冶炼炉用变压器大都处于高无功运行状态,其短网上大量的无功消耗及由此产生的大幅度的网路工作电压降是导致低产量,高电耗的主要原因。短网的低电压大电流特征决定了短网会产生大量的无功功率,无功功率会严重占用变压器荷载,制约了变压器输送有功的能力,致使功率因数较低,特别是冶炼造成的三相功率不平衡,加上冶炼电弧变化所产生的无功在炉变和短网上流转,加剧了整个冶炼炉的无功损耗。
根据冶炼炉的结构与生产工艺特点,冶炼炉的系统电抗70%是由短网系统产生的,而短网是一个大电流工作的的系统,最大电流达到几万安培,因此,短网的性能决定冶炼炉的性能,由于这个原因,冶炼炉的自然功率因数大多在0.6~0.85之间,较低的功率因数使变压器的能耗增加,消耗大量的无功功率,同时不平衡度增加,谐波超出国家标准的几倍,这不仅导致冶炼效率的低下与能耗增加,同时还严重污染电网的电能质量安全。
为了解决冶炼炉的高无功运行状态,提高功率因数和改善冶炼炉的运行状况,必须进行低压二次无功功率补偿,使冶炼炉的功率因数在0.92以上运行,降低短网和一次侧的无功消耗、、调平三相功率、提高变压器的输出能力,使三相功率不平衡度下降,电炉的功率中心、热力中心和炉膛中心相重合,使坩锅区扩大,热量集中,提高炉面温度,使反应加快,达到提高产品质量,降耗和增产的目的。
所以用电单位应进行无功补偿,使功率因数提高到国家规定的0.9以上,以达到平衡电网无功,达到节能、降耗的最佳效果。工业冶炼炉的高压侧加装高压补偿装置,实施高压电力无功功率补偿,达到提高功率因数和改善运行参数的目的。它可以降低一次供电网路损耗,提高功率因数,但对解决冶炼炉能耗高和产量低的问题是无能为力的。
冶炼炉前二次低压补偿是在冶炼炉的二次低压侧接入大容量大电流的超低压电力电容器组,大量无功电流将直接经低压电容器回路流转,从而不再经过补偿点前的短网、变压器及供电网路,在提高功率因数的同时,提高变压器的有功输出率,降低变压器、短网的无功消耗。