專利名稱：礦熱爐的諧波抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦熱爐的諧波抑制裝置。
背景技術(shù)：
礦熱爐是一種耗電巨大的工業(yè)電爐，主要生產(chǎn)硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等鐵
合金。根據(jù)礦熱爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作特點(diǎn)，礦熱爐的系統(tǒng)電抗的70%是由短網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的， 而短網(wǎng)是一個(gè)大電流工作的系統(tǒng)，最大電流可以達(dá)到上萬安培，因此短網(wǎng)的性能決定了礦熱 爐的性能，正是由于這個(gè)原因，因此礦熱爐的自然功率因數(shù)很難達(dá)到0.85以上，絕大多數(shù) 的爐子的自然功率因數(shù)都在0.7~0.8之間，較低的功率因數(shù)不僅使變壓器的效率下降，消耗 大量的無用功，同時(shí)由于電極的人工控制以及堆料的工藝，導(dǎo)致三相間的電力不平衡加大， 最高不平衡度可以達(dá)到20%以上，這導(dǎo)致冶煉效率的低下，電費(fèi)增高。.通常，供電部門和生 產(chǎn)廠家多選擇高壓電容補(bǔ)償，該補(bǔ)償方式是把電容無功補(bǔ)償裝置并聯(lián)到高壓一次側(cè)的三相母 線上，其只能補(bǔ)償變壓器的一次側(cè)電抗。該方法雖可達(dá)到補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)的目的，使計(jì)量 點(diǎn)儀表顯示的功率因數(shù)提高，但二次側(cè)大量無功的消耗仍未得到改善，導(dǎo)致礦熱爐的綜合參 數(shù)并不理想。存在無功損耗大、三相不平衡系數(shù)大、電效率低、耗電量大、變壓器銅損嚴(yán)重、 線損嚴(yán)重等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能耗低，電效率高，可 大幅度提高功率因數(shù)、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低的礦熱爐的諧波抑制裝置。
本發(fā)明的解決方案是包括三相補(bǔ)償電路分別通過補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)BD接在礦熱爐變壓器
二次側(cè)，三相相補(bǔ)償電路的每相包括電容器C,該電容器C通過聯(lián)接導(dǎo)線L接在補(bǔ)償系統(tǒng)短
網(wǎng)BD上。
上述三相相補(bǔ)償電路的每相可僅由靜態(tài)補(bǔ)償器構(gòu)成。所述的靜態(tài)補(bǔ)償器由電容器C構(gòu)成。 上述三相相補(bǔ)償電路的每相可僅由動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器構(gòu)成。所述的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器由電容器C串接
第一快速熔斷器RT及接觸器的觸點(diǎn)JC構(gòu)成。
上述三相相補(bǔ)償電路的每相可由靜態(tài)補(bǔ)償器僅和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器構(gòu)成。所述每相的電容器C，
包括第一電容器C1和第2電容器C2，所述的靜態(tài)補(bǔ)償器由第一電容器C1構(gòu)成；所述的動(dòng)
態(tài)補(bǔ)償器由第二電容器C2串接第一快速熔斷器RT及接觸器的觸點(diǎn)JC構(gòu)成。 上述三相相補(bǔ)償電路采用星接、角接或單相連接。 上述的補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)BD上可串接第二快速熔斷器RT。及電抗X。 上述電容器C、第一電容器C1或第2電容器C2，可以是由二個(gè)或多個(gè)電容器并聯(lián)構(gòu)成
的電容器組。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1. 明顯增加產(chǎn)量。
2. 降低電耗。補(bǔ)償方式采取分相就地補(bǔ)償，即三相補(bǔ)償圍繞各自的接入點(diǎn)，分開就近 布置，以降低電網(wǎng)上的線路無功損耗，將補(bǔ)償?shù)慕尤朦c(diǎn)選擇在短網(wǎng)相間跳線處的連接匯流銅 板上，最大限度地降低了短網(wǎng)無功損耗，電耗可由3412KWH/T降至3304KWH/T;
3. 實(shí)行分相補(bǔ)償，自動(dòng)平衡三相電極的輸入功率，使冶煉在最小不平衡下進(jìn)行。為達(dá)到 將三相功率調(diào)平的目的，將每相補(bǔ)償容量分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償兩大部分，三相靜態(tài)補(bǔ)償直接 同時(shí)投入，將三相功率基本拉平；在此基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制系統(tǒng)采集系統(tǒng)相關(guān)信號(hào)，依據(jù)
內(nèi)置三相功率相等的算法，可將三功率最近調(diào)平；
4. 可大幅度提高功率因數(shù)。功率因數(shù)可由0.84 0.89提高到0.93;
5. 可提高產(chǎn)品質(zhì)量。改告前發(fā)氣量為2801L/Kg,改告后發(fā)氣量為290L/Kg;
6. 使的電能功率中心、熱力中心和爐膛中心達(dá)到重合，使溶池?zé)釁^(qū)均勻擴(kuò)大；
7. 補(bǔ)償裝置與短網(wǎng)并聯(lián)，設(shè)備的維護(hù)及檢修不影響爐體冶煉的正常運(yùn)行；
8. 延長了設(shè)備的使用壽命，節(jié)省了補(bǔ)償短網(wǎng)上的費(fèi)用。
為保障整體設(shè)備的使用壽命，尤其是關(guān)鍵部件——電容器的平均使用壽命，在控制上采 取"先進(jìn)先出"，即每一最小基本單元的投入或切除的必要條件是該單元前一相鄰單元己 投入或已切除，因此可確保動(dòng)態(tài)部分的每一最小單元在使用時(shí)間上均大致相等，從而保證了 整體設(shè)備的使用壽命。為降低投切電容器時(shí)的沖擊電流，在每一最小單元投切時(shí)，采取相應(yīng) 限流措施，以將其投切峰值電流限制在電容器對(duì)沖擊電流能承受的范圍之內(nèi)，以延長電容器 的使用壽命。


附圖為本發(fā)明三相補(bǔ)償電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明根據(jù)礦熱爐的具體結(jié)構(gòu)，把補(bǔ)償電容器并聯(lián)設(shè)置在銅瓦附近，使無功補(bǔ)償盡可能 靠近電孤，補(bǔ)償了變壓器的二次電抗、漏抗、和短網(wǎng)阻抗。采用自動(dòng)控制技術(shù)，檢測(cè)每相的 無功功率，根據(jù)無功的大小和在三相功率相等的控制模型，設(shè)置相應(yīng)大小的無功電容，使無 功功率轉(zhuǎn)化為有功功率。該系統(tǒng)既能提高功率因數(shù)，又平衡了三相功率，使礦熱爐的功率中 心、熱力中心、和爐腔中心重合，并在變壓器一次側(cè)功率不變的條件下提高了電極上的冶煉 功率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
本發(fā)明主要由三相補(bǔ)償電路構(gòu)成，三相補(bǔ)償電路分別通過補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)BD控制于電爐 變壓器B的二次側(cè)。三相補(bǔ)償電路可采用三角形接法或星形、單相連接方式，參見圖l至圖 3。采用分組就地補(bǔ)償方式a-x,b-y,c-zs三相補(bǔ)償電容，電網(wǎng)電流可采用35KW，經(jīng)電爐變 壓器B變壓后送入電極。補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)BD上串接有第二快速熔斷器RT。及電抗X，電抗X 用于防止浪涌電流，同時(shí)具有消除諧波的功能。
參見圖4，三相補(bǔ)償電路的每相主要由電容器C構(gòu)成，其通過聯(lián)接導(dǎo)線L接于補(bǔ)償系統(tǒng) 短網(wǎng)BD上。電容器C一般是由二個(gè)或多個(gè)電容器關(guān)聯(lián)構(gòu)成的電容器組。三相補(bǔ)償電路的每 相可僅由靜態(tài)補(bǔ)償器構(gòu)成，亦可僅由動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器構(gòu)成，還可由靜態(tài)補(bǔ)償器和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器混合 構(gòu)成。構(gòu)成三相補(bǔ)償電路每相的電容器C通過聯(lián)接導(dǎo)線L聯(lián)接補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)BD上，構(gòu)成靜 態(tài)補(bǔ)償器；構(gòu)成三相補(bǔ)償電路每相的電容器C的聯(lián)接導(dǎo)線L上，串接有第一快速熔斷器RT 及接觸器的觸點(diǎn)JC,則構(gòu)成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器。接觸器Jc可選用40KW/220V電容切換專用接觸器。
礦熱爐系統(tǒng)工作時(shí)，由信號(hào)采集裝置將電壓/電流信號(hào)采集入信號(hào)處理器，信號(hào)取點(diǎn)位置 在短網(wǎng)(變壓器二次側(cè)至電極間的銅排，包括鋼管、水冷電纜、短網(wǎng)軟聯(lián)等)的軟聯(lián)處，補(bǔ) 償短網(wǎng)也由此接入系統(tǒng)；信號(hào)處理采用電壓采樣轉(zhuǎn)換為電流方式作為電流信號(hào)，并經(jīng)過運(yùn)算 放大、處理，送入控制器；控制器工作是先由處理后的電壓、電流信號(hào)計(jì)算出實(shí)時(shí)功率因數(shù)， 與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功率因數(shù)比較，并采取最高電壓限制等措施，采用先投先切的原則，完全閉環(huán) 控制，自動(dòng)投切各組電容，使功率因數(shù)達(dá)到要求，并且三相基本趨于平衡；系統(tǒng)輸出采用固 態(tài)繼電器輸出方式，無觸點(diǎn)投切，以此驅(qū)動(dòng)電容器切換專用接觸器線圈，控制主回路的電容 投切；系統(tǒng)保護(hù)方面，控制回路采用了失壓、斷電、過流；過電壓、抗干擾等保護(hù)措施，并 具有系統(tǒng)本身的諧波消除功能。本發(fā)明對(duì)于大型多組控制，采用PLC和相應(yīng)的控制軟件，顯 示監(jiān)控各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；系統(tǒng)采用的所有元件、動(dòng)靜結(jié)合的補(bǔ)償方式，用礦熱爐低壓二 次側(cè)補(bǔ)償，可適用于3200KVA 5000 KVA的不同容量的硅鐵、錳鐵、鐵爐、電石爐等。本 發(fā)明的信號(hào)處理控制亦可用PLC裝置來代替。
權(quán)利要求
1.礦熱爐的諧波抑制裝置，包括三相補(bǔ)償電路，其特征在于所述的三相補(bǔ)償電路分別通過補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)(BD)接在電爐變壓器二次側(cè)，所述三相補(bǔ)償電路的每相包括電容器(C)，該電容器(C)通過聯(lián)接導(dǎo)線(L)接在補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)(BD)上。
2. 如權(quán)利要求T所述的一種礦熱爐的節(jié)電設(shè)施，其特征在于所述三相相補(bǔ)償電路 的每相由靜態(tài)補(bǔ)償器構(gòu)成；所述的靜態(tài)補(bǔ)償器由電容器(C)構(gòu)成。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種礦熱爐的節(jié)電設(shè)施，其特征在于所述三相相補(bǔ)償電路的每相由動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器構(gòu)成；所述的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器由電容器(C)串接第一快速熔斷器(RT)及 接觸器的觸點(diǎn)(JC)構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種礦熱爐的節(jié)電設(shè)施，其特征在于所述三相相補(bǔ)償電躋 的每相由靜態(tài)補(bǔ)償器僅和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器構(gòu)成；所述每相的電容器(C)包括第一電容器(C1)和第2電容器(C2)，所述的靜態(tài)補(bǔ)償器由第一電容器(C1)構(gòu)成；所述的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償器由第 二電容器(C2)串接第一快速熔斷器(RT)及接觸器的觸點(diǎn)(JC)構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種礦熱爐的節(jié)電設(shè)施，其特征在于所述三相相補(bǔ)償電路采用星接或角接、單相連接。
全文摘要
礦熱爐的諧波抑制裝置，包括三相補(bǔ)償電路，分別通過補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)接在電爐變壓器二次側(cè)，補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)上串接有快速熔斷器及電抗，三相補(bǔ)償電路的每相包括電容器，其通過聯(lián)接導(dǎo)線接在補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)上，構(gòu)成靜態(tài)補(bǔ)償器。本發(fā)明能大幅度降低諧波的影響，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)H02J3/18GK101340089SQ200710018168
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日
發(fā)明者白玉龍 申請(qǐng)人:西安瑞馳電力設(shè)備有限公司