一、耐火材料生产工艺分析

　　耐火材料是一种耐火度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50%～60%。耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。中国耐火材料的发展历史悠久，具有了较为完整的生产工艺，其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料，但依然存在各种缺点和不足。其制备流程图如下所示：

　　二、耐火材料生产过程电网电能质量治理意义

　　耐火材料生产企业的用电设备具有容量大、大部分为感性负荷、负荷冲击大、起制动频繁、快速性、自动化程度高、工作连续性等特点，是用电的大户。用电设备大量使用直流电动机和变流器驱动、交流电动机变频调速驱动、变压器、电抗器、电力电子装置等非线性负载。

　　导热油炉、离心油泵等生产设备使电网电压发生波动和闪变，三相不平衡，电网功率因数低，线路损耗增加，谐波含量超标，已造成谐波公害，严重危害电力系统的安全运行和电气设备的安全经济运行。因此，解决好电力系统的无功补偿和谐波治理问题对于保证电力系统电能质量及安全运行、降低损耗、提高用电设备出力等具有重要意义。国内外对各级电网的功率因数、电压畸变率、电流畸变率、负荷对电力系统注入的谐波含量均制定了有关标准。在该行业，对于电网的无功补偿及谐波治理已得到了普遍的关注和重视，采取了防治结合的对策。

　　三、项目概述

　　太原钢铁(集团)有限公司下属某耐火材料厂，是中国耐火材料行业大型生产企业之一。始建于1931年。现占地面积 22万平方米，建筑面积 10.5万平方米，设备总重7423吨，年销售收入稳定在 5000万元以上。

　　经过多年来改造和新建，目前已发展成为一个集研制开发、生产、检测、营销于一体的综合性大型耐火材料企业，是山西省最大的耐火材料企业。公司依托山西能源重化工基地，充分利用山西省丰富的优质耐火原材料资源，依靠先进的生产及检测装备、雄厚的技术实力、科学的管理方法，综合生产能力、产品质量和经济效益不断提高，具备为广大用户提供十多个系列近百个品种、牌号的普通及特种耐火材料制品的能力。公司技术先进，设备精良，检测手段齐全。装备有6000吨等静压成型机，1000、800、630吨摩擦压砖机8台，振动成型压砖一台及400吨、315摩擦压砖机;高速热混练机4台，高温隧道窑2条，梭式窑1条，氮化烧成电炉3座，回转窑1 条;各种破粉碎设备、混练设备、搅拌机、称量包装设备检测设备等。

　　耐火材料产品主要包括优质精炼炉用镁钙砖、镁碳砖、铝镁碳砖、RH浸渍管,钢包透气砖、滑动水口砖,高炉及热风炉高铝砖,整体吹氩喷枪、铁水预处理喷枪，氮化硅结合碳化硅砖、铝碳化硅砖，连铸“三大件”及各种高性能不定形耐火材料和预制产品等，部分产品达到国际先进水平。

　　本工程装设总容量为1.5MVar 10kV动态无功补偿装置1套，装置主要包括：一套额定容量±1.5Mvar的以IGBT为核心部分的SVG型静止无功发生器以及两套10kV户内高压无功补偿成套装置。

　　10kV户内高压无功补偿成套装置分别为：

　　1，装置容量：900 kVar ,电容器分组： 300kVar+300kVar+300kVar ，分为3组,投切方式：跟踪系统无功负荷变化，自动匹配投切电容器组。

　　2，装置容量：600 kVar ,电容器分组： 300kVar+300kVar，分为2组,投切方式：跟踪系统无功负荷变化，自动匹配投切电容器组。

　　四、项目实施方案

　　1. 周围空气温度

　　最高温度： 40 ℃

　　最低温度： -30 ℃

　　最大日温差： 25 ℃

　　2. 海拔高度： 950 m

　　3. 最大风速： 10 m/s

　　4. 环境相对湿度平均值： %(25℃时)

　　5. 地震烈度: Ⅷ 度

　　6. 污秽等级: Ⅳ 级

　　7. 覆冰厚度: 10 mm

　　五、工程条件

　　1. 电网侧系统概况

　　1)系统额定电压： 10 kV

　　2)系统最高电压： 10.5 kV

　　4)系统额定频率： 50 Hz

　　5)系统中性点接地方式： 10kV中性点不接地

　　6)主变电压变比： 10±2x2.5%/0.4 kV

　　7)主变一次绕组接线方式：角型接线

　　8)母线运行方式： 单母分段

　　2. 补偿侧系统概况

　　1)系统电压 10kV

　　2)系统最高电压 10.5kV

　　3)系统额定频率 50Hz

　　4)10kV系统最小短路容量 MVA

　　5)系统中性点接地方式 不接地

　　6)10kV侧电流变比： 200/5A

　　7)主变二次绕组接线方式： /角形接线

　　8)母线运行方式： 单母分段 分列运行

　　图1iSVG系统主接线图

　　图2，10kV户内高压无功补偿成套装置接线图

　　4)iSVG现场图片

　　图2 现场iSVG图片

　　iSVG以及10kV户内高压无功补偿成套装置投运后运行正常，满足了该厂降压电站对于无功补偿装置的要求，顺利通过了当地电业局的验收。

　　iSVG运行特点分析：

　　1) 并网电压谐波小于1%

　　采用独特的直流电压平衡技术及多电平矢量控制技术，并网电压谐波更小，排除背景谐波，装置并网电压谐波小于1%

　　图3并网谐波电压

　　2) 并网电流无冲击

　　采用精确的电网同步技术和自励启动技术，并网电流无冲击。

　　3) 矢量控制，响应速度小于5ms

　　采用矢量控制，响应时间小于5ms。对快速冲击负荷和闪变具有更好的补偿效果。

　　图4 感性到容性电流阶跃响应

　　4) 补偿功能多样化

　　具有无功补偿、谐波补偿、稳压补偿、三相不平衡补偿等功能

　　图5 无功补偿输出电压电流波形

　　5) 多重保护功能

　　具有17种保护功能，确保设备安全运行。包括电网过压保护、电网欠压保护、电网电压不平衡保护、电网缺相保护、直流侧总过压保护、直流侧电压不平衡保护、过载保护等

　　6) 正面维护结构设计

　　采用正面维护，设备靠墙安装，大大节约了设备占地面积，方便用户维护和检修。

　　深圳市英威腾电气股份有限公司iSVG产品概述

　　iSVG高压静止无功发生器是英威腾公司研发生产的静止型高压动态无功补偿设备，既可补偿无功，也能补偿谐波，属于最新一代无功补偿产品，广泛应用于电力行业、新能源发电场、轨道交通、冶金行业和煤矿行业，可用来提高系统功率因数和治理谐波、抑制电网电压波动和三相不平衡，有效改善系统电能质量和用电环境。其主要功能如下：

　　● 降低线损，提高线路输电稳定性;

　　● 维持受电端电压，加强系统电压稳定性;

　　● 抑制电压波动和闪变;

　　● 补偿负荷无功，提高系统功率因数;

　　● 抑制电网三相不平衡。

　　六、客户收益

　　(1)功率因数一直维持在0.98以上，满足接入电网要求

　　(2)稳定了该厂降压电站10kV母线侧的电压，电压波动d%<2%

　　(3)整体解决该厂降压电站能质量问题，提高并网成功率

　　(4)动态连续调节，补偿该厂降压电站无功需求