專利名稱：一種電爐電流測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大型電爐測(cè)控領(lǐng)域，特別涉及一種電爐電流測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了監(jiān)控電爐的工作狀態(tài)，通常需要測(cè)量電爐的入爐電流。電爐通過(guò)變壓器連接到電網(wǎng)。變壓器的一端連接電網(wǎng)，另一端連接電爐，通過(guò)內(nèi)部的繞組將電網(wǎng)提供的電壓轉(zhuǎn)換為適合于電爐的電壓。其中，變壓器與電網(wǎng)相連的一端被稱為一次側(cè)，與電爐相連的一端被稱為二次側(cè)。目前在測(cè)量電爐的入爐電流時(shí)，普遍采用的方式是利用電流互感器測(cè)量電爐變壓器的一次側(cè)電流，即變壓器與電網(wǎng)相連的一側(cè)的電流，而粗略反映電爐的入爐電流。但是，實(shí)際上，電爐的入爐電流指的是電爐電極處的線電流，該電極線電流與變壓器的二次側(cè)電流相差較大，因此，這種測(cè)量方式的精確度不能令人滿意。雖然目前也有一些方案可以通過(guò)羅氏線圈測(cè)量變壓器的二次側(cè)電流，即變壓器的相電流，來(lái)反映入爐電流，從而更接近于真實(shí)的入爐電流。但是，由于變壓器二次側(cè)的導(dǎo)體數(shù)量較多或跳相排列，而羅氏線圈的長(zhǎng)度有限，往往無(wú)法包圍變壓器二次側(cè)的所有待測(cè)導(dǎo)體，這時(shí)，則無(wú)法測(cè)量變壓器的二次側(cè)電流，而只能通過(guò)電流互感器測(cè)量變壓器一次側(cè)電流。另外，對(duì)于三相電爐而言，由于三個(gè)電極功率不平衡，導(dǎo)致電爐的電路為不對(duì)稱的三相電路，從而也為測(cè)量電流帶來(lái)了很大的困難。由此可見(jiàn)，目前測(cè)量電爐入爐電流時(shí)，往往無(wú)法測(cè)量變壓器的二次側(cè)電流，而只能測(cè)量變壓器一次側(cè)電流，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量電爐入爐電流時(shí)，往往無(wú)法測(cè)量變壓器的二次側(cè)電流，而只能測(cè)量變壓器一次側(cè)電流，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題。本實(shí)用新型提供一種電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，所述電爐通過(guò)單相變壓器或三相變壓器供電，其中，一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相具有由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成的始端和末端，所述電爐電流測(cè)量系統(tǒng)包括至少一組羅氏線圈、至少一個(gè)第一向量加法器和至少一個(gè)相電流積分器，其中，每組羅氏線圈包含至少一個(gè)羅氏線圈，每組羅氏線圈中各羅氏線圈的輸出端分別與一個(gè)第一向量加法器的輸入端相連，每個(gè)第一向量加法器的輸出端與一個(gè)相電流積分器的輸入端相連；一組羅氏線圈對(duì)應(yīng)一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端，且每組羅氏線圈的各羅氏線圈包圍一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體。較佳的，每組羅氏線圈中的每個(gè)羅氏線圈環(huán)繞一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體中的至少一根導(dǎo)體，每組羅氏線圈中的各羅氏線圈所環(huán)繞的導(dǎo)體數(shù)量之和等于所述一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體的數(shù)量之和，且各羅氏線圈所環(huán)繞的導(dǎo)體互不重復(fù)。[0008]較佳的，當(dāng)所述電爐通過(guò)三個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器供電時(shí)，所述羅氏線圈為六組，所述第一向量加法器和所述相電流積分器各六個(gè)，其中，每個(gè)單相變壓器或三相變壓器的每一相的始端和末端各自對(duì)應(yīng)一組羅氏線圈。較佳的，還包括三個(gè)第二向量加法器和三個(gè)線電流積分器，其中，每?jī)蓚€(gè)第一向量加法器的輸出端分 別與一個(gè)第二向量加法器的輸入端相連，每個(gè)第二向量加法器的輸出端分別與一個(gè)線電流積分器的輸入端相連。較佳的，當(dāng)所述電爐通過(guò)三個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器供電時(shí)，所述羅氏線圈為三組，則所述第一向量加法器和所述相電流積分器各三個(gè)，其中，每個(gè)單相變壓器或三相變壓器的每一相的始端的導(dǎo)體上包圍一組羅氏線圈，或者，每個(gè)單相變壓器或三相變壓器的每一相的末端的導(dǎo)體上包圍一組羅氏線圈。較佳的，每個(gè)第一向量加法器都具有兩個(gè)輸出端，其中，一個(gè)輸出端為正向輸出端，其輸出值為與該第一向量加法器相連的各羅氏線圈所測(cè)電流的向量和，另一個(gè)輸出端為反向輸出端，其輸出值與正向輸出端輸出的向量和大小相等，相位相反，該電爐電流測(cè)量系統(tǒng)還包括三個(gè)第二向量加法器和三個(gè)線電流積分器，其中，所述三個(gè)第一向量加法器的六個(gè)輸出端中的每?jī)蓚€(gè)輸出端分別與一個(gè)第二向量加法器的輸入端相連，每個(gè)第二向量加法器的輸出端分別與一個(gè)線電流積分器的輸入端相連。較佳的，當(dāng)所述電爐為半封閉礦熱爐時(shí)，所述羅氏線圈安裝在變壓器室內(nèi)。較佳的，當(dāng)所述電爐為全封閉礦熱爐時(shí)，所述羅氏線圈安裝在變壓器室內(nèi)或變壓器室外。較佳的，還包括可編程邏輯控制電路，其與所述相電流積分器的輸出端相連。較佳的，所述電爐包括礦熱爐、電渣爐和煉鋼電爐。本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過(guò)多組羅氏線圈來(lái)測(cè)量電爐變壓器的相電流，其中，每組羅氏線圈包含多個(gè)羅氏線圈，由多個(gè)羅氏線圈共同測(cè)量一個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器的一相的相電流，從而解決了一個(gè)羅氏線圈無(wú)法環(huán)繞住多根導(dǎo)體的問(wèn)題，再配合加法器和積分器即可測(cè)得變壓器的相電流，從而提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖Ia為本實(shí)用新型實(shí)施例中的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)采用六組羅氏線圈時(shí)的結(jié)構(gòu)圖；圖Ib為本實(shí)用新型實(shí)施例中的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)采用三組羅氏線圈時(shí)的結(jié)構(gòu)圖；圖2a為本實(shí)用新型實(shí)施例中的電爐通過(guò)三個(gè)單相變壓器供電的示意圖；圖2b為本實(shí)用新型實(shí)施例中的電爐通過(guò)一個(gè)三相變壓器供電的示意圖；圖3a、圖3b示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中羅氏線圈在變壓器二次側(cè)出線端頭匯流銅管頭尾交錯(cuò)排列的兩種纏繞方式示意圖，圖3c和圖3d分別示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中羅氏線圈在變壓器二次側(cè)出線端頭匯流銅管頭尾同側(cè)排列的兩種纏繞方式示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖通過(guò)具體實(shí)施方式
進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型并不僅僅限于此。本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量電爐入爐電流時(shí)，往往無(wú)法測(cè)量變壓器的二次側(cè)電流，而只能測(cè)量變壓器一次側(cè)電流，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題。本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的一種電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，所述電爐通過(guò)單相變壓器或三相變壓器供電，其中，一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相具有由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成 的始端和末端，如圖Ia和圖Ib所示，所述電爐電流測(cè)量系統(tǒng)包括至少一組羅氏線圈11、至少一個(gè)第一向量加法器12和至少一個(gè)相電流積分器13，其中，每組羅氏線圈11包含至少一個(gè)羅氏線圈，每組羅氏線圈中各羅氏線圈的輸出端分別與一個(gè)第一向量加法器12的輸入端相連，每個(gè)第一向量加法器12的輸出端與一個(gè)相電流積分器13的輸入端相連；一組羅氏線圈11對(duì)應(yīng)一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端，且每組羅氏線圈的各羅氏線圈包圍一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體。本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過(guò)多組羅氏線圈來(lái)測(cè)量一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的相電流，其中，每組羅氏線圈包含多個(gè)羅氏線圈，由多個(gè)羅氏線圈共同測(cè)量一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的相電流，從而解決了一個(gè)羅氏線圈無(wú)法環(huán)繞住多根導(dǎo)體的問(wèn)題，再配合加法器和積分器即可測(cè)得變壓器的始端或末端的相電流，從而提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。較佳的，每組羅氏線圈中的每個(gè)羅氏線圈環(huán)繞，即包圍一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的至少一根導(dǎo)體，每組羅氏線圈中的各羅氏線圈所環(huán)繞的導(dǎo)體數(shù)量之和等于所述一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體的數(shù)量之和，且各羅氏線圈所環(huán)繞的導(dǎo)體互不重復(fù)。較佳的，當(dāng)電爐存在三個(gè)電極時(shí)，通常會(huì)采用三個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器供電，這時(shí)，如圖Ia所示，所述羅氏線圈為六組，所述第一向量加法器和所述相電流積分器各六個(gè)，其中，每個(gè)單相變壓器或三相變壓器的每一相的始端和末端各自對(duì)應(yīng)一組羅氏線圈。為了進(jìn)一步測(cè)量電爐的線電流，所述電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，還可以包括三個(gè)第二向量加法器和三個(gè)線電流積分器，其中，每?jī)蓚€(gè)第一向量加法器的輸出端分別與一個(gè)第二向量加法器的輸入端相連，每個(gè)第二向量加法器的輸出端分別與一個(gè)線電流積分器的輸入端相連?；蛘?，當(dāng)電爐存在三個(gè)電極時(shí)，由于每個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器的一相中的始端和末端所對(duì)應(yīng)導(dǎo)體上的相電流是大小相等，相位相反的，因此，也可以采用圖Ib中的方式實(shí)現(xiàn)，即所述羅氏線圈為三組，所述第一向量加法器和所述相電流積分器各三個(gè)，其中，僅在每個(gè)單相變壓器或三相變壓器的每一相的始端的導(dǎo)體上包圍一組羅氏線圈，或者，僅在每個(gè)單相變壓器或三相變壓器的每一相的末端的導(dǎo)體上包圍一組羅氏線圈。每個(gè)第一向量加法器都具有兩個(gè)輸出端，其中，一個(gè)輸出端為正向輸出端，其輸出值為與該第一向量加法器相連的各羅氏線圈所測(cè)電流的向量和，另一個(gè)連接有反相器18的輸出端為反向輸出端，其輸出值與正向輸出端輸出的向量和大小相等，相位相反，則所述三個(gè)第一向量加法器共有六個(gè)輸出端。這時(shí)，為了進(jìn)一步測(cè)量電爐的線電流，所述電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，也可以包括三個(gè)第二向量加法器和三個(gè)線電流積分器，其中，所述三個(gè)第一向量加法器的六個(gè)輸出端中的每?jī)蓚€(gè)輸出端分別與一個(gè)第二向量加法器的輸入端相連，每個(gè)第二向量加法器的輸出端分別與一個(gè)線電流積分器的輸入端相連。雖然在圖Ia中是以六組羅氏線圈為例進(jìn)行描述的，但是，在具體情況中，也可以只有兩組羅氏線圈，從而僅測(cè)量一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端和末端的相電流。例如，在單相電渣爐等應(yīng)用中，電爐只有一個(gè)電極，因此，只需測(cè)量一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端和末端的相電流即可。另外，為了使本實(shí)施例中的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)能夠靈活方便地應(yīng)用于多種電爐，還可以將該系統(tǒng)首先設(shè)計(jì)為圖Ia中六組羅氏線圈的方式，但是，通過(guò)內(nèi)部電路的開(kāi)關(guān)控制，使得該測(cè)量系統(tǒng)既可以應(yīng)用于三相變壓器，從而測(cè)量該三相變壓器上每一相的始端或末端的相電流，并利用相電流測(cè)量結(jié)果計(jì)算與該三相變壓器相連的電爐的電極的線電流，也可以應(yīng)用于單相變壓器，從而僅測(cè)量該單相變壓器的始端或末端的相電流。本實(shí)用新型的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)可以應(yīng)用于如圖2a和圖2b所示的礦熱爐。其中，圖2a示出了礦熱爐通過(guò)三個(gè)單相變壓器22進(jìn)行供電的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2b示出了礦熱爐通 過(guò)一個(gè)三相變壓器22進(jìn)行供電的結(jié)構(gòu)示意圖。下面對(duì)圖2a和圖2b所示的礦熱爐的供電原理進(jìn)行如下簡(jiǎn)單的介紹。圖2a和圖2b中的礦熱爐21都具有三個(gè)電極A、B和C，因此，該礦熱爐應(yīng)該通過(guò)一個(gè)三相變壓器或三個(gè)單相變壓器提供電壓。無(wú)論礦熱爐是使用三個(gè)單相變壓器提供電壓還是使用一個(gè)三相變壓器提供電壓，其原理都是相同的。下面以使用三個(gè)單相變壓器的礦熱爐為例進(jìn)行介紹，如圖2a所示，其中的礦熱爐21由三個(gè)單相變壓器22供電，每個(gè)單相變壓器分別具有一個(gè)始端和一個(gè)末端，其中a、b、c分別為三個(gè)單相變壓器的始端，X、I、z分別為三個(gè)單相變壓器的末端。每個(gè)變壓器的始端或末端分別具有多條導(dǎo)體(圖2a中僅畫出了一條導(dǎo)體，實(shí)際上每個(gè)變壓器的始端或末端通常都會(huì)有多條導(dǎo)體)，這些導(dǎo)體分別通過(guò)軟母線20與礦熱爐21的三個(gè)電極A、B、C相連。這里是針對(duì)圖2a中采用三個(gè)單相變壓器進(jìn)行供電的情況進(jìn)行描述的，對(duì)于圖2b中采用一個(gè)三相變壓器對(duì)礦熱爐進(jìn)行供電的情況與之類似，此處不再贅述。下面詳細(xì)介紹一下本實(shí)用新型提供的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)。從上述關(guān)于礦熱爐的供電原理可知，在每個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器的二次側(cè)，即變壓器與礦熱爐相連的一側(cè)，其始端和末端都有大量的導(dǎo)體與礦熱爐相連，由于導(dǎo)體數(shù)量眾多，導(dǎo)致這些導(dǎo)體構(gòu)成的導(dǎo)體束的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一個(gè)羅氏線圈所能包圍的導(dǎo)體直徑。而采用羅氏線圈測(cè)量被測(cè)導(dǎo)體上的電流時(shí)，需要用羅氏線圈將被測(cè)導(dǎo)體完全包圍住，參照?qǐng)DI所示，在圖I中一個(gè)羅氏線圈11包圍了兩根導(dǎo)體，從而可以測(cè)量這兩根導(dǎo)體上的電流。因此，如果要采用一個(gè)羅氏線圈11測(cè)量變壓器二次側(cè)的電流，則需要將通過(guò)軟母線20與礦熱爐相連的所有導(dǎo)體都包圍住，顯然，這對(duì)于長(zhǎng)度有限(長(zhǎng)度決定了羅氏線圈的周長(zhǎng)，而周長(zhǎng)又決定了羅氏線圈所能包圍的導(dǎo)體束的直徑)的羅氏線圈來(lái)說(shuō)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。因此，在本實(shí)用新型中，針對(duì)一個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器的一相的始端或末端，通過(guò)一組羅氏線圈來(lái)測(cè)量該單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體上的相電流，即該單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的相電流。另外，由于一個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器的一相都是由始端和末端構(gòu)成的，根據(jù)電路原理可知，一個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器的一相中的始端和末端的電流是大小相等，相位相反的，因此，既可以分別測(cè)量一個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器的一相的始端和末端的相電流，也可以僅測(cè)量始端或末端的相電流，然后進(jìn)行反向，從而求得末端或始端的相電流。下面以圖2a中的單相變壓器為例進(jìn)行介紹，三相變壓器的情況與之類似。每個(gè)單相變壓器的始端或末端均需要由多個(gè)羅氏線圈所構(gòu)成的一組羅氏線圈進(jìn)行測(cè)量。例如，假設(shè)一個(gè)單相變壓器的始端具有10根導(dǎo)體，而每個(gè)羅氏線圈可以包圍兩根導(dǎo)體，則需要5個(gè)羅氏線圈來(lái)包圍該單相變壓器始端的導(dǎo)體，另外，還需要相應(yīng)的多個(gè)羅氏線圈來(lái)包圍該單相變壓器末端的導(dǎo)體。其中，各個(gè)羅氏線圈所包圍的導(dǎo)體既不能重復(fù)也不能遺漏，即不同的羅氏線圈內(nèi)不能包圍相同的導(dǎo)體，也就是說(shuō)，一根導(dǎo)體只能被一個(gè)羅氏線圈包圍，而不能同時(shí)被兩個(gè)羅氏線圈包圍；而且，該單相變壓器的所有導(dǎo)體必須都被該組羅氏線圈包圍住，不能有遺漏，否則會(huì)影響測(cè)量的精確度。其中，羅氏線圈包圍導(dǎo)體時(shí)可以靈活采用多種方式，在圖3a、圖3b和圖3c及圖3d中舉例說(shuō)明了幾種優(yōu)選的方式。其中，圖3a、圖3b示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中羅氏線圈在 變壓器二次側(cè)出線端頭匯流銅管頭尾交錯(cuò)排列的兩種纏繞方式示意圖，圖3c和圖3d分別示出了本實(shí)用新型實(shí)施例中羅氏線圈在變壓器二次側(cè)出線端頭匯流銅管頭尾同側(cè)排列的兩種纏繞方式示意圖。針對(duì)一個(gè)單相變壓器的始端或末端的這一組羅氏線圈中的每一個(gè)羅氏線圈的輸出端都連接到一個(gè)第一向量加法器上，由該第一向量加法器對(duì)各個(gè)羅氏線圈測(cè)量的導(dǎo)體電流進(jìn)行向量和運(yùn)算。第一向量加法器的輸出端所得到的結(jié)果即為在該微小的時(shí)間段上單相變壓器的始端或末端的相電流的電流對(duì)時(shí)間的微分。因此，為了真實(shí)還原輸入電流，得到該單相變壓器的始端或末端上實(shí)際的相電流，還需要對(duì)第一向量加法器的輸出結(jié)果進(jìn)行積分，即通過(guò)第一向量加法器連接一個(gè)相電流積分器來(lái)求得一個(gè)對(duì)輸出的電壓進(jìn)行積分的電路就可以還原該單相變壓器實(shí)際的相電流。另外，通過(guò)上述方式只是求得了一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的其中一相的始端或末端上的相電流。通過(guò)相電流，可以監(jiān)測(cè)相應(yīng)的單相變壓器或三相變壓器中該相的工作狀態(tài)。但是，如果需要進(jìn)一步監(jiān)測(cè)礦熱爐的工作狀態(tài)，從而對(duì)礦熱爐進(jìn)行維護(hù)，還需要獲得礦熱爐電流，即流過(guò)電極A、B、C上的電流，該電流也可以稱為礦熱爐的電極的線電流。由于該礦熱爐具有三個(gè)電極，因此，需要分別求得三個(gè)電極的線電流。由圖2a和圖2b可以看出，每個(gè)電極都與兩個(gè)單相變壓器或三相變壓器的其中兩相的始端或末端相連，根據(jù)基爾霍夫第一定律可知，無(wú)論在變壓器的二次側(cè)還是在礦熱爐的電極側(cè)，每個(gè)電極的線電流都等于與該電極相連的兩個(gè)單相變壓器或三相變壓器的其中兩相的始端或末端的相電流的向量和。例如，在圖2a中，電極C的線電流等于左上角單相變壓器的末端y的相電流和右上角單相變壓器的始端c的相電流的向量和，電極B的線電流等于左上角單相變壓器的始端b的相電流和下方單相變壓器的末端X的相電流的向量和，電極A的線電流等于右上角單相變壓器的末端z的相電流和下方單相變壓器的始端a的相電流的向量和。對(duì)于三相電爐而言，由于三個(gè)電極功率不平衡，導(dǎo)致電爐的電路為不對(duì)稱的三相電路，所以不能簡(jiǎn)單地通過(guò)測(cè)量一個(gè)單相變壓器的始端或末端的相電流來(lái)推斷其余單相變壓器的始端或末端的相電流。在工程上應(yīng)分別測(cè)量每個(gè)單相變壓器的始端或末端的相電流的向量值，然后進(jìn)行向量疊加，從而獲得電極線電流。另外，由于電流是時(shí)刻變化的，因此，還需要引入線電流積分器對(duì)微觀電流進(jìn)行積分。具體地，在本實(shí)施例中，可以利用圖Ia中的六組羅氏線圈以及六個(gè)第一向量加法器12和六個(gè)相電流積分器13即可分別求得每個(gè)單相變壓器的始端和末端的相電流。另外，再分別將兩個(gè)第一向量加法器12的輸出端連接到一個(gè)第二向量加法器14上，如圖Ia所示，求出兩個(gè)單相變壓器的始端或末端的相電流的向量和，然后再通過(guò)線電流積分器15進(jìn)行積分，從而求得與該兩個(gè)單相變壓器的始端或末端相連的一個(gè)電極上的線電流。通過(guò)類似的方式，即可求得其他兩個(gè)電極的線電流。也可以利用圖Ib中的三組羅氏線圈以及三個(gè)第一向量加法器12和三個(gè)相電流積分器13分別求得每個(gè)單相變壓器的始端或末端的相電流。在圖Ib中，雖然只有三個(gè)第一向量加法器，但是，每個(gè)第一向量加法器都具有兩個(gè)輸出端，其中一個(gè)為正向輸出端，其用于輸出與該第一向量加法器相連的各羅氏線圈所測(cè)電流的向量和，另一個(gè)連接有反相器18的輸出端為反向輸出端，其輸出值與正向輸出端輸出的向量和大小相等，相位相反，則所述三個(gè)第一向量加法器共有六個(gè)輸出端，從而可以分別求得每個(gè)單相變壓器的始端和末端的相電流。另外，再分別將所述六個(gè)輸出端中的兩個(gè)輸出端連接到一個(gè)第二向量加法器14上，如圖Ib所示，求出兩個(gè)單相變壓器的始端或末端的相電流的向量和，然后再通過(guò)線電流積分器15進(jìn)行積分，從而求得與該兩個(gè)單相變壓器的始端或末端相連的一個(gè)電極上的線電流。通過(guò)類似的方式，即可求得其他兩個(gè)電極的線電流。雖然本實(shí)施例中是以三相的礦熱爐為例進(jìn)行說(shuō)明的，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該 理解，該實(shí)用新型也可以應(yīng)用于其他電爐，如礦熱爐、電渣爐和煉鋼爐等。另外，當(dāng)電爐為半封閉礦熱爐時(shí)，為了避免羅氏線圈被電爐外的高溫?fù)p壞，則可以將所述至少一組羅氏線圈安裝在變壓器室內(nèi)；當(dāng)所述電爐為全封閉礦熱爐時(shí)，所述至少一組羅氏線圈既可以安裝在變壓器室內(nèi)，也可以安裝在變壓器室外。另外，為了更好地對(duì)得到的電流信號(hào)進(jìn)行處理，該電爐電流測(cè)量系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括可編程邏輯控制電路PLC (圖中未示出)，與所述相電流積分器13和/或所述線電流積分器15的輸出端相連。也就是說(shuō)，可編程邏輯控制電路PLC可以僅與相電流積分器的輸出端相連，從而對(duì)變壓器的相電流進(jìn)行處理，也可以僅與線電流積分器的輸出端相連，從而對(duì)電爐的線電流進(jìn)行處理，或者，優(yōu)選地，還可以同時(shí)與相電流積分器的輸出端以及線電流積分器的輸出端相連，從而對(duì)變壓器的相電流和電爐的線電流進(jìn)行綜合處理。上述處理過(guò)程可以包括多種實(shí)現(xiàn)方式，例如，可以將得到的電流值以曲線圖的形式進(jìn)行直觀的顯示
坐寸o本實(shí)用新型提供的電流測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)多個(gè)羅氏線圈配合向量加法器的方式，解決了單個(gè)羅氏線圈無(wú)法測(cè)量變壓器相電流的技術(shù)問(wèn)題，進(jìn)而利用變壓器相電流，可以準(zhǔn)確得出電爐的線電流，從而便于操作人員了解電爐的運(yùn)行狀態(tài)，從而可以有針對(duì)性地進(jìn)行檢修等工作，徹底解決了不對(duì)稱三相電路的電流測(cè)量問(wèn)題。雖然上面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以理解的是，上述實(shí)施例僅出于舉例的目的，不應(yīng)認(rèn)為以此限定本實(shí)用新型之保護(hù)范圍。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍僅僅由后附的權(quán)利要求來(lái)限制。另外，上述實(shí)施例中部件不限于完全由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，部分部件也可以由軟件或者軟硬件結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如部分單元是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等。還有，附圖或?qū)嵤├兴镜难b置結(jié)構(gòu)僅僅是示意性地表示邏輯結(jié)構(gòu)。其中作為分離部件顯示的模塊可能是或者可能不是物理上分開(kāi)的，作為模塊顯示的部件也可能是或者可能不是物理模塊。[0042]另外，在權(quán)利要求書中，術(shù)語(yǔ)“包括”并不排除存在其它部件或步驟。此外，盡管在不同的權(quán)利要求中包括了各個(gè)特征，但是這些特征可以被有利地組合，且各個(gè)特征包含在不同的權(quán)利要求中并不意味著這些特征的組合是不可行的和/或不利的。此外，單個(gè)的含義不排除多個(gè)。因此，“一個(gè)”等的含義不排除多個(gè)。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型精神的前提下可以對(duì)其進(jìn)行修改、變化或替換，但是，依照本實(shí)用新型所作的各種等同變化，仍屬于本實(shí)用新型 所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求1.一種電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，所述電爐通過(guò)單相變壓器或三相變壓器供電，其中，一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相具有由一根或多根導(dǎo)體構(gòu)成的始端和末端，其特征在于，所述電爐電流測(cè)量系統(tǒng)包括至少一組羅氏線圈、至少一個(gè)第一向量加法器和至少一個(gè)相電流積分器，其中， 每組羅氏線圈包含至少一個(gè)羅氏線圈，每組羅氏線圈中各羅氏線圈的輸出端分別與一個(gè)第一向量加法器的輸入端相連，每個(gè)第一向量加法器的輸出端與一個(gè)相電流積分器的輸入端相連； 一組羅氏線圈對(duì)應(yīng)一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端，且每組羅氏線圈的各羅氏線圈包圍一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體。
2.如權(quán)利要求I所述的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，每組羅氏線圈中的每個(gè)羅氏線圈包圍一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體中的至少一根導(dǎo)體，每組羅氏線圈中的各羅氏線圈所包圍的導(dǎo)體數(shù)量之和等于所述一個(gè)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體的數(shù)量之和，且各羅氏線圈所包圍的導(dǎo)體互不重復(fù)。
3.如權(quán)利要求I所述的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述電爐通過(guò)三個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器供電時(shí)，所述羅氏線圈為六組，所述第一向量加法器和所述相電流積分器各六個(gè)，其中，每個(gè)單相變壓器或三相變壓器的每一相的始端和末端各自對(duì)應(yīng)一組羅氏線圈。
4.如權(quán)利要求3所述的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括 三個(gè)第二向量加法器和三個(gè)線電流積分器，其中，每?jī)蓚€(gè)第一向量加法器的輸出端分別與一個(gè)第二向量加法器的輸入端相連，每個(gè)第二向量加法器的輸出端分別與一個(gè)線電流積分器的輸入端相連。
5.如權(quán)利要求I所述的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述電爐通過(guò)三個(gè)單相變壓器或一個(gè)三相變壓器供電時(shí)，所述羅氏線圈為三組，則所述第一向量加法器和所述相電流積分器各三個(gè)，其中，每個(gè)單相變壓器或三相變壓器的每一相的始端的導(dǎo)體上包圍一組羅氏線圈，或者，每個(gè)單相變壓器或三相變壓器的每一相的末端的導(dǎo)體上包圍一組羅氏線圈。
6.如權(quán)利要求5所述的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)第一向量加法器都具有兩個(gè)輸出端，其中，一個(gè)輸出端為正向輸出端，其輸出值為與該第一向量加法器相連的各羅氏線圈所測(cè)電流的向量和，另一個(gè)輸出端為反向輸出端，其輸出值與正向輸出端輸出的向量和大小相等，相位相反， 該電爐電流測(cè)量系統(tǒng)還包括三個(gè)第二向量加法器和三個(gè)線電流積分器，其中，所述三個(gè)第一向量加法器的六個(gè)輸出端中的每?jī)蓚€(gè)輸出端分別與一個(gè)第二向量加法器的輸入端相連，每個(gè)第二向量加法器的輸出端分別與一個(gè)線電流積分器的輸入端相連。
7.如權(quán)利要求I所述的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述電爐為半封閉礦熱爐時(shí)，所述羅氏線圈安裝在變壓器室內(nèi)。
8.如權(quán)利要求I所述的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述電爐為全封閉礦熱爐時(shí)，所述羅氏線圈安裝在變壓器室內(nèi)或變壓器室外。
9.如權(quán)利要求I所述的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括 可編程邏輯控制電路，其與所述相電流積分器的輸出端相連。
10.如權(quán)利要求I所述的電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述電爐包括礦熱爐、電渣爐和煉鋼電爐。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電爐電流測(cè)量系統(tǒng)，所述電爐通過(guò)單相變壓器或三相變壓器供電，其中，一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相具有由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體構(gòu)成的始端和末端，所述電爐電流測(cè)量系統(tǒng)包括至少一組羅氏線圈、至少一個(gè)第一向量加法器和至少一個(gè)相電流積分器，其中，每組羅氏線圈包含至少一個(gè)羅氏線圈，每組羅氏線圈中各羅氏線圈的輸出端分別與一個(gè)第一向量加法器的輸入端相連，每個(gè)第一向量加法器的輸出端與一個(gè)相電流積分器的輸入端相連；一組羅氏線圈對(duì)應(yīng)一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端，且每組羅氏線圈的各羅氏線圈包圍一臺(tái)單相變壓器或三相變壓器的一相的始端或末端的導(dǎo)體。
文檔編號(hào)G01R19/00GK202433436SQ20122004580
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者劉廣文, 趙琪琳 申請(qǐng)人:中冶東方工程技術(shù)有限公司