专利名称：一种矿热炉的节电设施的制作方法
技术领域：
本发明涉及矿热炉的节能设施。
背景技术：
矿热炉是一种耗电巨大的工业电炉，主要生产硅铁、锰铁、铬铁、钨铁、硅锰合金等铁 合金。根据矿热炉的结构特点以及工作特点，矿热炉的系统电抗的70%是由短网系统产生的， 而短网是一个大电流工作的系统，最大电流可以达到上万安培，因此短网的性能决定了矿热 炉的性能，正是由于这个原因，因此矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大多数 的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗 大量的无用功，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三相间的电力不平衡加大， 最高不平衡度可以达到20%以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高。通常，供电部门和生 产厂家多选择高压电容补偿，该补偿方式是把电容无功补偿装置并联到高压一次侧的三相母 线上，其只能补偿变压器的一次侧电抗。该方法虽可达到补偿电网功率因数的目的，使计量 点仪表显示的功率因数提高，但二次侧大量无功的消耗仍未得到改善，导致矿热炉的综合参 数并不理想。存在无功损耗大、三相不平衡系数大、电效率低、耗电量大、变压器铜损严重、 线损严重等缺点。发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种能耗低，电效率高， 可大幅度提高功率因数、生产效率高、生产成本低的一种矿热炉的节电设施。本发明的解决方案是包括三相补偿电路分别通过补偿系统短网BD接在矿热炉变压器 二次侧，三相相补偿电路的每相包括电容器C,该电容器C通过联接导线L接在补偿系统短 网BD上。 '上述三相相补偿电路的每相可仅由静态补偿器构成。所述的静态补偿器由电容器C构成。上述三相相补偿电路的每相可仅由动态补偿器构成。所述的动态补偿器由电容器C串接 第一快速熔断器RT及接触器的触点JC构成。上述三相相补偿电路的每相可由静态补偿器仅和动态补偿器构成。所述每相的电容器C， 包括第一电容器Cl和第2电容器C2，所述的静态补偿器由第一电容器Cl构成；所述的动 态补偿器由第二电容器C2串接第一快速熔断器RT及接触器的触点JC构成。上述三相相补偿电路采用星接、角接或单相连接。 .上述的补偿系统短网BD上可串接第二快速熔断器RT。及电抗X。上述电容器C、第一电容器C1或第2电容器C2，可以是由二个或多个电容器并联构成 的电容器组。'本发明与现有技术相比具有如下优点1. 可明显增加产量。2. 降低电耗。补偿方式采取分相就地补偿，即三相补偿围绕各自的接入点，分开就 近布置，以降低电网上的线路无功损耗，将补偿的接入点选择在短网相间跳线处的连接汇流 铜板上，最大限度地降低了短网无功损耗，电耗可由3412KWH/T降至3304KWH/T;3. 实行分相补偿，自动平衡三相电极的输入功率，使冶炼在最小不平衡下进行。为达到 将三相功率调平的目的，将每相补偿容量分为静态和动态补偿两大部分，三相静态补偿直接 同时投入，将三相功率基本拉平；在此基础上，动态补偿控制系统采集系统相关信号，依据 内置三相功率相等的算法，可将三功率最近调平；4. 可大幅度提高功率因数。功率因数可由0.84 0.89提高到0.93;5. 可提高产品质量。改告前发气量为2801L/Kg,改告后发气量为290L/Kg;6. 使的电能功率中心、热力中心和炉膛中心达到重合，使溶池热区均匀扩大；7. 补偿装置与短网并联，设备的维护及检修不影响炉体冶炼的正常运行；8. 补偿系统高度集成化，可实现无人值班，操作极为简单；9. 采用调平三相功率的控制方式，使系统能在最小补偿容量情况下发挥最大效益；10. 由于采取了分组就地补偿原则，使设备布置更紧凑、更科学；延长了设备的使用寿 命，节省了补偿短网上的费用。为保障整体设备的使用寿命，尤其是关键部件——电容器的 平均使用寿命，在控制上采取"先进先出"，即每一最小基本单元的投入或切除的必要条件 是该单元前一相邻i元已投入或已切除，因此可确保动态部分的每一最小单元在使用时间 上均大致相等，从而保证了整体设备的使用寿命。为降低投切电容器时的冲击电流，在每一 最小单元投切时，采取相应限流措施，以将其投切峰值电流限制在电容器对冲击电流能承受 的范围之内，以延长电容器的使用寿命。'
图1至图3，分别为本发明三相补偿电路三角形接法、星形接法、及单相接法的电路原 理图；图4为本发明三相补偿电路的电路原理图。
具体实施方式
本发明根据矿热炉的具体结构，把补偿电容器并联设置在铜瓦附近，使无功补偿尽可能 靠近电孤，补偿了变压器的二次电抗、漏抗、和短网阻抗。采用自动控制技术，检测每相的 无功功率，根据无功的大小和在三相功率相等的控制模型，设置相应大小的无功电容，使无 功功率转化为有功功率。该系统既能提高功率因数，又平衡了三相功率，使矿热炉的功率中 心、热力中心、和炉腔中心重合，并在变压器一次侧功率不变的条件下提高了电极上的冶炼 功率，达到节能降耗的目的。本发明主要由三相补偿电路构成，三相补偿电路分别通过补偿系统短网BD控制于电炉 变压器B的二次侧。三相补偿电路可采用三角形接法或星形、单相连接方式，参见图l至图 3。采用分组就地补偿方式a-x,b-y,c-zs三相补偿电容，电网电流可釆用35KW，经电炉变 压器B变压后m入电极。补偿系统短网BD上串接有第二快速熔断器RT。及电抗X，电抗X 用于防止浪涌电流，同时具有消除谐波的功能。参见图4，三相补偿电路的每相主要由电容器C构成，其通过联接导线L接于补偿系统 短网BD上。电容器C一般是由二个或多个电容器关联构成的电容器组。三相补偿电路的每 相可仅由静态补偿器构成，亦可仅由动态补偿器构成，还可由静态补偿器和动态补偿器混合 构成。构成三相补偿电路每相的电容器C通过联接导线L联接补偿系统短网BD上，构成静 态补偿器；构成三相补偿电路每相的电容器C的联接导线L上，串接有第一快速熔断器RT 及接触器的触点JC，则构成动态补偿器。接触器Jc可选用40KW/220V电容切换专用接触器。矿热炉系统工作时，由信号采集装置将电压/电流信号采集入信号处理器，信号取点位置 在短网(变压器二次侧至电极间的铜排，包括钢管、水冷电缆、短网软联等)的软联处，补 偿短网也由此接入系统；信号处理采用电压采样转换为电流方式作为电流信号，并经过运算 放大、处理，送入控制器；控制器工作是先由处理后的电压、电流信号计算出实时功率因数， 与系统设计的功率因数比较，并采取最高电压限制等措施，采用先投先切的原则，完全闭环 控制，自动投切各组电容，使功率因数达到要求，并且三相基本趋于平衡；系统输出采用固 态继电器输出方'式，无触点投切，以此驱动电容器切换专用接触器线圈，控制主回路的电容 投切；系统保护方面，控制回路采用了失压、断电、过流、过电压、抗干扰等保护措施，并 具有系统本身的谐波消除功能。本发明对于大型多组控制，采用PLC和相应的控制软件，显 示监控各台设备的运行状态；系统采用的所有元件、动静结合的补偿方式，用矿热炉低压± 次侧补偿，可适用于3200KVA 5000 KVA的不同容量的硅铁、锰铁、铁炉、电石炉等。本 发明的信号处理控制亦可用PLC装置来代替。
权利要求
1.一种矿热炉的节电设施，包括三相补偿电路，其特征在于所述的三相补偿电路分别通过补偿系统短网(BD)接在电炉变压器二次侧，所述三相补偿电路的每相包括电容器(C)，该电容器(C)通过联接导线(L)接在补偿系统短网(BD)上。
2. 如权利要求1所述的一种矿热炉的节电设施，其特征在于所述三相相补偿电路 的每相由静态补偿器构成；所述的静态补偿器由电容器(C)构成。
3. 如权利要求1.所述的一种矿热炉的节电设方包，其特征在于所述三相相补偿电路的每相由动态补偿器构成；所述的动态补偿器由电容器(C)串接第一快速熔断器(RT)及 接触器的触点(JC)构成。
4. 如权利要求1所述的一种矿热炉的节电设施，其特征在于所述三相相补偿电路 的每相由静态补偿器仅和动态补偿器构成；所述每相的电容器(C)包括第一电容器(C1)和第2电容器(C2)，所述的静态补偿器由第一电容器(C1)构成；所述的动态补偿器由第 二电容器(C2)串接第一快速熔断器(RT)及接触器的触点(JC)构成。
5. 如权利要求1所述的一种矿热炉的节电设施，其特征在于所述三相相补偿电路采用星接或角接、单相连接。
6. 如权利要求1所述的一种矿热炉的节电设;拖，其特征在于所述的补偿系统短网(BD〕上串接第二快摔熔断器(RT。)及电抗(Xh
7. 如权利要求6所述的一种矿热炉的节电设施，其特征在于所述电容器(C)、第 一电容器(C1)或第2电容器(C2)， ^T以是由二个或多个电容器并联构成的电容器组。
全文摘要
一种矿热炉的节电设施，包括三相补偿电路，分别通过补偿系统短网接在电炉变压器二次侧，补偿系统短网上串接有快速熔断器及电抗，三相补偿电路的每相包括电容器，其通过联接导线接在补偿系统短网上，构成静态补偿器。本发明能大幅度提高功率因数，生产效率高，生产成本低。
文档编号H05B7/00GK101330780SQ20071001809
公开日2008年12月24日 申请日期2007年6月19日 优先权日2007年6月19日
发明者白玉龙 申请人:西安瑞驰电力设备有限公司