山西朔州天成电冶35kV矿热炉高压无功补偿
一、 项目概况
朔州天成电冶有限公司，主要产品为：高碳铬铁等铁合金产品。主要设备有12500kVA矿热炉电炉3台，生产设施配套齐全，生产工艺居于国内先进水平。
随着生产规模的扩大，对无功补偿设备进行扩容和改造以改善电能质量的需求日益紧迫。按照工厂的矿热炉等设备连续运行实际情况，对两台矿热炉之高压35KV总进线进行了测量：
如下图所示，无功功率主要在11.97Mvar上浮动，局部时间可达到13Mvar以上。功率因数主要在0.83上浮动。
二、 技术方案
电炉属于连续生产方式，即：放电极-送电-上料-焖烧-出炉，在送电和出炉阶段，低次特征谐波冲击比较大。首先，表现在高压线路上功率因数PF较低，平均值在0.81左右，当有功功率稳定在18MW时，功率因数0.83；无功功率主要在9.575Mvar～13.87Mvar范围内变化。
对如此大用电系统来说功率因数远低于国家管制标准。对用户来说，功率因数过低会造成很大一部分电费支出在力调电费上；且从变电站计量点到达电冶厂的35KV线路线损会加大，提高功率因数将有助于降低线路上的输送电流进而降低线损。
其次，对于变压器来说负载率过高，将降低其用电裕量，不利于产能的增加，也不利于变压器本身长期安全稳定运行，其使用寿命将大受影响。在无法增加变压器容量的现实情况下，加装无功补偿装置以抬升变压器的使用裕量将是最佳解决方案。建议在35KV高压总进线侧做集中补偿为宜。对于两台矿热炉运行时候的不同工况来说,采用分组自动投切的方式进行优化补偿。
根据以上实际测量计算可知：基波补偿容量Qc＝6345kvar，额定安装容量9125kvar，取整定值9600kvar。无功需求变化大，建议容量9600kvar的补偿装置可以分为两组自动投切，支路容量按1：1分别为：4800kvar、4800kvar，单台矿热炉运行的时候投入4800kvar，两台炉子运行的时候投入两组补偿支路，以满足矿热炉不同工况下对无功的需求。
由于系统存在一定程度的谐波，特别是开炉和出炉的时候低阶次3次谐波对系统冲击大，补偿无功的同时，必须采取抑制谐波的施，建议高压采用统一的13%电抗器，单体电容器元器件选择13KV额定电压等级，两级电容器串并联。
系统一次图如下：
三、 投运时间
本项目于2011年11月开始现场安装、施工、调试，于2011年12月中旬投运。
四、 运行效果
设备投运前，功率因数0.81-0.83，月无功力率罚款多大十多万元。设备投运后，功率因数高达0.92-0.95,1月奖励电费3万多元。设备性能稳定，运行安全可靠，各项指标良好，达到了预期的效果。
五、 现场照片
