专利名称：冷轧连退炉均热段电加热器漏电及热负荷平衡预警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冶金行业冷轧连退炉均热段电加热器漏电及热负荷平 衡预警装置。
背景技术：
通常，冷轧连退炉均热段的加热方式是采用若干并联的电加热器加热，电 加热器由三组电热带组成，三组电热带构成三角形接法并采用三相供电。该电
加热器的各电热带在冷态时，其对地绝缘应该在2MQ以上，但在冷轧连退炉均 热段实际使用中经常出现局部绝缘大幅度下降产生漏电现象，造成炉内温度分 布不均热负荷失衡；严重的导致电加热器和炉内衬板局部烧损，影响设备的正 常运行；
在电加热器三相三角形供电方式中，每个电热带回路中的电流值理论上应 该相等，如果其中一个或多个电热带回路中的绝缘体出现漏电，则三相回路中 的电流值将出现不平衡，由此绝缘体漏电的电热带电功率降低，影响了炉内热 负荷的平衡。
目前，冷轧连退炉均热段电加热器的监测通常都为整个电加热系统的集中 监测，无每个电加热器各电热带的分路监测和冷轧连退炉内热平衡异常的预 警。电加热系统集中监测无法快速监测每一电加热器中各电热带回路中的漏电 现象；在当冷轧连退炉均热段电加热器局部发生漏电流时，产生漏电的加热器 温度调不上去，而在总功率不变的情况下，没有发生漏电的电加热器可能会出 现温度升高的现象，炉内温度均衡会被破坏，导致钢带受热不均匀，出现翘曲、 浪形等质量异常。集中监测只有在整个电加热系统的漏电到一定程度后才发出 报警，且对炉内热负荷平衡处于失控状态。
发明内容
3本实用新型所要解决的技术问题是提供一种冶金行业冷轧连退炉均热段 电加热器漏电及热负荷平衡预警装置，利用本装置可实时监测冷轧连退炉均热 段电加热系统中每一电加热回路中电热带的漏电值，依据漏电值判断炉内热负 荷平衡，并给出电热带漏电和热负荷平衡预警，保证了设备的正常运行和钢带质量。
为解决上述技术问题，本实用新型冷轧连退炉均热段电加热器漏电及热负 荷平衡预警装置包括若干电加热器，所述每个电加热器由三组电热带组成，所 述三组电热带构成三角形接法并由三相电源供电，所述电热带的输入和输出端 分别串接一电流互感器，还包括信号输入模块、信号处理模块和执行模块，
所述信号输入模块包括信号采集和放大整形单元、模数转换单元，所述电 流互感器的输出端连接所述信号采集和放大整形单元的输入端，所述信号采集 和放大整形单元的输出端连接所述模数转换单元的输入端，
所述信号处理模块包括CPU处理单元、电流比较单元和功率运算单元，所
述模数转换单元的输出端连接所述CPU处理单元的输入端，所述CPU处理单元
的输出端分别连接所述电流比较单元和功率运算单元的输入端，
所述执行模块包括预警单元、通讯单元和控制器，所述电流比较单元和功 率运算单元的输出端连接所述预警单元的输入端，所述预警单元的输出端连接 所述通讯单元的输入端，所述通讯单元的输出端连接所述控制器。
在本装置中，所述信号采集和放大整形单元的信号放大整形采用差分放大 器、三阶有源滤波器和施密特整形电路。
由于本实用新型冷轧连退炉均热段电加热器漏电及热负荷平衡预警装置 采用了上述技术方案，即在每个电加热器各电热带的输入和输出端分别串接一 电流互感器，通过信号输入模块采集各电流互感器电流信号，并对电流信号作
放大整形后模数转换；信号处理模块对经模数转换后的电流信号进行处理，比 较电加热器各电热带的电流差值并计算各电热带的电功率，上述差值即为漏电 值，电热带的电功率可判断热负荷的平衡；经信号处理模块处理的信号数据送 入执行模块，执行模块依据信号数据由预警单元作出漏电流及热负荷平衡的预 警，并通过通讯单元将信号数据传入控制器，由控制器对冷轧连退炉均热段的 各电加热器作出相应的调整。利用本装置可实时监测冷轧连退炉均热段电加热系统中每一电加热器回路中电热带的漏电值，依据漏电值判断炉内热负荷平 衡，并给出电热带漏电和热负荷平衡预警，保证了设备的正常运行和钢带质量。
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明
图1为本实用新型预警装置的结构框图。
具体实施方式
如图l所示，本实用新型冷轧连退炉均热段电加热器漏电及热负荷平衡预 警装置包括若干电加热器1，所述每个电加热器由三组电热带11组成，所述三 组电热带11构成三角形接法并由三相电源供电，所述电热带11的输入和输出
端分别串接一电流互感器12，还包括信号输入模块2、信号处理模块3和执行 模块4，
所述信号输入模块2包括信号采集和放大整形单元21、模数转换单元22， 所述电流互感器12的输出端连接所述信号采集和放大整形单元21的输入端， 所述信号采集和放大整形单元21的输出端连接所述模数转换单元22的输入
一山
怖，
所述信号处理模块3包括CPU处理单元31、电流比较单元32和功率运算 单元33，所述模数转换单元22的输出端连接所述CPU处理单元31的输入端， 所述CPU处理单元31的输出端分别连接所述电流比较单元32和功率运算单元 33的输入端，
所述执行模块4包括预警单元41、通讯单元42和控制器43，所述电流比 较单元32和功率运算单元33的输出端连接所述预警单元41的输入端，所述 预警单元41的输出端连接所述通讯单元42的输入端，所述通讯单元42的输 出端连接所述控制器43。
在本装置中，上述信号采集和放大整形单元21的信号放大整形采用差分 放大器、三阶有源滤波器和施密特整形电路。
由于本实用新型冷轧连退炉均热段电加热器漏电及热负荷平衡预警装置 在每个电加热器各电热带的输入和输出端分别串接一电流互感器，通过信号输入模块采集各电流互感器电流信号，并对电流信号作放大整形后模数转换；信 号处理模块对经模数转换后的电流信号进行处理，比较电加热器各电热带的电
流差值并计算各电热带的电功率，在电热带无漏电情况时，串接于电热带输入 和输出端的电流互感器信号应一致，如有差值即为漏电值，在存在漏电值的情 况下，各电热带的电功率一定不一致，导致热负荷失衡，由于电热带的电功率 与温度成线性正比关系，据此根据电热带的电功率即可判断热负荷的平衡；
在本实施例中，在每各电热带的输入和输出端安装电流互感器，输入端的 电流互感器输出信号设定为L，输出端的电流互感器输出信号设定为12，则在 电热带无漏电现象时，1「12应为零，在其值为非零时则表征已经存在漏电流， 在本装置中取电热带额定电流的0.5%作为警告值，1.5%作为故障报警值；在存 在漏电现象时，漏电现象发生的电热带的电功率必定降低，其电功率值正比于
热功率，设电加热器三组电热带的电功率分别为PA、 Pb和P"理论上PA、 Pb和 Pc之和应为电加热器的额定功率，发生漏电现象后，三组电热带电功率之和与
电加热器的额定功率即有差值，在本装置中取电加热器额定功率的0. 5%作为警 告值，1.5%作为故障报警值。
经上述信号处理模块处理的信号数据送入执行模块，执行模块依据信号数 据由预警单元作出漏电及热负荷平衡的预警，并通过通讯单元将信号数据传入 控制器，由控制器对冷轧连退炉均热段的各电加热器作出相应的调整，以使冷 轧连退炉均热段热负荷达到平衡。
利用本装置可实时监测冷轧连退炉均热段电加热系统中每一电加热回路 中电热带的漏电值，依据漏电值判断炉内热负荷平衡，并给出电热带漏电和热 负荷平衡预警，保证了设备的正常运行和钢带质量。
权利要求1、一种冷轧连退炉均热段电加热器漏电及热负荷平衡预警装置，包括若干电加热器，所述每个电加热器由三组电热带组成，所述三组电热带构成三角形接法并由三相电源供电，其特征在于所述电热带的输入和输出端分别串接一电流互感器，还包括信号输入模块、信号处理模块和执行模块，所述信号输入模块包括信号采集和放大整形单元、模数转换单元，所述电流互感器的输出端连接所述信号采集和放大整形单元的输入端，所述信号采集和放大整形单元的输出端连接所述模数转换单元的输入端，所述信号处理模块包括CPU处理单元、电流比较单元和功率运算单元，所述模数转换单元的输出端连接所述CPU处理单元的输入端，所述CPU处理单元的输出端分别连接所述电流比较单元和功率运算单元的输入端，所述执行模块包括预警单元、通讯单元和控制器，所述电流比较单元和功率运算单元的输出端连接所述预警单元的输入端，所述预警单元的输出端连接所述通讯单元的输入端，所述通讯单元的输出端连接所述控制器。
2、 根据权利要求1所述的冷轧连退炉均热段电加热器漏电及热负荷平衡预警装置，其特征在于所述信号采集和放大整形单元的信号放大整形采用差 分放大器、三阶有源滤波器和施密特整形电路。
专利摘要本实用新型公开了一种冷轧连退炉均热段电加热器漏电及热负荷平衡预警装置，其包括若干电加热器，每个电加热器由三组构成三角形接法并由三相电源供电的电热带组成，电热带的输入和输出端分别串接一电流互感器，还包括信号输入模块、信号处理模块和执行模块；信号输入模块采集电流互感器信号并作放大整形和模数转换；信号处理模块对信号输入模块的信号数据处理并作电热带输入和输出电流比较及电功率运算；执行模块接受信号处理模块的信号数据并作出漏电或热负荷平衡预警，通过控制器对电加热器作相应调整。本装置可实时监测冷轧连退炉均热段电加热系统中每一电加热器中电热带的漏电值，并给出电热带漏电和热负荷平衡预警，保证了设备的正常运行。
文档编号C21D9/62GK201276587SQ20082015243
公开日2009年7月22日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者丁旭峰, 懿 史, 徐家倬, 王永强 申请人:上海宝钢工业检测公司