山西朔州天成電冶35kV礦熱爐高壓無功補償
一、 項目概況
朔州天成電冶有限公司，主要產品為：高碳鉻鐵等鐵合金產品。主要設備有12500kVA礦熱爐電爐3臺，生產設施配套齊全，生產工藝居于國內先進水平。
隨著生產規模的擴大，對無功補償設備進行擴容和改造以改善電能質量的需求日益緊迫。按照工廠的礦熱爐等設備連續運行實際情況，對兩臺礦熱爐之高壓35KV總進線進行了測量：
如下圖所示，無功功率主要在11.97Mvar上浮動，局部時間可達到13Mvar以上。功率因數主要在0.83上浮動。
二、 技術方案
電爐屬于連續生產方式，即：放電極-送電-上料-燜燒-出爐，在送電和出爐階段，低次特征諧波沖擊比較大。首先，表現在高壓線路上功率因數PF較低，平均值在0.81左右，當有功功率穩定在18MW時，功率因數0.83；無功功率主要在9.575Mvar～13.87Mvar范圍內變化。
對如此大用電系統來說功率因數遠低于國家管制標準。對用戶來說，功率因數過低會造成很大一部分電費支出在力調電費上；且從變電站計量點到達電冶廠的35KV線路線損會加大，提高功率因數將有助于降低線路上的輸送電流進而降低線損。
其次，對于變壓器來說負載率過高，將降低其用電裕量，不利于產能的增加，也不利于變壓器本身長期安全穩定運行，其使用壽命將大受影響。在無法增加變壓器容量的現實情況下，加裝無功補償裝置以抬升變壓器的使用裕量將是最佳解決方案。建議在35KV高壓總進線側做集中補償為宜。對于兩臺礦熱爐運行時候的不同工況來說,采用分組自動投切的方式進行優化補償。
根據以上實際測量計算可知：基波補償容量Qc＝6345kvar，額定安裝容量9125kvar，取整定值9600kvar。無功需求變化大，建議容量9600kvar的補償裝置可以分為兩組自動投切，支路容量按1：1分別為：4800kvar、4800kvar，單臺礦熱爐運行的時候投入4800kvar，兩臺爐子運行的時候投入兩組補償支路，以滿足礦熱爐不同工況下對無功的需求。
由于系統存在一定程度的諧波，特別是開爐和出爐的時候低階次3次諧波對系統沖擊大，補償無功的同時，必須采取抑制諧波的施，建議高壓采用統一的13%電抗器，單體電容器元器件選擇13KV額定電壓等級，兩級電容器串并聯。
系統一次圖如下：
三、 投運時間
本項目于2011年11月開始現場安裝、施工、調試，于2011年12月中旬投運。
四、 運行效果
設備投運前，功率因數0.81-0.83，月無功力率罰款多大十多萬元。設備投運后，功率因數高達0.92-0.95,1月獎勵電費3萬多元。設備性能穩定，運行安全可靠，各項指標良好，達到了預期的效果。
五、 現場照片
