一種電爐電極功率測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于冶金自動化技術領域，特別是一種電爐電極功率測量裝置。
【背景技術】
[0002]在冶金行業(yè)中，電爐(如初煉煉鋼爐EAF電弧爐、精煉煉鋼爐LF鋼包精煉爐、生產鐵合金的鐵合金爐、生產電石的電石爐等)的基本工作原理都是通過電爐變壓器將高電壓小電流的電能轉換為低電壓大電流的電能，并通過二次短網和電極，將電能轉換為電弧熱能或爐料電阻熱能以加熱或融化爐內的物料。其中電爐的電極調節(jié)系統(tǒng)是其核心控制系統(tǒng)，其目的是在電爐變壓器容量允許的條件下，通過改變電爐變壓器二次側電壓的大小或升降電極立柱，來保持三相電極功率的平衡，并使輸入到爐內的電極有功功率最大化，以提高電爐的電效率和熱效率。因此測量并獲取電爐三相電極的準確功率參數(shù)，對電極調節(jié)系統(tǒng)可靠得工作，保證電爐爐況的穩(wěn)定運行具有極其重要的意義。
[0003]現(xiàn)有的電爐電極功率測量方法多為間接測量方法，其核心技術手段是通過檢測電爐變壓器一次側相電流、一次側相電壓、一次側有功功率和二次側熔池相電壓，間接計算出每一相電極的有功功率，存在測量結果偏差較大的問題。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種電爐電極功率測量裝置。
[0005]本實用新型解決上述問題的技術方案為:一種電爐電極功率測量裝置，包括用于測量三相電極相電流的微分信號的三組柔性羅氏線圈、一個積分器箱、一個電壓變換箱和一個功率測量模塊；
[0006]所述三組柔性羅氏線圈分別環(huán)繞于電爐變壓器二次側短網三相的直線段；
[0007]所述積分器箱由三個相同的交流積分器組成，用于將柔性羅氏線圈測得的三相電極相電流的微分信號經過交流積分器的硬件積分運算還原為與三相電極相電流成比例的標準交流電流信號；
[0008]所述電壓變換箱內包括限流保護電路、電壓變換電路和無源濾波電路；用于將測得的三相電極相電壓轉換成與三相電極相電壓成比例的標準交流電壓信號；
[0009]所述功率測量模塊用于計算三相電極的功率數(shù)據(jù)；
[0010]其中，三組柔性羅氏線圈的輸出端分別與積分器箱的三組輸入端相連，電壓變換箱的輸入端分別與三相電極把持器和熔池中心點相連，所述功率測量模塊的電流輸入端與所述積分器箱的輸出端相連，所述功率測量模塊的電壓輸入端與所述電壓變換箱的輸出端相連。
[0011 ]按上述方案，所述功率測量模塊上設置有通訊接口，所述通訊接口為以下接口類型中的一種:RS485、M0DBUS-RTU、PR0FIBUS-DP、PR0FINET、DEVICE-NET、工業(yè)以太網。
[0012]按上述方案，所述功率測量模塊為西門子SBffiASQ功率測量模塊。
[0013]該裝置工作的原理是:利用柔性羅氏線圈測量電極相電流，利用電壓變換電路測量電極相電壓，功率測量模塊采用通訊接口方式將測量數(shù)據(jù)傳輸給上位機。
[0014]本實用新型裝置帶來的有益效果是:
[0015]1.通過柔性羅氏線圈在變壓器二次側短網處檢測電極相電流，對三相電極電流進行高精度的直接檢測，提高了三相電極相電流檢測的準確性；
[0016]2.通過電壓變換電路濾除電網中的工頻50Hz干擾信號，同時將電壓測量取壓點設置在電極夾持器(即電極夾頭或電極銅瓦)處，消除了二次短網電壓壓降對電極相電壓測量的影響，提高了電極相電壓檢測的準確性；
[0017]3.功率測量模塊通過通訊方式傳輸測量數(shù)據(jù)，即通過一根通訊線來傳輸多個測量數(shù)據(jù)，消除了傳統(tǒng)的4?20mA模擬量傳輸方式易受干擾的弊端，并減小了布線工作量，提高了功率測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性；
[0018]4.相對于以往的方式，本實用新型所提供的電爐電極功率測量裝置的整體結構更加簡單，測量數(shù)據(jù)完全通過硬件電路獲取，避免了復雜的后臺計算程序和硬件，可靠性更尚O
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型電爐電極功率測量裝置的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型電爐電極功率測量裝置的電壓轉換箱電路圖；
[0021]圖3為本實用新型電爐電極功率測量裝置的積分器箱電路圖；
[0022]圖4為本實用新型電爐電極功率測量裝置的功率測量電路圖；
[0023]圖中:1-電爐變壓器;2-短銅管網；3-水冷電纜;4-導電橫臂;5-電極;6-電爐爐體；7-柔性羅氏線圈;8-積分器箱;9-電壓變換箱;I O-功率測量模塊。
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025]如圖1所示，一種電爐電極功率測量裝置，包括用于測量三相電極相電流的微分信號的三組柔性羅氏線圈71、72、73;—個積分器箱8、一個電壓變換箱9和一個功率測量模塊10；
[0026]所述三組柔性羅氏線圈分別環(huán)繞于電爐變壓器I二次側短網三相的直線段；
[0027]所述積分器箱8由三個相同的交流積分器組成，用于將柔性羅氏線圈測得的三相電極相電流的微分信號經過交流積分器的硬件積分運算還原為與三相電極相電流成比例的標準交流電流信號；
[0028]所述電壓變換箱9內包括限流保護電路、電壓變換電路和無源濾波電路;用于將測得的三相電極相電壓轉換成與三相電極相電壓成比例的標準交流電壓信號；
[0029]所述功率測量模塊10用于根據(jù)上述三相電極相電流信號和三相電極相電壓信號計算三相電極的功率數(shù)據(jù)；
[0030]其中，三組柔性羅氏線圈的輸出端分別與積分器箱的三組輸入端相連，電壓變換箱的輸入端分別與三相電極把持器和熔池中心點相連，所述功率測量模塊的電流輸入端與所述積分器箱的輸出端相連，所述功率測量模塊的電壓輸入端與所述電壓變換箱的輸出端相連。
[0031 ]以下結合附圖1?附圖4，并以某煉鋼廠額定出鋼量為135噸鋼水的LF鋼包精煉爐為例，說明本實用新型一種電爐電極功率測量裝置的系統(tǒng)構成及其工作原理。該鋼包精煉爐所使用的電爐變壓器額定參數(shù)如下:變壓器額定容量26000kVA，一次側額定電壓35kV，一次側額定電流429A，二次側額定電流41700A，二次側額定電壓398-360-246V，變壓器繞組連結組別號Y/dll。
[0032]鋼包精煉爐工作時，通過電爐變壓器I將35kV的高壓電轉換為398?246V的低壓電，并使變壓器二次側輸出的大電流依次通過短銅管網2、水冷電纜3、導電橫臂4、在石墨電極5和鋼水之間產生電弧，將電能轉換為電弧的熱能，以加鋼包熱精煉爐6內的鋼液。
[0033]為測量得到電爐的電極功率，需首先測量三相電極的相電流。柔性羅氏線圈(Flexible Rogowski CoiI)因其直接測量、無磁飽和磁滯效應、無相位差、響應速度快、精度高、輕便小巧、安裝維護方便等技術優(yōu)勢非常適用于電爐變壓器二次側大電流的檢測。在二次短網2的A相