一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)，所述補償系統(tǒng)包括礦熱爐爐體，依次連接的電爐變壓器、工作短網(wǎng)、冶煉電極以及補償短網(wǎng)，所述冶煉電極設(shè)置于礦熱爐爐體上；所述補償系統(tǒng)還包括：無功變送器、控制單元、高壓開關(guān)以及至少一電容器組；所述電容器組、高壓開關(guān)、無功變送器依次連接，所述無功變送器與補償短網(wǎng)連接，所述控制單元與無功變送器連接，且控制單元控制無功變送器的電壓升降。本實用新型實現(xiàn)了從冶煉電極輸入到爐內(nèi)的有功功率的柔性控制，完全實現(xiàn)冶煉入爐功率的智能控制，是礦熱爐冶煉的一次革命性突破。
【專利說明】一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及礦熱爐冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]礦熱爐又稱電阻式電弧爐。主要用于利用碳質(zhì)還原劑還原冶煉礦石。主要生產(chǎn)電石，工業(yè)硅，硅鐵，錳鐵，鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等重要工業(yè)原料及化工原料。通過變壓器把35KV或I1KV高壓電變成100-400V的低壓電，并通過變壓器二次側(cè)設(shè)計短網(wǎng)，連接電極，電極插入原料進行埋弧操作，利用電極產(chǎn)生電弧熱和爐料產(chǎn)生的電阻熱來熔煉礦石，完成連續(xù)作業(yè)的一種工業(yè)生產(chǎn)裝備。
[0003]由于礦熱爐的低電壓大電流的特性，電弧做功過程產(chǎn)生大量無功，礦熱爐運行自然功率因數(shù)普遍較低。傳統(tǒng)的礦熱爐設(shè)計使用三相一體變壓器，布置短網(wǎng)不可避免存在短網(wǎng)長度不等的現(xiàn)象，導(dǎo)致三相電極電壓不平衡，使三相電極做功面不能重疊，熔池無法充分溝通，嚴重影響冶煉效率。
[0004]傳統(tǒng)的方法通常是縮短變壓器與電極的電氣連接長度，或者盡可能地讓變壓器過載來實現(xiàn)輸入更大的有功功率。近10年，眾多的企業(yè)采用了在低壓側(cè)并聯(lián)低壓電容器方式來補償電爐冶煉產(chǎn)生的大量無功。在改善無功方面取得了一定的效果，但也存在較大的技術(shù)缺陷，綜合應(yīng)用效果較差。
[0005]主要問題是:
[0006]1.由于低壓電容器的自身特性，導(dǎo)致容值衰減不可避免，屬于先天缺陷。
[0007]2.由于采用低壓電容器，需要有大量的投切開關(guān)，目前雖然采用了最先進的晶閘管，或者是真空接觸器進行投切，但在如此大電流，高沖擊性和高諧波污染的環(huán)境下，開關(guān)的高故障率無法避免。
[0008]3.由于無法提供有效的保護，電容器被擊穿的幾率大，電容器故障率高，使用壽命短。
[0009]4.由于目前的低壓電容器最大只能做到lOOKvar，因此，采用低壓電容器需要配置大量的電容。并且補償需要越靠近補償點效果越佳，因此，在電極附近需要布置大面積的電容器。由于電容器及開關(guān)投切過程導(dǎo)致的各種擊穿故障，都有電弧產(chǎn)生，在存在CO氣體的冶煉爐臺上，給安全生產(chǎn)帶來的隱患尤為嚴重。
[0010]5.由于低壓電容器只能通過分組投切，智能化程度低，無法較好配合冶煉過程的電氣擾動。功能單一，投入與產(chǎn)出效率差。
[0011]6.由于傳統(tǒng)的低壓補償系統(tǒng)憑借的是原始的設(shè)計參數(shù)和用戶現(xiàn)有的電參數(shù)來指導(dǎo)電容器投切。而用戶的電參數(shù)僅有一次電壓，電流數(shù)據(jù)，往往是不準確的。在不準確的參數(shù)指導(dǎo)下，進行投切電容存在較大的盲目性。補償效果差甚至對生產(chǎn)冶煉還將產(chǎn)生負面影響。
[0012]請參閱圖1所示，傳統(tǒng)的低壓補償系統(tǒng)包含了從電極或電爐變輸出側(cè)連出的補償短網(wǎng)，控制開關(guān)，切換開關(guān)，電容器組。電爐變壓器I的一次側(cè)與高壓電源連接，變壓器的二次側(cè)通過工作短網(wǎng)2與冶煉電極3連接。冶煉電極3通過補償短網(wǎng)4與低壓補償裝置連接，將冶煉電極3上的電壓提高，達到增加入爐有功功率的目的。其中:補償短網(wǎng)4包括銅管(未圖示)，水冷電纜(未圖示)，連接補償器(未圖示)，分別與冶煉電極3、低壓補償裝置的控制開關(guān)6連接，控制開關(guān)6實際上由主開關(guān)和大量的投切電容器組(I^n)的分開關(guān)(或接觸器)組成；5為電容器組。該傳統(tǒng)的低壓補償系統(tǒng)同樣也存在上述的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)，通過對補償系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，簡化了系統(tǒng)環(huán)節(jié)并成功導(dǎo)入了升壓無功變送器，是完全創(chuàng)新型的礦熱爐短網(wǎng)升壓補償?shù)男录夹g(shù)。
[0014]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)，所述補償系統(tǒng)包括礦熱爐爐體，依次連接的電爐變壓器、工作短網(wǎng)、冶煉電極以及補償短網(wǎng)，所述冶煉電極設(shè)置于礦熱爐爐體上；所述補償系統(tǒng)還包括:無功變送器、控制單元、高壓開關(guān)以及至少一電容器組；所述電容器組、高壓開關(guān)、無功變送器依次連接，所述無功變送器與補償短網(wǎng)連接，所述控制單元與無功變送器連接，且控制單元控制無功變送器的電壓升降。
[0015]進一步地，所述控制單元為計算機或者單片機。
[0016]進一步地，所述電容器組為1KV或35KV的電容組。
[0017]本實用新型的優(yōu)點在于:1.將升壓系統(tǒng)創(chuàng)新應(yīng)用到礦熱爐短網(wǎng)補償領(lǐng)域。
[0018]2.為解決諧波和尖峰浪涌電流沖擊，在系統(tǒng)的無功變送器中內(nèi)置了諧波隔離線圈。有效隔離了從爐內(nèi)通過電極傳遞的高次諧波沖擊，有效保護了系統(tǒng)和電容器。
[0019]3.在系統(tǒng)的無功變送器中設(shè)計了可變磁通繞組來調(diào)節(jié)加載在電容器上的磁通量，可以柔性地改變電容器輸出容值。從而，可以動態(tài)地配合冶煉過程多變的無功需求。
[0020]4.在升壓變壓器的輸出端設(shè)計了有載調(diào)壓系統(tǒng)，可以通過柔性地改變電容器輸出容值來干預(yù)電極端電弧的電壓。實現(xiàn)柔性及動態(tài)地配合冶煉工藝來干預(yù)電弧電壓的變化，實現(xiàn)冶煉爐爐礦的持續(xù)穩(wěn)定。
[0021]5.本實用新型完全去除了傳統(tǒng)的單組電容器的投切開關(guān)。系統(tǒng)可靠性大幅度提尚O

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的低壓補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本實用新型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0024]請參閱圖2所示，本實用新型的一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)，所述補償系統(tǒng)包括礦熱爐爐體，依次連接的電爐變壓器1、工作短網(wǎng)2、冶煉電極3以及補償短網(wǎng)4，所述冶煉電極3設(shè)置于礦熱爐爐體上；所述補償系統(tǒng)還包括:無功變送器5、高壓開關(guān)6、至少一電容器組7以及控制單元8 ;所述電容器組7、高壓開關(guān)6、無功變送器5依次連接，所述無功變送器5與補償短網(wǎng)4連接，所述控制單元8與無功變送器5連接，且控制單元8控制無功變送器5的電壓升降。該無功變送器5由帶諧波隔離線圈(未圖示)和可變磁通繞組(未圖示)構(gòu)成。
[0025]其中，所述控制單元8為計算機或者單片機。所述電容器組7為1KV或35KV的電容組。
[0026]本實用新型通過連接冶煉電極3的補償短網(wǎng)4連接到無功變送器5把冶煉電極3電壓升壓到1KV或35KV，通過高壓導(dǎo)線連接到單一的高壓開關(guān)6(僅用于電源開斷而不負責電容量的大小動態(tài)投切)，通過導(dǎo)線連接到1KV或35KV高壓的電容器組7。電容器組7投切完全由控制單元8控制?？刂茊卧?通過控制設(shè)計在升壓無功變送器中的可變磁通繞組及調(diào)檔開關(guān)來控制電容器容值的變化，進而實現(xiàn)輸入到冶煉爐中的無功動態(tài)柔性可調(diào)。實現(xiàn)冶煉電極3電弧的電壓提升或降低。真正實現(xiàn)了從冶煉電極3輸入到爐內(nèi)的有功功率的柔性控制；完全實現(xiàn)冶煉入爐功率的智能控制，是礦熱爐冶煉的一次革命性突破。
[0027]總之，本實用新型過把電爐主變壓器I輸出到冶煉電極3的入爐連接點處并聯(lián)一臺無功變送器5把冶煉電極3電壓升壓到1KV或35KV，連接1KV或35KV高壓電容器進行補償。本實用新型可以全面克服傳統(tǒng)低壓短網(wǎng)補償?shù)娜咳毕?，實現(xiàn)更高的智能化和操作可靠性，為礦熱爐穩(wěn)定高效冶煉提供了一套高效節(jié)能的冶煉能效提升的系統(tǒng)設(shè)備。
[0028]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)，所述補償系統(tǒng)包括礦熱爐爐體，依次連接的電爐變壓器、工作短網(wǎng)、冶煉電極以及補償短網(wǎng)，所述冶煉電極設(shè)置于礦熱爐爐體上；其特征在于:所述補償系統(tǒng)還包括:無功變送器、控制單元、高壓開關(guān)以及至少一電容器組；所述電容器組、高壓開關(guān)、無功變送器依次連接，所述無功變送器與補償短網(wǎng)連接，所述控制單元與無功變送器連接，且控制單元控制無功變送器的電壓升降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)，其特征在于:所述控制單元為計算機或者單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦熱爐短網(wǎng)升壓補償系統(tǒng)，其特征在于:所述電容器組為1KV或35KV的電容組。
【文檔編號】H02J3/18GK204205611SQ201420686321
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】詹祖衛(wèi) 申請人:廈門鮑爾麥斯電力科技有限公司