鋼鐵企業用電具有容量大、負荷沖擊大、起制動頻繁、快速性等特點。軋機、煉鋼電弧爐、大型風機等應用較多的大功率變流、變頻裝置,在正常運行時會引起無功功率較大的波動、低功率因數、損耗增加、諧波含量超標等問題,嚴重影響配電系統電能質量和用電設備的安全、可靠運行。
為確保企業電網正常運行,使各等級供電電壓穩定在一定范圍內,同時達到合理用電、節約用電的目的,就必須規劃、設計、合理安裝無功補償設備。
1無功負荷與補償方式
1.1無功負荷
1)鋼鐵企業配電系統中,異步電動機、感應電爐、吊車、交流電焊機等大量電感性設備是主要的無功功率的消耗者。
2)電力變壓器所消耗的無功功率一般為其額定容量的10%~15%,空載無功功率約為滿載時的1/3左右。變壓器空載運行或長期處于低負載狀態下運行會大大降低功率因數。
3)當供電電壓超出規定范圍時會對功率因數造成很大的影響。供電電壓高于額定值的10%時,由于磁路飽和的影響,無功功率將增長得很快;低于額定值時,無功功率將相應減少,而使功率因數有所提高。但是,供電電壓降低會影響電氣設備的正常工作。
1.2補償原則
無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)補(bu)償(chang)實質上是借助無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)補(bu)償(chang)設(she)(she)備(bei)提(ti)供(gong)(gong)必要的(de)(de)無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv),以此來提(ti)高系(xi)統功(gong)(gong)率(lv)因數(shu),降(jiang)低(di)電(dian)(dian)能損耗,減小(xiao)電(dian)(dian)壓波動(dong)。從電(dian)(dian)網無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)功(gong)(gong)、率(lv)消(xiao)(xiao)耗的(de)(de)基(ji)本(ben)情(qing)況看,各(ge)級供(gong)(gong)電(dian)(dian)網絡和配、用電(dian)(dian)設(she)(she)備(bei)都要消(xiao)(xiao)耗一定數(shu)量的(de)(de)無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv),尤其低(di)壓配電(dian)(dian)網消(xiao)(xiao)耗所占的(de)(de)比例更大。為減少(shao)無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)功(gong)(gong)率(lv)的(de)(de)傳(chuan)輸損失,提(ti)高供(gong)(gong)電(dian)(dian)設(she)(she)備(bei)效率(lv),一般無(wu)(wu)(wu)功(gong)(gong)補(bu)償(chang)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)配置應符(fu)合“分級補(bu)償(chang),就地平衡”的(de)(de)原則(ze)。
動態無功補償
并聯電容器組具有運行可靠、維護方便、容量組合容易、可以分組投切等特點,在鋼鐵企業中得到廣泛應用。鋼鐵企業配電系統的主要特征之一是非線性,即存在分布廣泛的高次諧波,而諧波對并聯電容器運行有很大影響,并聯電容器對諧波具有放大作用,嚴重時還可能產生諧振,對設備的安全運行造成威脅。因此,必須合理配置電容器和串聯電抗器,避免諧振發生,控制諧波電流放大,保證整個電網的安全運行
隨著電力電子技術的發展,靜態無功補償器以其可連續調節、性能好、響應快等特點,近些年得到了快速發展和越來越廣泛的應用。靜止型無功設備大致可分為靜態無功補償裝置(SVC)和靜態無功發生器(SVG)。