專(zhuān)利名稱(chēng)：一種礦熱爐的節(jié)電設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦熱爐的節(jié)能設(shè)施。
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(wàn)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(wú)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(mén)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(wú)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(wú)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(wú)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)成本低的一種礦熱爐的節(jié)電設(shè)施。本發(fā)明的解決方案是包括三相補(bǔ)償電路分別通過(guò)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(guò)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Cl和第2電容器C2，所述的靜態(tài)補(bǔ)償器由第一電容器Cl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. 可明顯增加產(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(kāi)就 近布置，以降低電網(wǎng)上的線路無(wú)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(wú)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. 補(bǔ)償系統(tǒng)高度集成化，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，操作極為簡(jiǎn)單；9. 采用調(diào)平三相功率的控制方式，使系統(tǒng)能在最小補(bǔ)償容量情況下發(fā)揮最大效益；10. 由于采取了分組就地補(bǔ)償原則，使設(shè)備布置更緊湊、更科學(xué)；延長(zhǎng)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i元已投入或已切除，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(zhǎng)電容器的使用壽命。'


圖1至圖3，分別為本發(fā)明三相補(bǔ)償電路三角形接法、星形接法、及單相接法的電路原 理圖；圖4為本發(fā)明三相補(bǔ)償電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
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(wú)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(wú)功功率，根據(jù)無(wú)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(wú)功電容，使無(wú) 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(guò)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(jiàn)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)電流可釆用35KW，經(jīng)電爐變 壓器B變壓后m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(jiàn)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(guò)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(guò)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(zhuān)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(guò)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(wú)觸點(diǎn)投切，以此驅(qū)動(dòng)電容器切換專(zhuān)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(guò)流、過(guò)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± 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(lái)代替。
權(quán)利要求
1.一種礦熱爐的節(jié)電設(shè)施，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(guò)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(guò)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)方包，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)償電路 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。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種礦熱爐的節(jié)電設(shè);拖，其特征在于所述的補(bǔ)償系統(tǒng)短網(wǎng)(BD〕上串接第二快摔熔斷器(RT。)及電抗(Xh
7. 如權(quán)利要求6所述的一種礦熱爐的節(jié)電設(shè)施，其特征在于所述電容器(C)、第 一電容器(C1)或第2電容器(C2)， ^T以是由二個(gè)或多個(gè)電容器并聯(lián)構(gòu)成的電容器組。
全文摘要
一種礦熱爐的節(jié)電設(shè)施，包括三相補(bǔ)償電路，分別通過(guò)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(guò)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)明能大幅度提高功率因數(shù)，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)H05B7/00GK101330780SQ20071001809
公開(kāi)日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19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