三电极电炉的电极阻抗的测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种三电极电炉的电极阻抗的测量装置，其包括：电流测量器，电流测量器包括分别对电炉的三个电极的电流进行测量的第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器，三者以三角形的方式进行连接，且分别与三个电极对应设置；对三个电极的电压进行测量的电压测量器，电压测量器与三个电极分别相连；控制器，控制器与电流测量器和电压测量器分别相连，并根据三个电极的电流和对应的电压分别计算三个电极的阻抗。该测量装置能够在负荷不平衡的情况下测量得到准确的电极电流值，进而得到准确的电极阻抗值，消除短网末端接线的影响，实现电极插入深度和电炉功率的准确判断和控制。
【专利说明】三电极电炉的电极阻抗的测量装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金【技术领域】，特别涉及一种三电极电炉的电极阻抗的测量装置。
【背景技术】
[0002]电炉在冶炼工艺中具有广泛的应用，其中电极阻抗值的准确测量对于判断电极插入深度和进行电炉功率控制具有至关重要的影响。在现有技术中，通常直接利用电炉变压器各绕组相应的电流互感器输出来检测对应电极的电流，从而获得电极阻抗值。
[0003]但是，现有技术存在的缺点是，电炉短网末端一般采用三角形的连接方式，只有在三个电极的负荷平衡的情况下，测量到的电极阻抗值才是准确的，在其它情况下，测量到的电极阻抗值都会存在偏差，从而无法得到准确的电极阻抗值。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷。
[0005]为此，本实用新型的目的在于提出一种三电极电炉的电极阻抗的测量装置，该测量装置将三个电流互感器以三角形的方式进行连接，从而在负荷不平衡的情况下也能测量到准确的电极阻抗值，消除短网末端接线的影响。
[0006]为达到上述目的，本实用新型提出的一种三电极电炉的电极阻抗的测量装置，包括:电流测量器，所述电流测量器包括分别对电炉的三个电极的电流进行测量的第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器，所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器以三角形的方式进 行连接，且所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器分别与所述三个电极对应设置；对所述三个电极的电压进行测量的电压测量器，所述电压测量器与所述三个电极分别相连；控制器，所述控制器与所述电流测量器和电压测量器分别相连，所述控制器根据所述三个电极的电流和三个电极对应的电压分别计算所述三个电极的阻抗。
[0007]根据本实用新型提出的三电极电炉的电极阻抗的测量装置，第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器以三角形的方式进行连接，并对电炉的三个电极的电流进行测量，且电压测量器与三个电极分别相连，并对三个电极的电压进行测量，控制器根据三个电极的电流和三个电极对应的电压分别计算三个电极的阻抗，从而本实用新型的测量装置能够在三个电极负荷不平衡的情况下测量得到准确的电极电流值，进而得到准确的电极阻抗值，提高测量精度，消除短网末端接线的影响，实现电极插入深度和电炉功率的准确判断和控制。
[0008]进一步地，所述电压测量器为三相电压互感器，且所述三相电压互感器的初级绕组和次级绕组均以星形的方式进行连接。
[0009]具体地，所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器分别对应设置在电炉变压器的次级三相绕组上，或分别对应设置在与所述电炉变压器的次级三相绕组相连的短网上。
[0010]优选地，上述的三电极电炉的电极阻抗的测量装置，还包括:多功能仪表，所述多功能仪表连接在所述控制器和所述电流测量器之间，且连接在所述控制器和所述电压测量器之间，所述多功能仪表显示测量的所述三个电极的电流和电压，并将所述三个电极的电流和电压发送至所述控制器。其中，所述控制器可以为PLC控制器。
[0011]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0013]图1为根据本实用新型实施例的三电极电炉的电极阻抗的测量装置的方框示意图；
[0014]图2为根据本实用新型一个具体实施例的三电极电炉的电极阻抗的测量装置的方框示意图；
[0015]图3为根据本实用新型一个优选实施例的三电极电炉的电极阻抗的测量装置的方框示意图；以及
[0016]图4为根据本实用新型实施例的三电极电炉的电极阻抗的测量方法的流程图。【具体实施方式】
[0017]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0018]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0019]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0020]参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0021]下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的三电极电炉的电极阻抗的测
量装置及其测量方法。
[0022]图1为根据本实用新型实施例的三电极电炉的电极阻抗的测量装置的方框示意图。如图1所示，该三电极电炉的电极阻抗的测量装置包括:电流测量器10、电压测量器20、控制器30。
[0023]其中，电流测量器10包括分别对电炉的三个电极的电流进行测量的第一电流互感器Ta、第二电流互感器Tb和第三电流互感器Tc，其中，第一电流互感器Ta、第二电流互感器Tb和第三电流互感器Tc以三角形的方式进行连接，即言，第一电流互感器Ta的I端与第三电流互感器Tc的2端相连，第一电流互感器Ta的2端与第二电流互感器Tb的I端相连，第二电流互感器Tb的2端与第三电流互感器Tc的I端相连。并且，第一电流互感器Ta、第二电流互感器Tb和第三电流互感器Tc分别与三个电极对应设置，也就是说，第一电流互感器Ta、第二电流互感器Tb和第三电流互感器Tc的安装位置分别与三个电极对应，例如，第一电流互感器Ta的2端与电极2相连，第二电流互感器Tb的2端与电极3相连，第三电流互感器Tc的 2端与电极I相连。具体地，第一电流互感器Ta、第二电流互感器Tb和第三电流互感器Tc均可以为单相电流互感器。
[0024]如图1所示，电压测量器20对三个电极的电压进行测量，电压测量器20与三个电极分别相连。控制器30与电流测量器10和电压测量器20分别相连，控制器30根据测量得到的三个电极的电流和三个电极对应的电压分别计算三个电极的阻抗。
[0025]具体地，控制器30根据欧姆定律分别计算三个电极的阻抗，即根据以下公式分别计算三个电极的阻抗:
U
[0026]R= 了
[0027]其中，I为三个电极的电流，U为三个电极的对应的电压，R为三个电极的对应的阻抗。
[0028]在本实用新型一个具体实施例中，如图2所示，电压测量器20可以为三相电压互感器，且三相电压互感器的初级绕组和次级绕组均以星形的方式进行连接。
[0029]如图1或图2所示，第一电流互感器Ta、第二电流互感器Tb和第三电流互感器Tc可以分别对应设置在与电炉变压器40的次级三相绕组相连的短网上。需要说明的是，短网也称大电流线路，是指从变压器二次出线端到电极(包括电极)的载流体的总称。即言，第一电流互感器Ta的I端、第二电流互感器Tb的I端和第三电流互感器Tc的I端分别与电炉变压器40的次级三相绕组的出线端相连。
[0030]另外，第一电流互感器Ta、第二电流互感器Tb和第三电流互感器Tc还可以分别对应设置在电炉变压器40的次级三相绕组上。
[0031]在本实用新型是一个示例中，如图1或图2所示，电炉变压器40的次级三相绕组可以以三角形的方式进行连接，电炉变压器40的初级三相绕组可以以星形的方式进行连接。[0032]在本实用新型一个优选实施例中，如图3所示，上述的三电极电炉的电极阻抗的测量装置还包括:多功能仪表50。其中，多功能仪表50连接在控制器30和电流测量器10之间，且连接在控制器30和电压测量器20之间，多功能仪表50显示测量的三个电极的电流和电压，并将三个电极的电流和电压发送至控制器30。
[0033]其中，控制器30可以为PLC控制器，多功能仪表50具有通讯接口，例如通讯接口可以采用Profibus通讯协议,且通过多功能仪表50的通讯接口，实现与控制器30的通讯以传输电流测量器10测量的三个电极的电流和电压测量器20测量的三个电极对应的电压。
[0034]在本实用新型的实施例中，利用一个多功能仪表50、三个单相电流互感器、一个三相电压互感器，通过将三个电流互感器以三角形的方式进行连接，实现对三个电极的电流的测量，且通过一个三相电压互感器的初级绕组和次级绕组均以星形的方式进行连接，实现对三个电极的对应的电压的测量，上述的三个电极的电流和对应的电压通过多功能仪表的通讯接口传输至PLC控制器，PLC控制器根据欧姆定律，计算得到三个电极的对应的阻抗。
[0035]根据本实用新型实施例提出的三电极电炉的电极阻抗的测量装置，第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器以三角形的方式进行连接，并对电炉的三个电极的电流进行测量，且电压测量器与三个电极分别相连，并对三个电极的电压进行测量，控制器根据三个电极的电流和三个电极对应的电压分别计算三个电极的阻抗，从而本实用新型的测量装置能够在三个电极负荷不平衡的情况下测量得到准确的电极电流值，进而得到准确的电极阻抗值，提高测量精度，消除短网末端接线的影响，实现电极插入深度和电炉功率的准确判断和控制。
[0036]图4为根据本实用新型实施例的三电极电炉的电极阻抗的测量方法的流程图。如图4所示，该三电极电炉的电极阻抗的测量方法包括以下步骤:
[0037]SI，通过第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器分别对电炉的三个电极的电流进行测量。其中，第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器以三角形的方式进行连接。
[0038]其中，第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器分别对应设置在电炉变压器的次级三相绕组上，或分别对应设置在与电炉变压器的次级三相绕组相连的短网上。需要说明的是，短网也称大电流线路，是指从变压器二次出线端到电极(包括电极)的载流体的总称。
[0039]S2，通过三相电压互感器对三个电极的电压进行测量。其中，三相电压互感器的初级绕组和次级绕组均以星形的方式进行连接。
[0040]在本实用新型的一个实施例中，还可以通过多功能仪表显示测量的三个电极的电流和电压，并将测量的三个电极的电流和电压发送至控制器。
[0041]S3，根据三个电极的电流和三个电极对应的电压分别计算三个电极的阻抗。
[0042]控制器根据三个电极的电流和三个电极对应的电压，并根据欧姆定律分别计算三个电极的阻抗，即根据以下公式分别计算三个电极的阻抗:
[0043]R=y[0044]其中，I为三个电极的电流，U为三个电极的对应的电压，R为三个电极的对应的阻抗。
[0045]根据本实用新型实施例提出的三电极电炉的电极阻抗的测量方法，通过以三角形的方式进行连接的第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器分别对电炉的三个电极的电流进行测量，且通过三相电压互感器对三个电极的电压进行测量，并根据三个电极的电流和三个电极对应的电压分别计算三个电极的阻抗，从而本实用新型的测量方法能够在三个电极负荷不平衡的情况下测量得到准确的电极电流值，进而得到准确的电极阻抗值，提高测量精度，消除短网末端接线的影响，实现电极插入深度和电炉功率的准确判断和控制。
[0046]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本实用新型的实施例所属【技术领域】的技术人员所理解。
[0047]在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(R0M)，可擦除可编辑只读存储器(EPR0M或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(⑶ROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0048]应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0049]本【技术领域】的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0050]此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0051]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0052]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0053]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种三电极电炉的电极阻抗的测量装置，其特征在于，包括: 电流测量器，所述电流测量器包括分别对电炉的三个电极的电流进行测量的第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器，所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器以三角形的方式进行连接，且所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器分别与所述三个电极对应设置； 对所述三个电极的电压进行测量的电压测量器，所述电压测量器与所述三个电极分别相连；以及 控制器，所述控制器与所述电流测量器和电压测量器分别相连，所述控制器根据所述三个电极的电流和三个电极对应的电压分别计算所述三个电极的阻抗。
2.如权利要求1所述的三电极电炉的电极阻抗的测量装置，其特征在于，所述电压测量器为三相电压互感器，且所述三相电压互感器的初级绕组和次级绕组均以星形的方式进行连接。
3.如权利要求1所述的三电极电炉的电极阻抗的测量装置，其特征在于，所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器分别对应设置在电炉变压器的次级三相绕组上，或分别对应设置在与所述电炉变压器的次级三相绕组相连的短网上。
4.如权利要求1-3中任一项所述的三电极电炉的电极阻抗的测量装置，其特征在于，还包括: 多功能仪表，所述多功能仪表连接在所述控制器和所述电流测量器之间，且连接在所述控制器和所述电压测量器之间，所述多功能仪表显示测量的所述三个电极的电流和电压，并将所述三个电极的电流和电压发送至所述控制器。
5.如权利要求1所述的三电极电炉的电极阻抗的测量装置，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
【文档编号】G01R27/08GK203502497SQ201320599634
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】李刚 申请人:中国恩菲工程技术有限公司