专利名称：新型的大电流采样的矿热炉低压无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及大电流采样的矿热炉低压无功补偿装置，尤其是能测量低压大电 流并对无功补偿进行控制的矿热炉低压无功补偿装置。
背景技术：
矿热炉是一种大能耗的产品，最小容量在16500kVA，目前国内最大的达 48000kVA,国外的矿热炉容量还要大。采用特种的变压器由高压端IlOkV和35kV变压成 250V以下使用，提供矿热炉的大电流的能量需求。由于变压器的变压及输送大电流的短网等传输电路中产生大量无功，以及由于线 路的感抗和阻抗引起的电压下降，因此在采用电流传输的末端进行无功补偿效果最好，能 减少传输中的无功电流，增加有功电流的输送，提升电压，达到提高炉内的入炉功率，减少 输电中的损耗，达到增产节能的作用。由发明人本人提出的申请号为200710025483.0、发明名称为“一种改良的矿热炉 低压无功补偿专用装置”的发明专利中就公开了一种矿热炉低压无功补偿专用装置。该矿 热炉低压无功补偿专用装置包括控制仪，其特征在于所述控制仪对变压器输入端的信号 采集后分别控制与矿热炉三相的输出端分别相连接的晶间管，达到分相控制，分相补偿，确 保矿热炉三相电压及功率因数平衡。虽然，目前低压无功补偿设备连接点设置在短网末端，但存在以下问题1、解决不了大电流的采样，因为低压侧的短网电流达到几万安培至十万以上安 培，无法直接测量。因此目前都采取在高压端采样，高压端只有几百安培的电流。整条输 电线路中由于高压经过变压器变压再经过短网的线路压降很大，达到几十伏之差。因此高 压电流不能真实和有效的反映低压无功补偿设备接入点的电流状况，严重影响了补偿的效 果。三相变压器供电由于连接炉内电极短网长度不一，因此引起每相电极的电压、电流不 同。目前在高压端采样，控制低压的补偿方法不能取得最佳效果。2、由于每相短网的长度不一，末端的三相电压和电流是不平衡的。三相等量分配 电容器进行补偿，无法改变三相电压和电流的不平衡状况。只有根据在线监测三相的电压 和电流的状况，合理的分配每相不等的电容器进行补偿，才能改变三相电压和电流的不平 衡状况。
实用新型内容为了克服现有的矿热炉低压无功补偿装置不能有效反映接入点电流状况的技术 问题，本实用新型提出了一种新型的大电流采样的矿热炉低压无功补偿装置，其采用大电 流的罗氏线圈采集每相的低压大电流，在补偿点能检测在线电流、电压的精确数据。根据本实用新型一方面，提供了一种新型的大电流采样的矿热炉低压无功补偿装 置，其包括短网、水冷电缆、罗氏线圈、低压测量传感器、补偿电容器、积分器和控制仪，其中 控制仪与补偿电容器连接，罗氏线圈和低压测量传感器分别依次连接到积分器和控制仪。3[0010]根据本实用新型另一方面，短网的末端分别连接罗氏线圈、低压测量传感器和补 偿电容器，控制仪收集来自所述罗氏线圈和低压测量传感器的信号，并根据所述信号自动 控制所述补偿电容器的投切。根据本实用新型另一方面，水冷电缆的末端分别连接罗氏线圈、低压测量传感器 和补偿电容器，控制仪收集来自所述罗氏线圈、低压测量传感器的信号，并根据所述信号自 动控制所述补偿电容器的投切。根据本实用新型另一方面，控制仪为工控机，该工控机包括触摸液晶显示屏。根据本实用新型另一方面，所述补偿电容器为动态补偿电容器组。根据本实用新型另一方面，所述工控机包括报警器。根据本实用新型另一方面，所述短网包括三个单相，每个单相包括多根铜管，每根 铜管都连接一根水冷电缆，每根铜管或每根水冷电缆上都设置罗氏线圈。本实用新型具有以下一个或者多个优点1.控制部分由于解决了大电流的采集 问题，可采集到低压侧的有功电流、无功电流、视在功率、电压及谐波含量等数据，采用一 体化工控机触摸液晶显示屏达到设置显示、报警控制多种功能，确保可以随意设定功率因 数补偿指标，达到矿热炉最佳的增产、节电效果；2.根据短网的弱相和强相的状况，合理分 配电容器，通过采集到的电压、电流、各种功率等数据进行分析对比，从而对每相的电容器 进行单独控制，使弱相和强相在末端达到平衡；3.用大电流的罗氏线圈，测量精度可达到 0. 2%，电流从1000安培到10万安培都能达到0. 2%的精度。
图1是本新型的大电流采样的矿热炉低压无功补偿装置示意图。图2是现有技术中矿热炉装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过优选实施例来描述本实用新型的最佳实施方式，这里的具体 实施方式在于详细地说明本实用新型，而不应理解为对本实用新型的限制，在不脱离本实 用新型的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本实用新 型的保护范围之内。如图1所示，其中示出了一种新型的大电流采样的矿热炉低压无功补偿装置，其 包括短网、水冷电缆、罗氏线圈(罗氏线圈设置在图1中所示的电流采样点处)、低压测量 传感器、补偿电容器、积分器和控制仪。其中控制仪与补偿电容器连接，罗氏线圈和低压测 量传感器分别依次连接到积分器和控制仪。需要说明的是，上述的控制仪、积分器和罗氏线 圈、低压测量传感器并没有在图1中示出，其结构都属于现有技术的内容，故在此省略。优选地，短网包括三个单相A、B、C，短网的三个单相通过水冷电缆与矿热炉中的三 个电极连接，即第一个电极与单相A、B连接，第二个电极与单相B、C连接，第三个电极与单 相C、A连接。如图2中所示，一次电流电压信号通过变压器1变压后，经过短网2的一相A、 B或C通过水冷电缆3连接到一个电极4上(图2中的电极4通过粗实线表示，图1中的电 极4通过圆圈表示)。短网2的末端5 (即对应图1中示出的电流、电压采样点)分别连接 罗氏线圈、低压测量传感器和补偿电容器，控制仪收集来自所述罗氏线圈、低压测量传感器的信号，并根据所述信号自动控制所述补偿电容器的投切。优选地，可在水冷电缆3的末端6 (即对应图1中示出的电流、电压采样点)分别 连接罗氏线圈、低压测量传感器和补偿电容器，控制仪收集来自所述罗氏线圈、低压测量传 感器的信号，并根据所述信号自动控制所述补偿电容器的投切。需要说明的是，补偿电容器 需要连接两个单相例如A和B相上的短网末端5或者水冷电缆3的末端6，而对应地，罗氏 线圈、低压测量传感器可以仅仅设置在A或B相的短网末端5 (或水冷电缆3的末端6)上。优选地，如图1所示，罗氏线圈、低压测量传感器设置在图1中的电流取样点处 (对应图2中的短网末端5或水冷电缆3的末端6)。其中罗氏线圈是一个均勻缠绕在非铁 磁性材料上的环形线圈，其结构简单，测量范围宽，精度高，稳定可靠。优选地，单相A、B和C可分别包括多根铜管，每根铜管都连接一根水冷电缆，每根 铜管或每根水冷电缆上都设置罗氏线圈、低压测量传感器，这些罗氏线圈、低压测量传感器 都连接到积分器上，其中将罗氏线圈感应的电流信号转换为电压信号，并将电压信号发送 给控制仪。控制仪根据获得的电压信号来动态控制补偿电容器的投切。优选地，控制仪为工控机，该工控机包括触摸液晶显示屏。该液晶显示屏可显示低 压侧的有功电流、无功电流、视在功率、电压及谐波含量等数据，能实现显示、报警控制多种 功能，确保可以随意设定功率因数补偿指标，达到矿热炉最佳的增产、节电效果。优选地，所述补偿电容器可为动态补偿电容器组。例如，采用02114M3. 1中所公 开的“电炉二次低压补偿装置”中为了实现分相动态平衡所采用的电容器组等等。优选地， 所述工控机包括报警器。综上所述，本实用新型具有以下一个或多个优点1、控制部分由于解决了大电流 的采集问题，可采集到低压侧的有功电流、无功电流、视在功率、电压及谐波含量等数据，采 用一体化工控机触摸液晶显示屏达到设置显示、报警控制多种功能，确保可以随意设定功 率因数补偿指标，达到矿热炉最佳的增产、节电效果；2、根据短网的弱相和强相的状况，合 理分配电容器，通过采集到的电压、电流、各种功率等数据进行分析对比，从而对每相的电 容器进行单独控制，使弱相和强相在末端达到平衡；3、用大电流的罗氏线圈，测量精度可达 到0. 2%，电流从1000安培到10万安培都能达到0. 2%的精度。
权利要求1.一种新型的大电流采样的矿热炉低压无功补偿装置，其特征在于包括短网、水冷电 缆、罗氏线圈、低压测量传感器、补偿电容器、积分器和控制仪，其中控制仪与补偿电容器连 接，罗氏线圈和低压测量传感器分别依次连接到积分器和控制仪。
2.根据权利要求1的矿热炉低压无功补偿装置，其特征在于所述短网的末端或者水冷 电缆的末端分别连接罗氏线圈、低压测量传感器和补偿电容器，控制仪收集来自所述罗氏 线圈和低压测量传感器的信号，并根据所述信号自动控制所述补偿电容器的投切。
3.根据权利要求1或2的矿热炉低压无功补偿装置，其特征在于控制仪为工控机，该工 控机包括触摸液晶显示屏。
4.根据权利要求1或2的矿热炉低压无功补偿装置，其特征在于所述补偿电容器为动 态补偿电容器组。
5.根据权利要求1或2的矿热炉低压无功补偿装置，其特征在于所述工控机包括报警装置。
6.根据权利要求1或2的矿热炉低压无功补偿装置，其特征在于所述短网包括三个单 相，每个单相包括多根铜管，每根铜管都连接一根水冷电缆，每根铜管或每根水冷电缆上都 设置罗氏线圈和低压测量传感器。
专利摘要一种新型的大电流采样的矿热炉低压无功补偿装置包括短网、水冷电缆、罗氏线圈、低压测量传感器、补偿电容器、积分器和控制仪，其中控制仪与补偿电容器连接，罗氏线圈和低压测量传感器分别依次连接到积分器和控制仪，控制仪收集来自所述罗氏线圈和低压测量传感器的信号，并根据所述信号自动控制所述补偿电容器的投切。由于通过罗氏线圈准确测量了低压侧的大电流，这为控制仪准确投切电容量提供了保障。
文档编号H02J3/18GK201829956SQ20102019409
公开日2011年5月11日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者陶祥生 申请人:无锡龙魁电力电容器有限公司