自动无功补偿装置在电石炉的应用

自动无功补偿装置在电石炉的应用

李 兵

天辰化工有限公司 新疆 832000

摘要：经过几十年的不断发展，我国电石行业已经成为不可或缺的基础化工原料行业。但是随着行业的发展，也逐渐暴露出一系列的问题。电石生产作为一种能耗极高的产业，其中电能是最为重要的能源消耗内容。近年来国家对节能减排的要求不断深入，针对电石企业的发展而言也作出了一系列的调控。现阶段，电石企业怎样才能够切实实现节能减排的工作目标已经成为十分重要的问题之一。本文就自动无功补偿装置在电石炉的应用做出探究，以供参考。

关键词：自动化；无功补偿装置；自动化

前言：电网的功率输出主要分为两种，一种是有功功率，借助电能的损耗进行声能、动能以及热能的能量转换，从而在消耗电能的基础上转换能量；另一种则是无功功率，这种功率不进行电能的损耗，而是直接进行转换，无功功率也是电石炉正常运转的基本保障。无功功率需要在电能和电网中定期的进行转变，因此实现自动化的无功补偿对于电石炉有着十分重要的作用。无功功率的工作原理主要是将感性功率以及容性功率负荷的两种装置并联在同一个电路中，进而实现两种负荷的交换。在这样的方式下，通过容性负荷的无功功率感应负荷能够得到补偿。借助无功补偿装置，能够促使电网里有功功率的占比率充分提升，促使发电以及供电装置的容量得以控制，进一步缩减资金的投入，保障无功消耗得以有效控制。

2. 电石炉的用电特性以及无功补偿需求

三相电极、断网、变压器、相配套的继电保护设备、电压电流感应器以及线路等共同组成了电石炉的用电系统^[1]。而电石炉电力系统的电压低但电流大的特征导致电网中出现众多的无功功率，进一步增加了变压器的负荷，降低电石炉变功率参数，在正常情况下会低于0.83，若运行功率参数过低则需要上交电力罚款。其次，由于单相变压器使用过度，短网长度出现变化，导致三项功率的协调性受到影响，若无功功率过多则会直接造成有功的消耗量得以充分提升。

为了保障以上问题能够得到有效的解决，现阶段主要采用现代控制手段以及相应的短网策略的方式进行应对，再将容量大以及电流大的电容器设备接入电石炉中，针对电石炉进行无功功率补偿，确保电石炉的运行功率参数能够始终维持在0.92上，进而保障谐波得以去除，对三相功率进行平衡，显著提升变压器的输出水平。现阶段，对于电石炉的无功补偿方面而言，应当严格参照不同的电压等级进行低压补偿、中压补偿以及高压补偿。

首先，对于高压补偿而言，主要是通过在变电所高压母线上装备电容量的方式，提升以及改善运行功率。高压补偿方式的应用，能够减少供电网的网络消耗率，进而保障无功功率的补偿得以充分提升。与此同时，在应用的过程中，通常都只能够进行静态的补偿，若电流负荷变动较大，此时的补偿效果并不够明显。

其次，中压补偿的应用能够提升功率参数以及一次侧的电压，促使运行参数值得以充分改良^[2]。该方式已经在电石炉中得以充分应用，能够确保电石炉功率参数至少在0.9以上。但是若因为电石炉变压器不能及时改变功率参数，这也导致电石行业高能耗低产值问题难于得到充分的解决。

最后，抵押补偿的应用。低压补偿的应用原理就是将电容器与二次断网进行并联，通过水冷电线、短网等设备转换炉膛电弧形成的无功电流。基于低压补偿的方式能够将整体的消耗单次减少3个百分点，提升产量5~15个百分点，并且能够充分保障功率参数可以维持在0.95以上。

3. 电石炉自动无功补偿方案设计及应用

2.1、低压自动无功补偿装置设计

在电石炉的低压一侧中安装自动无功补偿装置的过程中，不仅能够保障电石炉效率得以充分提升，促使其在高数值范围内运行，同时还能够切实保障无功电流在不通过变压器以及短网的基础上，促使短网及一次侧的无功损耗得以缩减，与中压无功补偿的方式相比，低压自动无功补偿装置有着更好的应用效果，能源节约效果十分明显^[3]。但是在应用的过程中，与其他的两种方式相比，低压自动无功补偿装置需要耗费更多的资金。传统低压无功补偿设备需要参照不同的补偿容量投切相应的电容器，这种方式经常出现各种补偿设备中继电器以及熔断器更换的问题发生，降低补偿的容量。因此，在应用传统无功补偿装置的过程中相关部门还需要投入大量的人力进行维修和检修工作，对工作效率产生了严重的影响。而应用自动化的方式，将动态补偿设施添加在低压无功补偿装置中，设备工作过程中频繁投切的情况得到了有效的避免，不但能够保障补偿容量需求得以充分满足，同时还能够实现无功补偿的目标，在一定长度促使相关部件的使用寿命得以充分提升。

2.2、自动无功补偿设计

首先，在测量应用补偿容量的过程中，自动无功补偿方式能够及时匹配三相或者是单相低压电路，借助低压侧电压以及电流检测工作，提出可靠的依据决定设备是否能够进行电容的投切^[4]。其次，自动无功补偿装置的应用能够具备专门的监控软件，促使工作人员进行有效的人机交互，整体操作十分简单，能够将设备的运行状况真实的反应出来。其次，对于控制方法而言，自动无功补偿装置能够应用接触器和可控硅进行共同控制，充分保障在进行电容投切的过程中不会出现重燃的情况发生。在补偿效果上要能够进行自动补偿的同时，将每月的平均功率参数控制到 0.92 之上。自动控制系统进行无功功率容量的计算与补偿变动，实时对电压以及电流进行监测，计算出补偿容量的大小并进行自动动态调整。

结束语：总而言之，无功补偿装置的科学、合理应用能够最大程度的提升电石企业的用电质量，促使用电消耗得以进一步缩减，对于谐波的抑制有着十分重要的意义。本文就自动无功补偿装置在电石炉中的应用进行充分的分析，发现使用低压无功补偿装置的效果更好，能够更大程度解决电能消耗，促使无功补偿的效果得以充分提升。

参考文献：

[1]李强,付锦东,陆飞. 自动无功补偿装置在电石炉的应用[J]. 化工管理,2021,(22):108-109.

[2]李宏强,高峰,张爽,李旭涛. 化工工业园区无功补偿方案仿真研究[J]. 宁夏电力,2015,(01):1-5.

[3]江军. 浅析30000KVA半密闭式电石炉密闭化技术改造[J]. 化工管理,2014,(14):190.

[4]麻林伟,朱三军,李丹,牛红亚,孙晓光. 电炉变压器故障原因分析及对策[J]. 中国设备工程,2013,(11):54-55.