矿热炉改善或者提高功率采取无功补偿的方法

对于正在设计或运行中的矿热炉，改善、提高功率因数一般采取三个途径：

(1)合理设计矿热炉，使电极直径、炉膛直径、极心圆直径等矿热炉尺寸与所选配的矿热炉变压器相匹配，当矿热炉变压器必须在超载下工作才能满足矿热炉对变压器输送有功功功率的需要时，矿热炉及变压器均消耗大量的无功，此时功率因数非常低。

(2)选择原料并控制原料的粒度、水分含量等，同时还必须选择最侍矿热炉工艺参数和设备参数，寻求实施最佳运行方式以提高矿热炉本身的自然功率因数。

(3)采用人工补偿方式。

人工补偿最为常见的就是在矿热炉变压器一次侧高压母线上接入并联补偿电容器组，即高压补偿。由于补偿作用只能使接入点之前的线路、供电系统电网一侧受益，满足供电系统对该负荷线路功率因数方面的要求，而矿热炉变压器绕组、短网、电极的全部二次侧低电压、大电流回路的无功功率得不到补偿，即设备并不能得到矿热炉产品产量提高和电耗、矿耗降低的利益回报。高压补偿无功电流的流径如图1a所示。

在矿热炉低压侧针对因短网无功损耗和布置长度不一致导致的三相不平衡问题而实施的无功就地补偿，无论在提高功率因数、吸收谐波，还是在增产、降耗方面，都有着高压补偿无法比拟的优势 。短网补偿如图1b所示。

图1  矿热炉电气系统等效电路图

矿热炉补偿电容器的容量应由以下工程公式计算得出：

式中

Q—所需补偿无功容量，KV·A;

P—补偿前矿热炉消耗的有功功率，kW;

tanφ1,tanφ2—补偿前、后功率因数角的正切值。

短网补偿前后功率变化如图2所示。短网补偿是在保证补偿前后炉变视在容量不变的情况下做出的，即一次侧电流在补偿前后没有变化。由于电容器的容量是随着实际工作电压U2的下降而呈平方关系降容的。因此实际补偿容量Q补比计算容量大。实际补偿容量采用如下公式计算：

式中

U2—矿热炉实际工作电压，V;

U—矿热炉变压器二次开路电压，V。

图2  短网补偿前后有功功率和无功功率的变化