专利名称：石墨化电炉的供电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种供电装置，特别是一种用于炭素行业的石墨化电炉的恒功率供电装置。
人造石墨制品的关键工序是石墨化，它直接影响人造石墨制品的质量和成本，目前该工序都是在石墨化电炉中进行的。这种电炉是将被石墨化的坯料和其间填充的电阻料装入炉内构成电阻，由供电装置馈入低压大电流直流电流，电流产生焦尔热，将坯料加热到2800℃以上的温度，使坯料由无定型碳转化为有规则排列的定型碳即人造石墨。由于碳的电阻温度系数为负值，电炉炉芯的电阻R在加热过程中随炉温上升而急剧下降，起始炉阻R0为终炉炉阻Rf的15－25倍，见附图3。电炉供电装置采用低压大电流整流装置，例如公告号为CN2050664U的实用新型专利说明书中所公开的整流装置，它包括一个整流变压器和一个整流装置。电炉送电开始，炉阻R0较大，需要较高的整流输出电压V20，参见图4，产生相应的电流I20和功率P0。由于坯料加热不能太快，所以功率P不能太大，并需要逐步增大。随炉温上升，炉阻R逐步下降，I2逐渐加大。在此过程中要降低供电装置的输出电压U2，以控制炉温的上升速度。当电流达到最大电流I2m时，电炉的输入功率达到最大值Pm。受最大电流限制，需要降低电压U2以保持I2＜I2m，而此时电炉的输入功率将会下降，整个供电过程中的功率P，电流I2和电压U2的变化如附图4中曲线所示。
目前这种运行方式下，供电装置仅在很短时间内满足荷运行，在供电的中后期，电炉需要大功率，而供电装置的输出功率却不足延长了供电时间，使电炉半身的热损耗及产品的电能消耗增加，并且电炉和供电装置的能力都不能充分发挥。
为了克服上述缺点，现有技术中通常采用二套甚至更多相同的供电装置并联为一台石墨化电炉供电，这不但需要增加占用电网的供电容量及厂房面积，同样不能解决上述问题。
本实用新型的目的是提供一种辅助供电装置，它在石墨化电炉主供电装置达到最大功率后，输出功率开始下降时投入运行，用辅助供电装置的输出功率弥补主供电装置的功率下降，使电炉保持恒功率运行。
本实用新型的第二个目的是提供一种结构紧凑的辅助供电装置，以便用于现有石墨化电炉供电装置的设备改造。
本实用新型的辅助供电装置包括一个开关装置，其一端可变地连接在原有整流变压器一次侧调压线圈的适当抽头上，一个辅助整变压器的一次侧可变地连接在开关装置的另一端，一个辅助整流装置连接在辅助整流变压器的二次侧，其输出端与原有整流装置并联连接在向石墨化电炉供电的直流母线上，开关装置在原有整流装置的输出功率达到最大值后开始下降时闭合，使辅助整流装置与原有整流装置并联运行，用辅助整流装置的输出功率弥补原有整流装置的输出功率下降，使石墨化电炉保持恒功率运行。
上述第二个目的是这样实现的，采用由多个万安级大电流硅整流组合元件构成的整流装置和辅助整流装置，每个硅整流组合元件的一端直接安装在相应整流变压器二次侧的出线端头上，另一端通过直流母线与负载相连。从而可以缩小原有供电装置的占地面积，利用腾出来的地方增设辅助供电装置，在不增加占地面积的条件下实现原有设备的改造。
以下结合附图详细描述最佳实施例，其中
图1是本实用新型的供电装置的示意图；为方便表示，图中的三相线均用单线表示；图2是采用辅助供电装置后的石墨化电炉恒功率运行特性曲线；图3为石墨化电炉炉阻与温度的关系曲线；图4是普通石墨化电炉的运行特性曲线；图5是表示整流变压器和整流装置的安装结构图。
在图1中，1表示电源开关，整流变压器2和整流装置3构成石墨化电炉的主供电装置，而辅助整流变压器7和辅助整流装置8构成辅助供电装置，4表示直流母线，以及6表示开关装置。
辅助整流变压器7的额定功率为整流变压器2额定功率的二分之一或稍高，换句话说，例如整流变压器2的调压范围是180V－40V，辅助整流变压器7的调压范围就可以是90V－40V，即足以弥补主供电装置的功率下降。辅助整流变压器7的调压级数应为整流变压器2调压级数的三倍，以便灵活地调整辅助供电装置的输出电压使之写主供电装置相适应。辅助供电装置的阻抗电压应比主供电装置略小，以便二者并联运行时合理分配负荷。辅助整流变压器7的一次侧通过开关装置6可变地连接在整流变压器2一次侧调压线圈的适当抽头上，调整抽头位置，可以调整辅助供电装置的输出电压。
图2表示电炉的恒功率运行特性曲线，如图所示，当主供电装置的输出功率P1达到最大值Pm后开始下降时，使辅助供电装置投入运行，以后者的输出功率弥补前者由于整流输出电压U2下降引起的功率下降，使馈入电炉的总功率P＝P1＋P2保持恒定，其中P2为辅助供电装置的输出功率。图2中I21为整流装置3的输出电流，I22是辅助整流装置8的输出电流，母线上馈入电炉的总电流为I2＝I21＋I22。
图5是整流变压器和整流装置的安装结构图，为了便于表示，图中仅示出了一个硅整流组合元件9，例如可以采用ZPZ型万安级元件，2(或7)表示整流变压器或辅助整流变压器，整流变压器2(7)的出线端头用10表示，4是直流母线。每个硅整流组合元件9的一端直接装在整流变压器2(7)二次侧的出线端头10上，另一端连接直流母线4。采用这种结构的辅助供电装置，同时把主供电装置的一个原有整流柜也换成这种结构，利用空出的一个整流柜位置就足以放置辅助供电装置。
本实用新型的优点是1、使石墨化电炉实现了恒功率运行，充分利用电网的供电容量满负荷运行，缩短了电炉送电时间，从而减少电炉的热损耗和产品的电能消耗。
2、由于辅助变压器接在主变压器调压线圈的一个抽头上，不会额外占用电网的供电容量，只是对原有供电容量加以充分利用，因此不需要增加容量的费用。
3、可以在不增加占地面积的条件下实现设备改造。
权利要求1.一种石墨化电炉的供电装置包括一个整流变压器，一个整流装置连接在上述整流变压器的二次侧，通过直流母线向上述石墨化电炉供电，其特征是还包括一个开关装置的一端可变地连接在上述整流变压器一次侧调压线圈的适当抽头上；一个辅助整流变压器的一次侧可变地连接在上述开关装置的另一端；以及一个辅助整流装置连接在上述辅助整流变压器的二次侧，其直流输出端与上述整流装置并联连接在上述直流母线上；上述开关装置在上述整流装置的输出功率达到最大值后开始下降时闭合，使上述辅助整流装置与上述整流装置并联运行，用上述辅助整流装置的输出功率弥补上述整流装置输出功率的下降，使石墨化电炉保持恒功率运行。
2.如权利要求1的供电装置，其特征是上述辅助整流变压器的额定功率约为上述整流变压器额定功率的一半。
3.如权利要求1或2的供电装置，其特征是上述辅助整流变压器的调压级数为上述整流变压器调压级数的三倍。
4.如权利要求1的供电装置，其特征是上述整流装置包括多个大电流硅整流组合元件，其中每个硅整流组合元件的一端直接安装在上述整流变压器的二次侧出线端头上，其另一端连接上述直流母线。
5.如权利要求1的供电装置，其特征是上述辅助整流装置包括多个大电流硅整流组合元件，其中每个硅整流组合元件的一端直接安装在上述辅助整流变压器的二次侧出线端头上，其另一端连接上述直流母线。
6.如权利要求4或5的供电装置，其特征是上述硅整流组合元件为ZPZ型万安级硅整流组合元件。
专利摘要一种石墨化电炉的恒功率供电装置包括整流变压器和整流装置，以及通过一个开关装置可变地连接在整流变压器一次侧调压线圈抽头上的一个辅助整流变压器及其辅助整流装置，当上述整流装置的输出功率达到最大值后开始下降时，辅助整流变压器投入运行，用辅助整流装置的输出功率弥补上述功率下降，使电炉恒功率运行，并且不增加占用电网容量，结构紧凑，便于设备改造。
文档编号H05B7/00GK2158399SQ9320552
公开日1994年3月9日 申请日期1993年3月13日 优先权日1993年3月13日
发明者安世雄 申请人:安世雄