矿热炉补偿器电压电流采集装置的制作方法

本实用新型涉及矿热炉低压侧无功补偿系统领域，特别涉及无功补偿器中电压电流采集。

背景技术：

矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉，矿热炉的结构以及工作特点决定了变压器多处于无功运行状态，其短网上大量的无功消耗及由此产生的大幅度的工作电压降是导致低产量，高电耗的主要原因。短网的低电压大电流特征决定了短网会产生大量的无功功率，无功功率会严重占用变压器荷载，制约了变压器输送有功的能力，致使炉变功率因数较低，一般都在0.6～0.8之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，产生大量的无用功，还会被电力部门加收额外的电力罚款，使三相间的电力不平衡加大，导致冶炼效率低下，电耗增高；再加上矿热炉变压器的短网布置长度不等，冶炼造成的三相功率不平衡和冶炼电弧变化所产生的无功在炉变和短网、变压器、供电网络上流转，加剧了整个矿热炉的无功损耗。为了减少电网的损耗，提高供电质量，供电局要求用电企业的功率因数要在0.9以上，否则要对用电企业处以高额罚款。同时功率因数偏低，也会降低矿热炉的进线电压，影响电石的冶炼。故目前国内外大容量矿热炉都要加装无功补偿装置，以提高矿热炉的功率因数。

目前在电压电流的显示方面大多采用功能单一的电流表或电压表，再通过仪表自带的 MODBUS通讯接口将电流或电压传送到上中控室的上位机。在安装与接线方面，电流表或电压表在安装时需要在电气柜面板上开出相应的安装孔；线路组成复杂，效率较低；未引入电能质量监测反馈系统。

技术实现要素：

本实用新型公开了一种矿热炉补偿器电压电流采集装置，旨在能够用该装置取代传统的电表，在简化电路的同时引入电能质量监测系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供一种矿热炉补偿器电压电流采集装置，包括控制模块，所述控制模块分别连接有电能质量监测模块、至少一路电压采集电路、至少一路电流采集电路以及存储模块；所述存储模块连接到上位机；所述至少一路电压采集电路用于采集短网电压数据；所述至少一路电流采集电路用于采集电容器投入电流，所述经电压采集电路采集后的电压数据、电流采集电路采集后的电流数据经过控制模块处理传至存储模块进行保存以及传至所述电能质量监测模块进行监测；随之，将存储模块保存数据上传至上位机进行显示。

进一步的，所述电流/电压采集电路利用高压CT/PT互感器传输来采集高压侧电流/电压数据。

进一步的，所述电流/电压采集电路采集高压侧电流/电压的0～31次谐波分量、相位以及谐波失真。

进一步的，所述电流/电压采集电路采集电流/电压数据，精度可达0.5％，分辨率达到 0.01％。

进一步的，所述电能质量监测模块监测到电流/电压采集电路采集的谐波分量超过正常值时，会反馈给控制模块，所述控制模块将封锁所有路数的晶闸管，同时通过以太网上传数据到上位机显示。

进一步的，所述电能质量监测模块监测到电流/电压采集电路采集的数据上限或下限超出设定值，会通过所述控制模块反馈信息至上位机，所述上位机进行显示报警信号。

进一步的，所述存储模块通过以太网通讯口将寄存的电流/电压采集电路采集电流/电压数据和电能质量监测模块监测数据上传至上位机。

因为本实用新型采用以上技术方案，所以具备以下有益效果：

本实用新型能够用该装置取代传统的电表，简化电路组成，提高数据采集精度、分辨率及电路运行效率，还加入了电量质量监测系统，能有效的反应电量采集的具体状态；实时进行短网电压、投切电流数据采集以及短网谐波分量监测，在本地数据保存同时传输至上位机进行显示。

附图说明

图1为本实用新型一种矿热炉补偿器电压电流采集装置结构示意图；

附图标号：1-电流采集电路，2-电能质量监测模块，3-电压采集电路，4-控制模块，5-存储模块，6-以太网，7-上位机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型提供一种矿热炉补偿器电压电流采集装置，包括控制模块，所述控制模块分别连接有电能质量监测模块、至少一路电压采集电路、至少一路电流采集电路以及存储模块；所述存储模块连接到上位机；所述至少一路电压采集电路用于采集短网电压数据；所述至少一路电流采集电路用于采集电容器投入电流，所述经电压采集电路采集后的电压数据、电流采集电路采集后的电流数据经过控制模块处理传至存储模块进行保存以及传至所述电能质量监测模块进行监测；随之，将存储模块保存数据上传至上位机进行显示。对短网的电压及补偿电容器投入后的电流进行采集处理和数据转换，以供系统进行数据显示及控制，采用该装置能够取代传统的电表，简化电路组成，提高电路运行效率。

电流/电压采集电路利用高压CT/PT互感器传输来采集高压侧电流/电压数据；其中，所述电流/电压采集电路采集高压侧电流/电压的0～31次谐波分量、相位以及谐波失真，所述电流/电压采集电路采集电流/电压数据，精度可达0.5％，分辨率达到0.01％。矿热炉是一个不稳定设备，特别是在发生塌料的情况下短网的谐波分量会变得很重，对电气设备造成较大影响，特别是3、5次谐波过重会造成用电设备，特别是控制设备产生误动作；因此，对相关数据进行监测就显得尤为重要。

进一步的，所述电能质量监测模块监测到电流/电压采集电路采集的谐波分量超过正常值时，会反馈给控制模块，所述控制模块将封锁所有路数的晶闸管，以保护回路各器件，同时通过以太网上传数据到上位机显示。

进一步的，所述电能质量监测模块监测到电流/电压采集电路采集的数据上限或下限超出设定值，会通过所述控制模块反馈信息至上位机，所述上位机进行显示报警信号，以提醒操作人员注意炉内状况。

进一步的，所述存储模块通过5550RJ45以太网通讯口将寄存的电流/电压采集电路采集电流/电压数据和电能质量监测模块监测数据上传至上位机。