干擾，提高了電網(wǎng)的安全性能。8.企3業(yè)綜合投資收益此鑄造企業(yè)新增的套中頻爐專用的高壓濾波補償裝置，全部投資為多萬元。實際平均月節(jié)約電費萬元以上，一年就收回了投資成本。9結(jié)論綜上所述，中頻爐增加高壓濾波補償裝置具有很高的效益，其兼顧了無功補償又有濾波功能，具有提高生產(chǎn)效率，提高設備可靠性，節(jié)省電能等優(yōu)點。企業(yè)正常生產(chǎn)，該投資一般年即收回。因此，有必要在鑄造行業(yè)推廣使用。中頻爐諧波非常大，又