江苏沙钢集团90吨电弧炉SVC静补装置 运行效果及经济效益分析
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江苏沙钢集团90吨电弧炉SVC静补装置
运行效果及经济效益分析沙星祥 沙钢集团钢铁有限公司90吨超高功率竖式电弧炉为引进德国福克斯公司的设备，该电弧炉生产时影响电网质量；无功功率剧烈波动造成电网电压波动和闪变；向电网注入谐波电流；三相电压不平衡。为解决上述问题，我们采用了西安电力电容器厂总体负责承建的SVC静补装置。该装置是国内自行设计、制造的容量最大的一套SVC装置。输出容量约为50Mvar，电容器安装容量为100Mvar。装置由2、3、4、5次滤波器(FC)加相控阀(TCR)组成。1998年5月18日正式投入试运行，1998年8月18日正式投运。该装置的投运成功，标志着我国SVC工程设计制造方面上了一个新台阶，是广大设计、制造、安装、调试、运行管理等方面人员共同攻关的成果。设备投运后产生了明显的经济效益和社会效益。现分析如下：1 巨额功率因数罚款逐渐减到零，直至略有奖励 90吨超高功率电弧炉在熔化期功率因数低于0.7，90吨精炼炉功率因数也只在0.8左右，再加上3台20吨、2台5吨电弧炉，功率因数也不高。为此，供电部门每月进行罚款。下面是1998年1月至11月从永新220kV变电所2号主变进线侧测得的功率因数以及市供电局罚款的数据(见表1)。表1 功率因数罚款情况表
试运行 60.90 正常投运 70.92-29638.00元正常投运“-”为奖
额。下同 80.93-31080.00元正常投运 90.85267562.00元正常投运全月方
式Ⅱ运行 100.93-48523.00元正常投运 110.93-44554.00元正常投运 12电弧炉检修，SVC基本未投运，未统计。
2.5月份由于投运不到半个月，罚款减少31.9435万元。2 90吨电弧炉电炉变一次侧母线电压(33kV)稳定，缩短冶炼时间 超高功率电弧炉的无功冲击大而且急剧波动，最大的无功波动值一般可达到电炉变的额定容量。无功急剧变化引起电网电压急剧变动。没有投入SVC装置时，33kV母线空载电压为34kV，当在熔化期时，母线电压下降到29kV，平均压降为5kV，由此使电弧炉功率下降，冶炼时间延长。
投入SVC装置后，33kV母线电压波动在±1kV之间，无功冲击引起的电压波动被抑制，由于电压稳定，使电弧炉每炉钢的冶炼时间缩短，冶炼效率提高。
每年可降低成本：产量增加可使炼钢工段固定费用降低0.23元/吨，按今年年产量生产60万吨钢计算，可以获得直接经济效益：60万吨×0.23元/吨=13.8万元 SVC投入前后测试对比电耗下降为8kwh/t。全年电耗下降节约费用：
1kwh按0.60元计算
60万吨×8千瓦小时/吨×0.60元/千瓦小时=288万元。
两项合计年降低费用：288万元+13.8万元=301.8万元3 投入SVC装置后的社会效益3.1 改善无功冲击引起的闪变指标
无功冲击引起电压闪变，会使灯光、电视机闪烁，引起人们视觉疲劳而感到烦燥，还影响自动控制系统失去控制，会使纺织，机械加工行业造成产品质量下降。投入SVC后，上述现象得到抑制，其社会效益是无法估计的。
3.2 减少高次谐波的危害
由于电炉电弧电流是在不断的不规则急剧变化，电压和电流波形是不对称的非正弦波，可分解为2次以上的各次谐波电流，主要是2～7次谐波组成。高次谐波会引起电气设备发热、振动、增加损耗、电介质老化引起电气设备寿命缩短，干扰通讯，造成继电保护误动作引起供电中断。SVC投入运行后，谐波大大降低，带来明显社会效益。
3.3 降低负序电流的危害
电弧炉在熔化期，三相电弧各自发生急剧无规则的变化，电炉在正常工作情况下产生的负序电流约为电炉变压器额定电流的25沙钢集团钢铁有限公司(江苏 100086)