[实用新型]一种电弧炉低压无功补偿及滤波装置

说明书

本实用新型公开了一种电弧炉低压无功补偿及滤波装置，包括供电网络、高压断路器、高压电抗器、电弧炉有载调压变压器、低压短网、软缆、石墨电极、炉体与水冷系统、低压无功补偿与滤波机柜、电弧炉控制台；所述供电网络、高压断路器、高压电抗器、电弧炉有载调压变压器、低压短网、软缆、石墨电极、炉体与水冷系统顺序连接；所述低压无功补偿与滤波机柜接在短网末端，其内部设置多路无功补偿电路和多路组合谐振式滤波电路；利用电弧炉有载调压变压器输出的优化供电曲线电压，控制电弧炉的低压无功补偿量，利用机柜内部设置的多路组合谐振式滤波电路，滤除电弧炉生产过程产生的谐波频率，净化供电网络的用电环境。

技术领域

本实用新型具体涉及一种电弧炉低压无功补偿及滤波装置，属于电弧炉生产节能降耗领域。

背景技术

电弧炉是利用电弧热冶炼金属的一种电炉，属高耗能生产设备；是利用石墨电极与被熔炉料之间的高温电弧热冶炼生产合金钢的设备；产品有工具钢、不锈钢、特种钢等；电弧炉炼钢工艺由补炉，装料，启弧，熔化期，精炼期，出钢六个阶段组成；现有的电弧炉在使用过程中存在着某些不足。

（1）电弧炉低压侧功率因数比较低；有载调压变压器、短网、软缆呈现电感性特征，数万安培的电流经过变压器、短网、软缆时产生大量的无功功率，低压侧功率因数仅能维持在0.84左右，明显低于国家高压供电用户功率因数0.90的规定。

目前，电弧炉多数采用高压、中压无功补偿，虽然能满足国家高压供电功率因数的要求，但因电弧炉无功损耗主要集中在有载调压变压器的低压侧，因此，企业并没有多少节电效益；如果不进行有效的低压无功补偿，无功电流仍占用大量供配电设备容量，设备不能充分利用，企业产能也会受到限制。

（2）电弧炉在炼钢过程中，负荷电流急剧频繁无规则的变化，产生非正弦不对称的畸变，不仅引起电压波动和闪变，还产生大量的谐波频率；特别是熔化期间炉料倒塌、电极短路、相电压不平衡，不仅产生奇次谐波，而且还产生偶次谐波，对电网造成用电环境污染；主要产生2～7次谐波频率，包括100Hz、2次谐波，150Hz、3次谐波，200Hz、4次谐波，250Hz、5次谐波，300Hz、6次谐波，350Hz、7次谐波频率等，其中2、3、5次谐波频率含量最高。

（3）传统采用开关投切电容器的低压无功补偿，还存在着一些技术难题：

(a)低电压大电流开关选择困难，都在探讨、研究新型开关的应用；

(b)投切开关产生脉冲电压与浪涌电流，容易损坏无功补偿电容器；

(c)传统的电弧炉低压无功补偿设备还存在故障多、寿命短、后续维护工作量大的问题。

上述问题造成传统模式的低压无功补偿装置，无法满足电弧炉低压无功补偿的技术需求。

专利申请号为CN201420792645.9的实用新型专利，公开了一种矿热炉低压无功补偿装置，提供了一种电压控制矿热炉低压无功补偿量的方式；然而上述无功补偿装置，对电弧炉低压无功补偿并不适用，原因如下。

（1）矿热炉是利用电弧高温熔化矿料的特色冶金设备。电极埋在炉料中，炉料在电弧热和电阻热的高温下直接反应生成产品，产品有电石、硅、硅铁、硅锰等；矿热炉生产是一个连续冶炼的生产过程，常常是连续数月生产不停炉；电极电压按生产工艺，选择一个固定值的小范围内；电极电压变化小，冲击电压与浪涌电流也很小；三相电源平衡，仅产生3、5、7次谐波频率，无偶次谐波。