文/黃實(shí)批
對(duì)于礦熱爐來說,電能質(zhì)量直接影響電力的安全性和穩(wěn)定性。一般來說,測(cè)量礦熱爐電能質(zhì)量的基本指標(biāo)包括電壓和頻率兩種類型,還有其他相關(guān)指標(biāo),如諧波、三相電壓對(duì)稱性等。一旦這些顯示器異常,它將直接導(dǎo)致礦熱爐電容器和電纜線路的故障和損壞、保護(hù)裝置的故障,以及增加變壓器諧振。在研究礦熱爐運(yùn)行的同時(shí),不僅要考慮負(fù)荷的分布,還要考慮無功功率和有功功率的最佳分布以及礦熱爐電能質(zhì)量的相關(guān)指標(biāo)。檢查改變電能質(zhì)量指標(biāo)的原因,采取各種措施解決根據(jù)各種情況,確保礦熱爐運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性,確保持續(xù)供電。
在礦熱爐中,電氣設(shè)備一方面消耗有功功率,另一方面消耗無功功率。設(shè)備的電磁部件在建立磁場(chǎng)時(shí)消耗的電能。在供電期間,電容器消耗一定量的電能以建立電場(chǎng),該電場(chǎng)也在無功功率范圍內(nèi)。電氣元件的結(jié)構(gòu)特性的差異決定了電流是超前還是滯后。當(dāng)電流在電容元件上工作時(shí),電流滯后,并且當(dāng)電流作用于電感元件時(shí),電流流動(dòng)并且電容電流與電感器電流的方向相反。如果電容器和電感元件存在于同一電路系統(tǒng)中,則電路中的無功功率將被抵消。因此,偏移特性可用于在電路的同步補(bǔ)償器中產(chǎn)生負(fù)無功功率,或者可設(shè)計(jì)合理的電容與電感比,由整個(gè)電路產(chǎn)生的無功功率和由電抗產(chǎn)生的電流功率相互抵消。無功功率補(bǔ)償進(jìn)一步改善了礦熱爐的當(dāng)前電能質(zhì)量。
電能無功補(bǔ)償具有降低礦熱爐電能損耗,降低電壓損耗,降低傳輸電流,保證電熱爐穩(wěn)定一致的電能的作用。最大限度地降低電力傳輸中的無功功率,增加電網(wǎng)中的有功功率,補(bǔ)償無功功率,提高性能功率因數(shù)。此外,無功功率的補(bǔ)償還可以降低電力生產(chǎn)成本并節(jié)省礦熱爐的容量。隨著功率因數(shù)的增加,網(wǎng)絡(luò)中有功功率的比例增加,線損減小,從而提高了礦熱爐的性能質(zhì)量。因此,礦熱爐中無功功率的補(bǔ)償不僅可以提高電能質(zhì)量,還可以提高經(jīng)濟(jì)性。
1.3.1 改善自然功率因數(shù)
在發(fā)電中,當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載達(dá)到75%時(shí),功率因數(shù)最高。另外,通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)操作,同步異步電機(jī)的操作,選擇變壓器的最佳負(fù)載比,以及減少發(fā)動(dòng)機(jī)的輕負(fù)載操作,可以增加自然功率因數(shù)。雖然上述方法可以提高功率因數(shù)但仍不能滿足實(shí)際要求的標(biāo)準(zhǔn),只能提供無功功率補(bǔ)償,可以提高自然功率因數(shù),從而提高礦熱爐的電能質(zhì)量性能。
1.3.2 無功功率補(bǔ)償
充分發(fā)揮電力設(shè)備的特點(diǎn),使同步電動(dòng)機(jī)發(fā)出無功功率,以補(bǔ)償和提高功率因數(shù)。電容補(bǔ)償器用于集中、分散或獨(dú)立的無功功率補(bǔ)償,以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)所需的功率因數(shù)。
無功補(bǔ)償有三種主要類型:第一類是中央補(bǔ)償:分為低壓中央補(bǔ)償和高壓補(bǔ)償差異,第二和第三類是分散補(bǔ)償和個(gè)人補(bǔ)償。主要用于電氣設(shè)備及其補(bǔ)償效果非常好,利用率高,但成本高,維護(hù)費(fèi)用高。關(guān)于不同補(bǔ)償方法的優(yōu)缺點(diǎn),我們通常會(huì)將它們與多種補(bǔ)償方法結(jié)合起來,不僅降低了安裝成本,而且便于操作,維護(hù)和改進(jìn),提高了補(bǔ)償效果,進(jìn)行合理的分配和使用。
無功補(bǔ)償后,有效提高了礦熱爐的電流質(zhì)量,不僅提高了諧波電壓,而且有效地減弱了諧波電流,同時(shí)提供了一些高次諧波衰減。根據(jù)電力統(tǒng)計(jì),在負(fù)荷基本穩(wěn)定的情況下,礦熱爐的無功功率大大降低,表明礦熱爐的無功補(bǔ)償也節(jié)省了能源。
目前,諧波的處理引起了越來越多的關(guān)注,因?yàn)橹C波的引入將極大地影響礦熱爐的電能質(zhì)量。合理的諧波處理可以大大提高電能質(zhì)量,有兩種主要的方法來處理諧波,有源濾波技術(shù)和無源濾波技術(shù)。無源濾波器技術(shù)的主要功能是限制諧波的數(shù)量。電容和電感調(diào)諧原理用于捕獲無源濾波器設(shè)備中的諧波,以減少對(duì)電氣設(shè)備的諧波損壞。無源濾波器裝置具有制造成本低和易于安裝的優(yōu)點(diǎn)。有源濾波技術(shù)具有有效提高電能質(zhì)量,消除諧波的功能,其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于無源濾波技術(shù)。有源濾波器技術(shù)具有動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能,可用于補(bǔ)償各種無功功率,包括具有恒定頻率和幅度的無功功率,并且補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)速度特別快。有源濾波器單元配有高阻抗電源,不會(huì)影響系統(tǒng)阻抗:如果礦熱爐的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,則高阻抗電源不會(huì)發(fā)生太大變化,也不會(huì)隨系統(tǒng)阻抗而振蕩。并且還具有抑制串并聯(lián)諧振的功能。有源濾波裝置不需要高能量存儲(chǔ)部件來補(bǔ)償諧波,甚至不需要用于無功功率補(bǔ)償?shù)哪芰看鎯?chǔ)部件。使用相同的設(shè)備,可以同時(shí)補(bǔ)償多次諧波電流和多次諧波電流,并且可以將中央補(bǔ)償和單次補(bǔ)償組合用于無功補(bǔ)償。當(dāng)?shù)V熱爐中的諧波電流增加時(shí),安裝在礦熱爐中的有源過濾裝置發(fā)揮其功能并且不僅由于電流變化而且在正常條件下也過載。工作時(shí),平衡高次諧波電流,不需要斷開系統(tǒng),避免基本無功功率輸出,降低整體濾波器容量,防止輕負(fù)載時(shí)無功功率反轉(zhuǎn)。無功補(bǔ)償?shù)闹匾栽谟谔岣叩V熱爐的容量利用率,調(diào)整功率因數(shù),控制系統(tǒng)的電壓幅度,減少系統(tǒng)產(chǎn)生的損耗,并使整個(gè)電壓產(chǎn)生電壓。使礦熱爐穩(wěn)定有效,抑制諧波電流可以保護(hù)其本身的安全。
在礦熱爐中,無功補(bǔ)償裝置用于補(bǔ)償?shù)V熱爐的電能質(zhì)量,降低系統(tǒng)功率損耗。節(jié)省電力運(yùn)行成本,延長(zhǎng)電氣設(shè)備的使用壽命,并減少對(duì)系統(tǒng)的諧波損害。礦熱爐運(yùn)行狀況良好,以確保能源系統(tǒng)的安全。