專利名稱：石墨化供電裝置的恒功率方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種用于炭素行業(yè)的石墨化供電裝置的恒功率方法。
影響石墨制品質(zhì)量和成本的關(guān)鍵工序是石墨化工序。目前該工序使用的工藝裝備大多為石墨化電爐，這種電爐是將被石墨化的坯料和其間充填的電阻料作為爐子電阻，由爐用變壓器降壓通過(guò)整流器變成直流后向爐子饋入電能產(chǎn)出焦耳熱，將物料加熱到2800℃左右的溫度，使坯料石墨化。一般石墨化供電裝置中的變壓器是按照普通電力變壓器的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的。即I1V1＝I2V2由于在整個(gè)石墨化通電過(guò)程中，爐芯電阻R隨溫度的上升而急劇下降(見(jiàn)圖1)，起始爐芯電阻Ro是終爐爐芯電阻Rf的15～25倍。所以起始階段變壓器的二次側(cè)采用較高的電壓，但這時(shí)爐阻很大，二次電流值較低。當(dāng)通電一段時(shí)間后，爐溫逐漸升高，爐阻降低，二次電流逐漸增大，到某一時(shí)間后達(dá)到變壓器的額定容量。繼續(xù)通電。爐阻進(jìn)一步降低，二次電流將超過(guò)最大值I2m，這是不允許的。因此，被迫降低電壓以維持二次電流不超過(guò)I2m值。由于I2m和二次電壓的最大值V2m不同時(shí)出現(xiàn)，所以整個(gè)石墨化過(guò)程中變壓器只有很短的一段時(shí)間迭到額定容量(石墨化過(guò)程中，電流I、電壓V、功率p的關(guān)系曲線見(jiàn)圖2)。以后即受二次電流最大值I2m的限制，容量得不到發(fā)揮，這是它的主要缺點(diǎn)，而由此帶來(lái)了基建投資、供電貼費(fèi)、基本電費(fèi)的增加。另外。石墨化工藝要求后期功率大，但由于這種普通供電裝置中變壓器特性的限制，后期功率送不上去了，為了滿足工藝要求，不得不延長(zhǎng)送電時(shí)間，由此又造成了電能消耗增加，成本加大。
本發(fā)明的目的是為解決上述問(wèn)題提供一種石墨化供電裝置的恒功率方法。使整流變壓器除初始階段外，一直處于恒功率工作狀態(tài)。
本發(fā)明所提供的石墨化供電裝置的恒功率方法，其供電裝置由電源開(kāi)關(guān)裝置、整流變壓器、整流裝置、直流母線組成，采用電源開(kāi)關(guān)裝置給整流變壓器供電，整流變壓器的二次線圈導(dǎo)線的截面是特殊放大了的，整流變壓器有兩種類型。一種是帶調(diào)壓線圈的，另一種是帶升壓自偶調(diào)壓器的。整流變壓器的二次線圈和整流裝置相連，其整流裝置中采用的硅整流組合元件直接安裝在整流變壓器的出線端頭上，整流裝置輸出的直流電流經(jīng)直流母線送入石墨化電爐。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的恒功率方法，主要是按石墨化工藝要求的終爐溫度預(yù)計(jì)二次電壓V2f來(lái)決定最大電流I2m，同時(shí)滿足I1V1＝I2mV2f的關(guān)系式來(lái)設(shè)計(jì)整流變壓器，整流變壓器中一次線圈導(dǎo)線截面與一般石墨化變壓器的導(dǎo)線截面相同，僅按照石墨化工藝所需要的最大電流I2m選擇二次線圈導(dǎo)線的導(dǎo)線截面積。此外，整流裝置采用硅整流組合元件，這樣，當(dāng)電源開(kāi)關(guān)裝置合閘給石墨化爐送電后，初始階段整流變壓器二次電壓V2較高，但這時(shí)爐阻很大。使得二次電流I2較低，當(dāng)通電經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，爐阻逐漸降低，二次電流I2逐漸增大，而二次電壓V2逐漸減小，繼續(xù)通電。爐阻進(jìn)一步降低，二次電流I2進(jìn)一步增大，二次電壓V2也進(jìn)一步減少，當(dāng)爐阻降到某一數(shù)值后就趨于穩(wěn)定了，由此，二次電流I2也趨于穩(wěn)定了，即基本達(dá)到I2m，而二次電壓V2基本接近V2f，一直到終爐。整個(gè)石墨化過(guò)程中p、V2、I2和時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖3所示。由圖3可以看出，石墨化過(guò)程中。除初始階段外，整流變壓器一直處于恒功率工作狀態(tài)，且容量和變壓器的額定容量基本相等。同時(shí)，從整個(gè)石墨化工作過(guò)程中可以看出，整流變壓器的二次最大電流I2m是較大的。如果整流裝置仍采用由一般硅整流元件和相應(yīng)的快速熔斷器所組成的整流柜，勢(shì)必造成使用的元件數(shù)量多、均流性能差，電能損耗大。使石墨化供電裝置的恒功率方法的經(jīng)濟(jì)效益降低。因此，本發(fā)明中整流裝置采用硅整流組合元件，以便更經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)石墨化供電裝置的恒功率方法。
本發(fā)明由于在石墨化供電裝置中采用上述方法使其具有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于石墨化過(guò)程后期實(shí)現(xiàn)了恒功率，充分利用了變壓器的容量，克服了現(xiàn)有石墨化供電裝置后期大馬拉車的現(xiàn)象，從而減小了變壓器的容量，減少了基建投資、供電貼費(fèi)和基本電費(fèi)。
2.由于石墨化過(guò)程后期實(shí)現(xiàn)了恒功率。從而縮短了石墨化電爐的升溫時(shí)間，提高了石墨化電妒的生產(chǎn)能力。
3.由于縮短了石墨化電爐的升溫時(shí)間，減少了電爐本身向周圍散發(fā)的熱量，從而降低了單位產(chǎn)品的電耗。
4.由于石墨化供電裝置的恒功率方法中采用了大型硅整流組合元件，從而減少了連接銅鋁母線，省掉了快速熔斷器，減少了供電裝置本身的電能消耗，縮小了供電裝置本身的體積，減少了供電裝置占用的建筑面積，降低了供電裝置的造價(jià)。


圖1為石墨化爐阻和溫度的關(guān)系曲線。
圖2為一般石墨化供電裝置的送電曲線。
圖3為本發(fā)明供電裝置實(shí)現(xiàn)恒功率的送電曲線。
圖4為本發(fā)明供電系統(tǒng)方框示意圖，圖5為具有調(diào)壓線圈的整流變壓器的供電裝置單線系統(tǒng)圖。
圖6為具有升壓自偶變壓器的供電裝置單線系統(tǒng)圖。
圖4、圖5、圖6中1表示電源開(kāi)關(guān)裝置；2表示整流變壓器；3表示整流裝置；4表表直流母線；5表示石墨化電爐；6表示升壓自偶調(diào)壓變壓器。
權(quán)利要求
1.一種石墨化供電裝置的恒功率方法，所述的供電裝置由電源開(kāi)關(guān)裝置、整流變壓器、整流裝量和直流母線組成，其特征在于采用帶調(diào)壓線圈或升壓自偶調(diào)壓器的整流變壓器的二次最大電流I2m來(lái)選擇整流變壓器的二次線圈導(dǎo)線的截面積，所述的最大電流I2m由石墨化電爐的終爐溫度預(yù)計(jì)的整流變壓器的二次電壓V2f來(lái)決定，利用I1V1＝I2mV2f設(shè)計(jì)所述的整流變壓器，整流裝置采用硅整流組合元件組裝而成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種石墨化供電裝置的恒功率方法，其供電裝置由電源開(kāi)關(guān)裝置、整流變壓器、整流裝置和直流母線組成。恒功率方法的特點(diǎn)在于整流變壓器的二次線圈導(dǎo)線截面是特殊放大了的。整流裝置由大型硅整流組合元件組成。采用本發(fā)明可以充分發(fā)揮變壓器的容量，降低石墨工藝的單位電耗。
文檔編號(hào)H02M7/06GK1030504SQ8810335
公開(kāi)日1989年1月18日 申請(qǐng)日期1988年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月1日
發(fā)明者田本良, 安世雄 申請(qǐng)人:田本良, 安世雄