[实用新型]无功补偿装置和矿热炉

说明书

技术领域

本实用新型属于矿热炉冶炼技术领域，具体涉及一种无功补偿装置和应用其的矿热炉。

背景技术

随着矿热炉冶炼技术的不断提高，矿热炉越来越大型化。矿热炉作为一种埋弧电炉，其自身的变压器、短网、电极、炉料等构成大电流电路，由于系统回路存在电感，因此生产过程中会产生大量的无功功率，这就导致大型化矿热炉的自然功率因数(通常在0.65～0.75之间)较低，因此致使在低功率因数状态下运行的变压器输出电压降低，变压器效率下降，有功功率下降，输电线路损耗增加，从而影响了矿热炉的生产。因此，为了提高矿热炉的生产效率，需要相应地提高矿热炉的功率因数。

在本领域中，为了提高矿热炉的功率因数，通常采取无功补偿措施。具体地，现有的无功补偿措施通常是在矿热炉变压器第三线圈(中压侧)并联2至3套电容补偿装置(TBB)，操作人员根据矿热炉生产过程中功率因数的高低手动或自动投切电容补偿装置(TBB)，从而满足电力系统功率因数的要求。然而，尽管现有的无功补偿措施在应用过程中较为经济，但由于电容补偿装置(TBB)中不存在动态调节手段，因此很难满足矿热炉在不同生产工况下的功率因数变化的要求，尤其当变压器负载较轻时，容易发生过补偿现象而引起母线电压升高，而当母线电压升高大于系统电压(Us)的二十分之一时，必须切除电容补偿装置(TBB)，经常性地投切电容补偿装置(TBB)一方面很容易使其自身发生损坏，另一方面在投切过程中产生的过电压也容易损坏变压器，导致事故的发生。

此外，由于矿热炉生产时负荷波动较大且经常产生无功冲击，因此会引起一定的电压波动，同时还会产生主要以二、三次谐波为主的高次谐波。该电压波动及高次谐波均会对电网造成污染，致使电气设备的使用寿命大大缩短。而现有的无功补偿措施也无法消除电压波动及高次谐波对电网的污染，无法满足电网电能质量的要求。

针对上述现有技术的不足之处，本领域的技术人员迫切希望寻求一种能够有效提高矿热炉的功率因数的无功补偿装置，从而提高矿热炉的能量利用率和生产效率。

实用新型内容

为弥补现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种能够有效提高矿热炉的功率因数的无功补偿装置，从而提高矿热炉的能量利用率和生产效率。

根据本实用新型的第一方面，提出了一种无功补偿装置，包括：变压器和无功补偿模组，所述变压器的一次侧线圈与外部供电电源相连，所述变压器的二次侧线圈与外部电气设备相连，所述变压器的第三线圈与所述外部电气设备和所述无功补偿模组同时相连。其中，所述无功补偿模组包括并联在一起的静止无功发生器和电容补偿组件。

进一步地，所述电容补偿组件供给外部电气设备的无功补偿容量为所述外部电气设备所需最大无功补偿容量的三分之二，所述静止无功发生器供给外部电气设备的无功补偿容量为所述外部电气设备所需最大无功补偿容量的三分之一。

进一步地，所述电容补偿组件包括并联在一起的多个电容补偿电容器。

进一步地，各所述电容补偿电容器供给所述外部电气设备的无功补偿容量相等。

进一步地，所述电容补偿电容器的个数为2个。

进一步地，所述无功补偿装置还包括设置在连接所述变压器的第三线圈与所述电气设备的线路上的功率因数检测装置，其中，所述功率因数检测装置与所述静止无功发生器相连。

进一步地，所述无功补偿模组与所述变压器的第三线圈之间连接有开关柜，所述静止无功发生器和所述电容补偿组件并联在所述开关柜上。

根据本实用新型的第二方面，提出了一种矿热炉，包括与所述矿热炉相连的上述无功补偿装置。其中，所述变压器的一次侧线圈与外部供电电源相连，所述变压器的第三线圈和二次侧线圈分别对应连接矿热炉的正、负电极。