帶並聯電容補償電爐變壓器的各繞組容量計算

2020-12-12 海文斯電氣

帶並聯電容補償的電爐變壓器歷來都是設計成一、二次繞組容量相等。其實，除高壓直補和低壓並補外，對單設補償繞組的，在補償電容投入後，變壓器一、二次繞組容量也可能不等。一、二 次繞組容量設計得相等的結果是：如在運行中按二二次額定電流控制，一-次繞組則未得到充分利用，其電流將遠小於額定值；如按一次額定電 流控制，則二次繞組將嚴重超載，並因過熱導致繞組壽命降低。本文在分析各種補償方式對繞組電流的影響後，提出了各種補償方式下各繞組(包括補償變壓器)容量的計算方法，在滿足爐子有功功率的情況下充分利用了各繞組的容量。

案例：

以某三相鐵合金電爐為例，它是由三臺單相電爐變壓器供電，爐子的每相有功功率為21 000kW ，功率因數從0.47補償到0.95。求以上四種電容補償方式的單相電爐變壓器各繞組的額定容量。

(1)高壓直補

爐變一、二次繞組額定容量SuN=Sxw=21 000/0.47=45 000kVA。

電容器額定容量Q=21 000(1.878 -0.328)=-33 000kvar。

(2)單設補償繞組。

-次繞組額定容量Su=21 0000.95 23000kVA。

二次繞組額定容量Sx=21 0000.47-45 000kVA。

補償繞組與電容器額定容量S=Q.=21 000(1.878 -0.328)= 33 000kVA。

(3)利用補償變壓器的低壓並聯補償方式。

爐變一、二次繞組額定容量SN=Sx=21 000/0.95-23 000kVA。

補償變壓器及電容器額定容量S=Q.=21 000(1.878 -0.328)=33000kVA。

(4)部分高壓補加部分低壓補的補償方式。

假定加入Cr後功率因數從0.47補償到0.70,加入C1後從0.70補償到0.95 ，則有：爐變一、二次繞組額定容量Sn=Sx=21 000/0.70=30 000kVA。電容器Cr的額定容量Qa=21000(1.878-1.02)=18 300kvar。補償變壓器的額定容量S=Q=18 300kVA。電容器Cr的額定容量Qa=21 000(1.02 -0.328)=14 700kvar。電容器總額定容量Q=14 700+18 300=33 000kvar。

帶並聯補償的電爐變壓器對單設補償繞組的電爐變壓器都是設計成一、二 次繞組容量相等，國內外的同類產品概莫能外。運行時有的用戶理所當然地以一次電流為控制目標，致使這類變壓器事故時有發生。期望今後在製造此類爐變時，必須要明確爐子設計的有功功率，由於電容補償的介入，一、二次繞組的負荷性質和cosqb是不同的，它們的視在功率也不相等，,只有按運行中一、= 次繞組的實際容量去設計，爐變才能充分利用各繞組的容量。如果原來的二次容量就能滿足爐子的冶煉要求，按本文中的見解將大大降低爐變和前方降壓變的額定容量，用戶也將因長期節省變壓器的裝置費用而受益

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