中頻爐功率因數(shù)低0.73，大量無功功率由專用變壓器提供，加重了變壓器的負(fù)擔(dān)。由于配電變的電容器也經(jīng)常燒毀，不能正常運(yùn)行，公司擔(dān)心設(shè)備的安全，不敢輕意投資中頻爐補(bǔ)償柜。造成公司整體功率因數(shù)偏低，月調(diào)整電費(fèi)高。

5. 系統(tǒng)改造

　　根據(jù)就近補(bǔ)償原則，我們于2007年10月初，在2臺中頻爐專用變壓器的低壓側(cè)安裝了中頻爐專用的2套無功補(bǔ)償兼諧波治理設(shè)備，型號為MSF-2920/0.75和MSF-2520/0.75。該裝置投入運(yùn)行后，不但從根本上解決了上述電能質(zhì)量問題，還收到很好經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過5個多月的實(shí)際運(yùn)行，證明本次改造是成功的。

6. 補(bǔ)償兼濾波裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

6.1   設(shè)計思路

　　企業(yè)的目標(biāo)是設(shè)備安全和節(jié)省電費(fèi)，低的投資成本，濾波效果其次。因此設(shè)計以無功補(bǔ)償和設(shè)備可靠性經(jīng)濟(jì)性要求為首要目標(biāo)，諧波治理以五次諧波為主，其他高次諧波不考慮。

6.2     濾波器全部投入時系統(tǒng)阻抗仿真結(jié)果如下圖：

6.3     關(guān)鍵元器件選取

6.3.1 接觸器：頂級高性能真空接觸器作為投切器件，其性能可靠，電壽命可達(dá)60萬次，損耗小。

6.3.2  濾波電容器：采用特殊制造的單相濾波電容器，其主要絕緣材料采用國外品牌。濾波電容器使用壽命長，損耗小，可長期（一般4～6年）在諧波較大的環(huán)境下使用（一般電容器在諧波負(fù)荷下的壽命，只有0.1～1.5年）。

6.3.3  濾波電抗器：采用低損耗的鐵心濾波電抗器，電抗器正常運(yùn)行溫升不超過35K，真正做到“綠色節(jié)能”。裝置整體損耗保證小于總?cè)萘康?％。

6.3.4 每個支路都有三級過流保護(hù)，系統(tǒng)安全可靠性高。

6.4     具有超限報警和保護(hù)閉鎖功能，報警限值可由用戶設(shè)定。

6.5     具有手動控制和自動控制兩種工作方式，便于調(diào)試。    

7.  改造前后電氣參數(shù)測試結(jié)果

改造前電源功率因數(shù)

改造后電源功率因數(shù)

改造前系統(tǒng)電壓

改造后系統(tǒng)電壓

改造前系統(tǒng)電流波形

改造后系統(tǒng)電流波形

8.  改造后的綜合效益

8.1裝置的運(yùn)行情況

　　該無功補(bǔ)償兼濾波裝置可自動跟蹤調(diào)節(jié)各個支路的投切，開啟后無須人員操作。2007年10月初投運(yùn)，當(dāng)月功率因數(shù)由0．73提高到0．91。之后的每個月的功率因數(shù)都是0.97。

8.2  產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

8.2.1  功率因數(shù)提高，節(jié)約力調(diào)電費(fèi)：裝置投入后功率因數(shù)提高至0．97，力率調(diào)整電費(fèi)由罰8.5％變?yōu)楠?.75％，一正一負(fù)相差9.25％，月節(jié)省調(diào)整電費(fèi)約10萬元。      

8.2.2    增容降損

　　功率因數(shù)由0.73提高至0.97，變壓器的平均負(fù)荷電流減小25％（cosφ1/cosφ2＝0.73/0.97），相當(dāng)于變壓器運(yùn)行容量降低了25％（2000kVA）；變壓器銅損減少：1-（0.73/0.97）2＝43％；變壓器溫度降到65℃左右；每月節(jié)省電量40kWx43%x12小時x30天＝6192kW.h/月（40kW－2臺變壓器的合計銅耗，每天工作12小時）。此項(xiàng)節(jié)約電費(fèi)：3800元/月。

8.2.3    提高生產(chǎn)效率

　　無功補(bǔ)償兼濾波裝置投入后，電壓穩(wěn)定了，縮短了熔煉時間，（也減少了熱能既電能損失），提高了生產(chǎn)效率。

8.2.4    提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，延長設(shè)備使用壽命。

　　無功補(bǔ)償兼濾波裝置投入后，負(fù)荷無功電流、諧波電流減少，設(shè)備的發(fā)熱、損耗降低，振動減少。諧波電流減小70％，單獨(dú)諧波損耗節(jié)約的電費(fèi)每月將近4000元。

　　系統(tǒng)內(nèi)各元件損壞率降低、設(shè)備絕緣老化減緩，故障率下降，延長設(shè)備壽命，因而提高了公司整體用電的安全性。

8.2.5    供電系統(tǒng)效益

無功功率的減少，不僅節(jié)約企業(yè)自身的電費(fèi)開支，還減少了電網(wǎng)的線損和對上一級變壓器容量的占用。諧波污染的減少，降低了對通訊、自動控制裝置、電能計量和繼電器保護(hù)的干擾，提高了電網(wǎng)的安全性能。

8.3   企業(yè)綜合投資收益

　　此鑄造企業(yè)新增的2套中頻爐專用的無功補(bǔ)償兼濾波裝置，全部投資為132萬元。實(shí)際平均月節(jié)約電費(fèi)10萬元以上，一年就收回了投資成本。

9.  結(jié)論

　　綜上所述，中頻爐增加無功補(bǔ)償兼濾波裝置具有很高的效益，其兼顧了無功補(bǔ)償又有濾波功能，具有提高生產(chǎn)效率，提高設(shè)備可靠性，節(jié)省電能等優(yōu)點(diǎn)。企業(yè)正常生產(chǎn)，該投資一般1～2年即收回。因此，有必要在鑄造行業(yè)推廣使用。