专利名称：高炉滤波补偿专用成套装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种高炉滤波补偿专用装置。
背景技术：
钢铁企业的用电设备具有容量大、大部分为感性负荷、负荷冲击大、起制动频繁、 快速性、自动化程度高、工作连续性等特点，是用电的大户，用电设备大量使用直流电动机和变流器驱动、交流电动机变频调速驱动、变压器、电抗器、电力电子装置等非线性负载。像高炉、转炉等炼钢设备使电网电压发生波动和闪变，三相不平衡，电网功率因数低，线路损耗增加，谐波含量超标，已造成谐波公害，严重危害电力系统的安全运行和电气设备的安全经济运行。因此，解决好电力系统的无功补偿和谐波治理问题对于保证电力系统电能质量及安全运行、降低损耗、提高用电设备出力等具有重要意义。国内外对各级电网的功率因数、电压畸变率、电流畸变率、负荷对电力系统注入的谐波含量均制定了有关标准。在钢铁行业，对于电网的无功补偿及谐波治理已得到了普遍的关注和重视，采取了防治结合的对策。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可靠性高、节能以及谐波滤除率高的高炉滤波补偿专用装置。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案一种高炉滤波补偿专用成套装置，包括滤波支路，其特征在于所述滤波支路为3 次谐波滤波支路，滤波支路接入炉变压器低压侧母线，所述滤波支路由隔离开关和三角形回路依次组成，三角形回路由三角形连接的三个单相单元构成，每个单元由电容器、晶闸管阀以及电抗器依次串联而成，所述隔离开关和三角形回路之间设有一个避雷器，所述晶闸管阀都与一个控制器的一端电连接，所述控制器的另一端与炉变压器三相母线电连接。所述晶闸管阀由两个晶闸管反并联构成。所述晶闸管采用德国的IXYS元件。所述电容器选用金属全膜介质的滤波电容器，所述电抗器为干式铁芯滤波电抗器。本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果由于高炉主要产生3次谐波，设计一个3次滤波通道来达到消除3次谐波的目的，某钢厂投入该装置后，使功率因数由0. 75 达到0. 95，使各次谐波抑制在国标规定值以内；有功功率由15804kW降到13644kW，降了 13. 6%;每吨钢耗由167kWh降低到145kWh，年可节电5 800万kWh，年节约电费314万元，一年内可收回投资。某轨梁厂，大剪及左右推床投入了该补偿装置后，使谐波含量在国标规定的值内，功率因数由0. 57提高到0. 95，每年可减少罚款89万元，还每月奖励2000元，减少了变配电有功损耗，整流变压器的一次电流由117A降低到15A，年节电54. 32万元，年直接经济效益为143. 677万元。
图1是本实用新型的电路结构图。
具体实施方式
参见图1，一种高炉滤波补偿专用成套装置，包括滤波支路，滤波支路为3次谐波滤波支路，滤波支路接入炉变压器低压侧母线，滤波支路由隔离开关1和三角形回路依次组成，三角形回路由三角形连接的三个单相单元构成，每个单元由电容器2、晶闸管阀3’以及电抗器4依次串联而成，隔离开关1和三角形回路之间设有一个避雷器5，晶闸管阀3’都与一个控制器6的一端电连接，所述控制器6的另一端与炉变压器三相母线电连接。晶闸管阀3’由两个晶闸管3反并联构成，晶闸管3采用德国的IXYS元件，电抗器4为干式铁芯滤波电抗器，电容器2选用金属全膜介质的滤波电容器，可采用AFM型滤波电容器，采用金属化膜，真空浸渍优质的绝缘油内置防爆装置，安全可靠，电流过载能力彡1. 51η。电容器在1. 1倍的额定电压、1. 3倍的额定电流下长期运行，控制器6根据采集的电流电压信号来操控晶闸管阀，控制器5采用32位ARM微处理器芯片，控制器其结构主要包括电源电路、显示电路、按键电路、电量测量电路、采样电路以及CPU，由电源电路向各个其他电路供电，电量测量电路与采样电路及CPU相连接，采样电路用于采集变压器的电流电压信号，并将信号转换传送给电量测量电路，电量测量电路将采样电路送来的信号进行处理，与CPU进行通讯完成信号的双向传输，CPU监控工作状态，将电量测量电路送来的信号进行分析、逻辑判断、计算，以控制装置的工作状态。电量测量电路采用美国ANOLOG DEVICE公司生产的ADE7758型号的专用电能测量芯片。控制器功能齐全操作方便，有自动报警装置，有过电压、过电流、超谐波等各项保护功能，确保产品所有操作使用监控都能在控制室内操作。设备操作方便，安全可靠，具体地说，控制器也可以选用市面上的一些通用控制器，比如说西门子公司生产的S7-200可编程控制器或者是华冠公司生产的JKGF系列的控制器。控制器采用反馈式监测，以负载的实时无功功率为投切物理量，在20ms内完成信号数据采集、计算、控制输出，投切开关接到投切指令后，在小于IOms内完成零电流投入， 投切无涌流，对电网无冲击，电容器投入采用预充电技术，避免了投切电容器的冲击，使运行更加稳定、安全、可靠。为保证实时跟踪投切，整个系统响应时间小于30ms，可满足快速变化负载的需要，实现快速补偿。
权利要求1.一种高炉滤波补偿专用成套装置，包括滤波支路，其特征在于所述滤波支路为3次谐波滤波支路，滤波支路接入炉变压器低压侧母线，所述滤波支路由隔离开关(1)和三角形回路依次组成，三角形回路由三角形连接的三个单相单元构成，每个单元由电容器(2)、晶闸管阀(3’)以及电抗器(4)依次串联而成，所述隔离开关(1)和三角形回路之间设有一个避雷器(5)，所述晶闸管阀(3’)都与一个控制器(6)的一端电连接，所述控制器(6)的另一端与炉变压器三相母线电连接。
2.根据权利要求1所述的一种高炉滤波补偿专用成套装置，其特征在于所述晶闸管阀(3’)由两个晶闸管(3)反并联构成。
3.根据权利要求2所述的一种高炉滤波补偿专用成套装置，其特征在于所述晶闸管 (3)采用德国的IXYS元件。
4.根据权利要求1或2所述的一种高炉滤波补偿专用成套装置，其特征在于所述电容器(2 )选用金属全膜介质的滤波电容器。
5.根据权利要求1或2所述的一种高炉滤波补偿专用成套装置，其特征在于所述电抗器(4)为干式铁芯滤波电抗器。
专利摘要本实用新型涉及一种高炉滤波补偿专用成套装置，包括滤波支路，其特征在于所述滤波支路为3次谐波滤波支路，滤波支路接入炉变压器低压侧母线，所述滤波支路由隔离开关和三角形回路依次组成，三角形回路由三角形连接的三个单相单元构成，每个单元由电容器、晶闸管阀以及电抗器依次串联而成，所述隔离开关和三角形回路之间设有一个避雷器，所述晶闸管阀都与一个控制器的一端电连接，所述控制器的另一端与炉变压器三相母线电连接。所述晶闸管阀由两个晶闸管反并联构成。本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果由于高炉主要产生3次谐波，设计一个3次滤波通道来达到消除3次谐波的目的。
文档编号H02J3/18GK201937266SQ201020619378
公开日2011年8月17日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者李飞龙, 杜小毛, 童淮安 申请人:国网南自控股(杭州)有限公司