專利名稱：電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無功補(bǔ)償方法，特別是電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
電爐是一種高耗能設(shè)備，其電能消耗支出的費(fèi)用占生產(chǎn)成本相當(dāng)大的比重。冶煉企業(yè)為了提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，紛紛采取措施節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本。改善電爐的綜合能效對(duì)冶金企業(yè)有著極其重要的意義。如中國專利說明書98104510.3公開了一種無功功率補(bǔ)償控制方法。主要解決了現(xiàn)有的無功功率補(bǔ)償控制精度較差的問題。它將無功功率自動(dòng)補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M分成兩部分，第一部分的各路電容器組的電容值較小，第二部分的各路電容器組的電容值較大，第一部分的所有各路的電容器組均投入或斷開時(shí)第二部分的各路電容器組才能投入或斷開，第一部分和第二部分均實(shí)行環(huán)形控制。公開技術(shù)雖然在實(shí)際應(yīng)用中的確可以提高無功補(bǔ)償?shù)木?，減少投入的設(shè)備、延長接觸器的使用壽命，但其精度存在較大的離散性，也就是在某些點(diǎn)上有較好的精度，在有些點(diǎn)上精度較差，也就是說補(bǔ)償?shù)木€性性能差，只能就整體而言與原有的技術(shù)有明顯的精度提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，以便在無功補(bǔ)償動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)保證更高的線性精度。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，其特征是補(bǔ)償電容對(duì)稱分布在3個(gè)單相電極上，每相補(bǔ)償電容又分成三組，這三組電容器容量比為4∶2∶1，三組電容器分別受開關(guān)切換檢測(cè)控制電路控制，控制電路以無功電流和無功電流目標(biāo)值的差補(bǔ)值作為綜合判據(jù)，實(shí)現(xiàn)在負(fù)荷電流時(shí)變情況下，實(shí)時(shí)控制投切并聯(lián)電容動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功電流。
所述的三組電容器容量是通過多個(gè)電容配對(duì)組成。
所述的電容配對(duì)可以以并聯(lián)的、串聯(lián)、串并聯(lián)產(chǎn)生。
假定3號(hào)“開關(guān)切換的電容量為4，2開關(guān)切換的電容量為2，1號(hào)開關(guān)切換的電容量為1，這樣可用三個(gè)開關(guān)就能達(dá)到8種不同容量的組合。
本發(fā)明依據(jù)先進(jìn)的交流采樣技術(shù)來動(dòng)態(tài)檢測(cè)無功電流，考慮電爐負(fù)荷自身特性及無功電流補(bǔ)償要求，以二次側(cè)無功電流和它與無功電流目標(biāo)值的差補(bǔ)值作為綜合判據(jù)，設(shè)計(jì)出合理的控制方案，實(shí)現(xiàn)了在負(fù)荷電流時(shí)變情況下，實(shí)時(shí)控制投切并聯(lián)電容動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功電流，改善功率因數(shù)，避免過補(bǔ)償造成的無功電流反送的弊病。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明


圖1系統(tǒng)組成圖；圖2檢測(cè)原理圖；圖3開關(guān)狀態(tài)與電容量組合表。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，圖1中檢測(cè)控制電路實(shí)時(shí)測(cè)出二次側(cè)電流i的有功分量ip和無功分量iq，感性負(fù)載下iq滯后于ip90°(設(shè)iq為負(fù)值表示滯后)，無功電流補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)是將電爐二次側(cè)功率因數(shù)cosΦ中從0.8提高到0.9以上。實(shí)際應(yīng)用中，如果能保持功率因數(shù)不低于一個(gè)數(shù)，則可降低補(bǔ)償電容的投切頻率。
如圖2所示，下面以cosΦ＝0.92為補(bǔ)償目標(biāo)值(兼顧補(bǔ)償效果和并聯(lián)電容成本)，即補(bǔ)償后二次側(cè)電流相對(duì)電壓的滯后角應(yīng)小于23.07°(Φ＝arccos0.92)。再由ip計(jì)算出補(bǔ)償后的二次側(cè)無功電流目標(biāo)值
iq^=iptan(φ)=0.4259ip]]>則并聯(lián)電容應(yīng)提供的無功補(bǔ)償電流Δiq對(duì)應(yīng)于無功電流的差補(bǔ)值為Δiq=iq-iq^]]>取二次側(cè)電流iq和無功電流的差補(bǔ)值Δiq作為綜合判據(jù)。當(dāng)iq為正值時(shí)，超前有功電流ip，說明并聯(lián)電容過補(bǔ)償；由式(2)可知，Δiq為負(fù)值時(shí)表示欠補(bǔ)償；Δiq為零時(shí)表示正好補(bǔ)償?shù)侥繕?biāo)值，補(bǔ)償后的二次側(cè)無功電流應(yīng)處在 之間。
并聯(lián)電容C的容量正比于它所能提供的無功電流，其總?cè)萘緾max對(duì)應(yīng)于最重負(fù)荷情況下的無功電流差補(bǔ)值Δiqmax(Δiqmax＝iqmax-iqmax)。
在實(shí)際應(yīng)用中，控制器的控制算法是通過計(jì)算機(jī)的程序來實(shí)現(xiàn)。而在運(yùn)行的程序中，至少包括一個(gè)由工作過程中通過對(duì)檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)給出的值對(duì)應(yīng)的輸出值，該輸出值對(duì)應(yīng)一個(gè)投切電容值。對(duì)應(yīng)的輸出值可以是通過模糊計(jì)算給出，它由計(jì)算機(jī)離線計(jì)算，給出模糊控制表；控制器在線計(jì)算輸入變量，并將它們模糊量化處理，查找模糊控制表‘文件’后再作輸出處理。
如圖3表格所示。電容組被放置在電容柜內(nèi)，電容柜分3個(gè)單相對(duì)稱分布在3根電極，每相又分成三組，這三組電容器容量比為4∶2∶1，這樣可用三個(gè)開關(guān)就能達(dá)到8種不同容量的組合。如開關(guān)1、2、3為零時(shí)，補(bǔ)償電容為0，開關(guān)1、2、3為1時(shí)，補(bǔ)償電容為1，開關(guān)1、2、3為3時(shí)，補(bǔ)償電容為3。通過控制器對(duì)開關(guān)1、2、3的切換，每相可有8種電容量，每一種電容器容量可以通過多個(gè)電容配對(duì)組成，電容配對(duì)可以以并聯(lián)的、串聯(lián)、串并聯(lián)產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，其特征是補(bǔ)償電容對(duì)稱分布在3個(gè)單相電極上，每相補(bǔ)償電容又分成三組，這三組電容器容量比為4∶2∶1，三組電容器分別受開關(guān)切換檢測(cè)控制電路控制，控制電路以無功電流和無功電流目標(biāo)值的差補(bǔ)值作為綜合判據(jù)，實(shí)現(xiàn)在負(fù)荷電流時(shí)變情況下，實(shí)時(shí)控制投切并聯(lián)電容動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，其特征是所述的三組電容器容量是通過多個(gè)電容配對(duì)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，其特征是所述的電容配對(duì)可以以并聯(lián)的、串聯(lián)、串并聯(lián)產(chǎn)生。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，其特征是所述的控制電路的控制算法至少包括一個(gè)由工作過程中通過對(duì)檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)給出的值對(duì)應(yīng)的輸出值，該輸出值對(duì)應(yīng)一個(gè)投切電容值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，其特征是對(duì)應(yīng)的輸出值可以是通過模糊計(jì)算給出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無功補(bǔ)償方法，特別是電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，其特征是補(bǔ)償電容對(duì)稱分布在3個(gè)單相電極上，每相補(bǔ)償電容又分成三組，這三組電容器容量比為4∶2∶1，三組電容器分別受開關(guān)切換檢測(cè)控制電路控制，控制電路以無功電流和無功電流目標(biāo)值的差補(bǔ)值作為綜合判據(jù)，實(shí)現(xiàn)在負(fù)荷電流時(shí)變情況下，實(shí)時(shí)控制投切并聯(lián)電容動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功電流。電爐智能化動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償方法，以便在無功補(bǔ)償動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)保證更高的線性精度。
文檔編號(hào)H02J3/18GK1667337SQ20041002593
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者佟冰, 杜京義, 區(qū)興華, 蘇力 申請(qǐng)人:西安重型機(jī)械研究所