目錄一、礦熱爐概述 (3)
二、礦熱爐無功補償的意義 (3)
三、礦熱爐無功補償的方式 (4)
一、礦熱爐概述
礦熱爐又稱電弧電爐或電阻電爐，它主要用於還原冶煉礦石、碳質還原劑及溶劑等原料，主要生產矽鐵，錳鐵，鉻鐵、鎢鐵、矽錳、電石合金等產品，是冶金工業及電石化工中重要的工業原料生產裝置，其工作特點是採用碳質或鎂質耐火材料作爐襯，使用自培電極，電極插入爐料進行埋弧操作，利用電弧的能量及電流通過爐料的電阻而產生熱量來熔煉原料，陸續加料，間歇式出產品，連續作業的一種工業電爐。
礦熱爐是一種耗電量巨大的工業電爐，礦熱爐的結構特點以及工作特點決定了變壓器大都處於高無功執行狀態，其短網上大量的無功消耗及由此產生的大幅度的工作電壓降是導致低產量，高電耗的主要原因。短網的低電壓大電流特徵決定了短網會產生大量的無功功率，無功功率會嚴重占用變壓器荷載，制約了變壓器輸送有功的能力，致使爐變功率因數較低，一般都在0.6～0.
8之間，較低的功率因數不僅使變壓器的效率下降，消耗大量的無用功，還會被電力部門加收額外的電力罰款，使三相間的電力不平衡加大，導致冶煉效率低下，電耗增高；再加上礦熱爐變壓器的短網布置長度不等，冶煉造成的三相功率不平衡和冶煉電弧變化所產生的無功在爐變和短網、變壓器、供電網路上流轉，加劇了整個礦熱爐的無功損耗。
為了減少電網的損耗，提高供電質量，供電局要求用電企業的功率因數要在0.9以上，否則要對用電企業處以高額罰款。同時功率因數偏低，也會降低礦熱爐的進線電壓，影響電石的冶煉。
故目前國內外大容量礦熱爐都要加裝無功補償裝置，以提高礦熱爐的功率因數。
二、礦熱爐無功補償的意義
1.礦熱爐耗能
電路執行時消耗大量的有功功率，這部分有功功率轉化為熱能用以熔煉爐料。同時，電流從電源經線路、變壓器、短網等電抗時還要消耗大量的無功功率。
礦熱爐本體可等效為乙個非線性電阻，在執行中會出現三相不平衡和諧波等電能質量問題。礦熱爐及其供電系統等值單線圖如圖1所示。
圖1 礦熱爐及其供電系統等值單線圖
2.礦熱爐功率因數問題
由圖1可知，供電線路、爐變、電網和電極中都存在電抗，在執行中將產生無功功率。雖然上述電抗數值較小，但電石爐短網側通過的電流很大，可高達數萬a，因此所產生的無功功率也是相當大的，所以電爐執行時的自然功率因數也較低，一般只在0.6～0.
8左右。
降低電路系統的等效電抗、往復交錯式平行母線束降低短網線路互感、三颱單相變壓器優化佈線克服三相不平衡問題。通過電極公升降調節可變電阻，以獲得最大功率輸出，但由於礦熱爐供電系統的構成形式和冶煉的固有特性，電爐的自然功率因數只能達到0.6～0.
8左右，要提高供電系統功率因數只能通過無功補償方式實現。
三、礦熱爐無功補償的方式
礦熱爐的無功補償方式可分為：高壓或中壓併聯補償，二次低壓補償，縱向補償。
圖2 高壓，低壓補償電路示意圖
1.高壓、中壓併聯補償（如圖2左側所示）
礦熱爐變壓器高壓側電壓一般為10kv、35kv、或110kv，高壓補償是在礦熱爐的10kv、35kv、或110kv電網側加裝高壓補償裝置實施高壓電力無功功率補償，達到提高功率因數和
改善執行引數的目的，也是最近才成熟的技術，在技術、配置和執行經驗等各方面均已成熟，其使用無任何懸念。它可以降低一次供電網路損耗，提高功率因數，但從根本上解決礦熱爐能耗高和產量低的問題是無能為力的，因其只能解決功率因數問題，對其他執行指標幫助不大，故投入回報較低。
中壓補償，即利用變壓器的中壓線圈補償。中壓併聯補償的作用與高壓補償差不多，中壓併聯補償主要是解決電爐變壓器的高壓側電壓太高不易補償的問題．即採用中壓併聯電容補償。該種補償同樣解決不了電爐變壓器低壓線圈的出力問題。
該裝置將補償電容並接於電爐變壓器的中壓側，就地安裝在電爐變壓器附近。一般電爐變壓器的中壓電壓選擇6 kv、l0 kv 或35 kv等電壓等級以便於中壓併聯電容補償。同高壓電容補償一樣，能夠解決因功率因數低而被加收電費力率調整費的問題。
在入爐功率相同的情況下，併聯電容補償裝置投運後．電爐變壓器高、中壓線圈電流減少，低壓電流不變，因而變壓器的負載損耗降低。但因變壓器的負載損耗低壓線圈佔很大比例。因而此時的變壓器總負載損耗下降幅度不是很大．因補償前後低壓線圈電流沒有改變，因而入爐功率變化不大，產量也變化不大。
因高壓電流減少，低壓電壓略有上公升但幅值不大。
此種補償裝置通常就地安裝在電爐變壓器附近，採用高壓斷路器控制投運或切除，執行可靠、故障率低、維護簡單。技術簡單成熟．投入回報相對較低。
2.二次低壓補償（如圖2右側所示）
礦熱爐二次低壓無功動態補償裝置是在礦熱爐的短網末端，利用現代控制技術和短網技術將大容量、大電流的超低壓電力電容器組接入礦熱爐二次側的無功補償裝置。大量無功電流將直接經低壓電容器迴路流轉，從而不再經過補償點前的短網、變壓器及供電網路，在提高功率因數的同時，提高變壓器的有功輸出率，降低變壓器、短網的無功消耗。
該裝置不僅是就地補償原理的最好體現，還可以使礦熱爐的功率因數在0.95以上執行、降低短網和一次側的無功消耗、消除5次、7次諧波、調平三相功率、提高變壓器的輸出能力。使礦熱爐的功率中心和爐膛中心相重合，使鉗鍋擴大，熱量集中，提高爐面溫度，使反應加快，達到提高產品質量，降耗和增產的目的。
礦熱爐二次低壓動態無功功率補償技術，無論在提高功率因數還是在增產降耗、改善指標的效果上，都有著高壓補償無法比擬的優勢。屬可靠、成熟技術。
3.縱向補償
該裝置將補償電容器串接於電爐變壓器中壓繞組上(如圖3)，流經電容器的電流和負荷電流在相位上相同。當負荷電流為0時，電容補償容量為0；當負荷電流增大時，電容補償容量亦隨之增大。因而本裝置具有自動調節補償電容容量的功能，省去了繁雜的補償電容調節控制系統．因而從根本上徹底解決了礦熱爐電容補償過補償或欠補償的問題．從而大大提高了系統的可靠性及穩定性。
補償後的功率因數高且穩定，在變壓器執行容量不變的情況下．入爐功率大大增加，入爐電壓也同步上公升明顯，大大增加了變壓器的使用效率，電爐變壓器的出力顯著改善，電爐增產作用明顯。同時也解決了因功率因數低而被加收電費力率調正費的問題。投入回報相對較高。
但它也存在著補償投入後容公升電壓比併聯補償要高的問題．但可以通過調低有載開關檔位的辦法解決。
中壓縱向電容補償的優點：
(1) 補償電容串接在變壓器的中壓繞組上，補償容量隨負荷自動無級調整，從根本上解決
了過補償或欠補償的問題。執行穩定可靠。
(2) 補償電容無調節元件，裝置使用壽命延長。
(3) 補償裝置採用自然冷卻，降低能耗。
(4) 裝置安裝容易，維護簡單，元器件故障率極低，使用壽命20年以上。
(5) 採用計算機控制及監測，操作簡單方便。
(6) 大幅度提高入爐電壓和入爐功率，提高產量。
(7) 大幅提高礦熱爐執行的功率因數，一般執行功率因數在0．92—0．94，執行穩定。
(8) 工藝控制效能好，電爐執行引數平穩，能直接顯示電極電流，有利於工藝控制。
中壓縱向電容補償的缺點：
(1) 補償投入後容公升電壓比併聯補償要高，但可以通過調低有載開關檔位降低爐變輸出電
壓。要求電爐變壓器必須是有載調壓．無勵磁調壓變壓器不能滿足要求。
(2) 補償裝置的引數必須與電爐變壓器的引數配套。一般執行中的變壓器很難滿足要求，
從而制約了其普及應用。
(3) 不具備治理諧波的功能。
綜上所述：根據無功補償裝置的特點只能補償它接入點之前的無功損耗，對以上補償方式做一下對比論述（如圖4所示）：
圖4高壓補償只能降低一次供電網路損耗，提高功率因數；中壓併聯電容補償與高壓端併聯補償有很多相似之處，各種經濟技術指標區別不大。二者主要區別是補償前後的高壓和中壓電流發生變化，但因電爐的主要電感來自於低壓線圈和短網，因而高、中壓因線圈電流減少．對整體無功功率減少幅度非常有限；
二次低壓補償可降低一次供電網路損耗，也可使電爐的功率因數在0.92以上執行，但由於電流過大，加裝低壓補償後，補償迴路及相關的導線本身損耗較大，起不到節能效果，並且在冶煉過程中，電壓需要調整，電壓較低時，由於電容器上的電壓過低，從而影響實際補償容量；
縱向補償通過串聯電容器的方法，補償迴路的電感，從而使礦熱爐系統阻抗特性程阻性，以此實現功率因數、裝置出功和效率的提高。
結語：在礦熱爐無功補償方案的選擇上，縱向補償執行穩定可靠、效率高、損耗低、操作和維護方便、投資低、噪音低、占地面積小；與其他的補償不是相比有很大的優越性。
礦熱爐無功補償裝置使用
說明書目錄 一 產品概述 3 1 用途 3 2 適用範圍 3 3 產品規格型號及含義 3 二 裝置使用環境條件 3 三 結構特徵及工作原理 4 1 補償方案確定 4 2 不同電壓等級補償裝置特點 4 3 自動控制理論 5 4 手動控制方式的確定 7 5 裝置的保護方式 7 四 技術特徵 8 五 結構...
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