密闭式炼胶机简称密炼机，是橡胶工业中的重要设备，主要用于橡胶的塑炼和混炼。密炼机工作时功率较低，并且负荷的动态范围很大。对密炼机进行无功补偿，提高功率因数不是一个容易的事情，目前很多橡胶厂都没有很好的解决这个问题。

　　无功补偿是大家都熟悉的技术。无功补偿的目的是将负载需要的无功功率在负载本地提供，而不是由发电厂提供，这样可以节省发电厂的输出功率，降低输配电过程中的损耗，减小输配电系统的负荷。

　　功率因数是衡量负载所消耗的无功功率大小的一项指标，功率因数就是有功功率与负载消耗的视在功率的比值。功率因数越低，说明负载所消耗的无功功率在负载总功率中所占的比例越低。电力公司一般要求电力用户的功率因数达到0.9以上。

　　普通的交流电动机，它所消耗的无功功率为一个定数，因此无功补偿的方法十分简单，只要在电机旁边并联一个固定的电容就可以了。

　　但是密炼机的无功补偿不是这么简单。这是因为，密炼机消耗的无功功率并不是一个定数，而是随着负荷大小发生变化。因此，密炼机的无功补偿必须是动态的，也就是要检测密炼机需要的无功功率，然后用控制晶闸管开关投入或者切除一定容量的补偿电容。

　　熟悉无功补偿的读者都知道，用晶闸管作为开关器件的动态无功补偿装置也不是很难实现的事情。本讲介绍密炼机的无功补偿方法。

　　现象：

　　某轮胎厂，密炼机的功率因数较低，安装了动态无功补偿装置后，无功补偿装置的电容频繁烧毁，导致无法进行补偿。

　　经过无功补偿装置供应商的多次维修，并采取了谐波治理措施，在短期内勉强可以工作，但是经过一段时间使用后，故障现象又会发生。

　　原因分析：

　　密炼机的本质是直流电机。直流电机采用相控整流的直流电源来驱动。相控整流电路在触发角不是零时，就会产生无功功率，这是因为电流滞后于电压所致。显然，触发角越大，功率因数越低。因此，需要进行无功补偿，提高功率因数。

　　但是，相控整流电流工作时，由于电流的突然导通，还会产生谐波电流。触发角越大，谐波电流越大。

　　对无功补偿装置损伤最大的因素就是谐波电流。这在前面已经多次提到。因此，作为密炼机的无功补偿装置，由于注入的谐波电流过大，发生损坏是十分正常的事情。

　　在后续的维修中采取了谐波滤波的措施，这个思路是正确的，但是，采用通常的陷波电路在这种场合并不能取得理想的效果。因为电网的阻抗很低，滤波支路稍有失谐，就起不到滤波的效果。

　　解决办法：

　　要使动态无功补偿装置能够可靠工作，必须减小密炼机的谐波电流发射。因此，采用如图1所示的技术方案。

　　在密炼机与无功补偿装置之间，插入一台HTHF谐波滤波器。HTHF谐波滤波器与电网的阻抗高低没有关系，能够确保总谐波电流畸变率小于15%。因此，动态无功补偿装置就可以工作在没有谐波的环境下，与传统的动态无功补偿装置的工作状况没有区别，可以可靠的投切。

　　2010年8月，在某轮胎厂实施了这个方案后，至今为止(2011年8月)，无功补偿装置连续运行12个月了，现场反映情况良好，功率因数达到0.95以上。

　　图1 密炼机的无功补偿装置

　　启示：

　　直流电机的无功补偿绝不能采用普通电机的补偿方式，必须采取有效的谐波治理措施。要将总谐波电流畸变率控制在15%以下，再进行无功补偿，这样才能确保补偿装置的安全。

　　工业上，大量场合使用直流电机，例如轧机、密炼机等，采用图一所示的方案对这些设备进行功率因数补偿是一个可行的方案。

　　航天绿电的专家能够根据具体情况，提出最经济的解决方案。