鐵合金礦熱爐的無功補償結構的製作方法

2024-02-24 13:03:15 1

專利名稱：鐵合金礦熱爐的無功補償結構的製作方法
技術領域：
本實用新型專利涉及冶煉技術領域，特別涉及一種鐵合金礦熱爐的無功補償結構。
背景技術：
無功補償是在電力系統中能提高電網的功率因數，降低用電設備及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。合理的選擇補償裝 置，能最大限度的減少網絡的損耗，提高電網質量。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統，電壓波動，諧波增大等諸多因素。在電力生產中，鐵合金礦熱爐是一種高載能設備，也是諧波源設備，主要由開關供電設備、保護設備、礦熱爐變壓器、水冷銅管(水冷電纜)、電極、爐體等部分構成。隨著工業的發展，鐵合金礦熱爐的容量也越來越大。短網是指礦熱爐變壓器低壓輸出側到電極的電路線路的通稱。鐵合金礦熱爐的短網由導電母線(如水冷銅管、水冷電纜等)和電極組成，導電母線用T2紫銅材料製成。而短網是一個大電流工作的系統，最大電流可以達到上萬安培。根據鐵合金礦熱爐的特點，系統電抗的約70 %是由短網產生的，因此短網的性能決定了礦熱爐的性能。正是由於這個原因，因此鐵合金礦熱爐的自然功率因數很難達到相關標準指定的O. 9以上，絕大多數鐵合金礦熱爐的自然功率因數都在O. 7、. 8之間。自身無功功率需求量較大，從節能降耗和企業自身經濟效益角度出發，需要在供電系統中加裝大量的電容補償裝置。現有補償方法大都在鐵合金礦熱爐的高壓側加裝電容器，以滿足鐵合金爐無功功率補償的需要。該技術較為成熟。但是在鐵合金礦熱爐高壓側進行補償時，由於補償裝置安裝位置的原因，只能對安裝點以前的供電設備減少無功需求，降低電流，因此只能解決供電線路的耗損問題，而鐵合金礦熱爐變壓器及短網等耗能的關鍵節點的電流沒有降低。由於無功耗能=3I2*R，故在電流值及短網電阻值一定的情況下，系統總耗能沒有降低。在對短網的無功補償中，因大容量鐵合金礦熱爐的補償需求量大，短網運行的電壓低(一般在12(T180V之間)，因此所需的低壓電容器數量多，在爐體周圍所佔面積大，而目前大多數鐵合金礦熱爐因受場地的限制，沒有足夠的空間安裝補償短網無功的電容，因此不能滿足補償需求。發明內容本實用新型旨在解決傳統鐵合金冶煉電爐使用普通無功補償裝置存在總耗能高、低壓電容器數量多、所佔面積大等技術問題，以提供一種可降低生產總能耗、低壓電容器數量少、所佔面積小和運行穩定的鐵合金礦熱爐的無功補償結構。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。本實用新型的鐵合金礦熱爐的無功補償結構，礦熱爐變壓器I的輸入端連接輸入電流，其輸出端順次串接短網2、礦熱爐電極3和礦熱爐體4，礦熱爐變壓器I的中壓側與主線路並聯中壓補償單元，短網2的輸出端並聯低壓補償單元。本實用新型的鐵合金礦熱爐的無功補償結構，其中所述的低壓補償單元為濾波電抗器一 5和電容器一 6串聯構成的諧振電路,濾波電抗器一 5的耐壓值為10KV,電容器一 6的耐壓值為10KV。本實用新型的鐵合金礦熱爐的無功補償結構，其中所述的中壓補償單元為濾波電抗器二 7和電容器二 8串聯構成的諧振電路，濾波電抗器二 7的耐壓值為10KV，電容器二 8的耐壓值為10KV。本實用新型鐵合金礦熱爐的無功補償結構的有益效果I.本實用新型採用中壓補償單元可解決部分高壓線路及礦熱爐變壓器的功率損耗，採用低壓補償單元可解決礦熱爐變壓器至電極間的短網損耗；2.減小了用電設備的無功電量，降低了用電設備的負載電流，提高了系統的自然功率因數，從而降低了生產能耗，提高了產品產量，達到了節能降耗的目的； 3.低壓電容器數量少、所佔面積小。

圖I為本實用新型的結構示意圖圖中標號說明I礦熱爐變壓器、2短網、3礦熱爐電極、4礦熱爐體、5濾波電抗器一、6電容器一、7濾波電抗器二、8電容器二
具體實施方式
本實用新型詳細結構、應用原理、作用與功效，參照附圖1，通過如下實施方式予以說明。如圖I所示本發明鐵合金礦熱爐的無功補償結構，包括與輸入電流連接的礦熱爐變壓器1，礦熱爐變壓器I的低壓側輸出經過短網2連接礦熱爐電極3及爐體4，在礦熱爐變壓器I的中壓側與主線路並聯中壓補償單元，在短網2的末端並聯低壓補償單元。在中壓補償單元和低壓補償單元均包括濾波電抗器和電容器串聯的諧振電路，電容器中的電容為星型連接方式。中壓補償單元中濾波電抗器的電壓值為IOKV，電容器中的電容的耐壓值為IOKV。中壓補償解決了部分高壓線路及礦熱爐變壓器的功率損耗，低壓補償解決了礦熱爐變壓器至電極間的短網損耗。中壓和低壓的補償功率均由PLC (或者礦熱爐專用補償控制器)控制系統根據功率因數、電流電壓比、諧波電流等進行計算，使系統的自然功率因數達到0.9以上。為了確保不會出現過補，在PLC (或者礦熱爐專用補償控制器)的計算中要通過支路分組電容的容量判定所需投運的支路數進行補償計算。在配電系統中補償電容器與電網感抗發生並聯諧振，諧振會將原諧波電流值放大，造成對電力系統的汙染及損壞電力設備，因此需要諧振電路濾掉諧波。將電抗器和電容器串聯是常見的一種諧振電路結構，這種結構的諧振電路通過調節電抗或電容器的電容參數，使在產生諧波時感抗值等於容抗值(XL=Xc)，則諧振電路的阻抗就等於0，也就是對該次諧波為短路，由此濾掉該次諧波，使其不會流入到主線路中。通過電能質量分析儀對鐵合金礦熱爐正常生產時諧波情況進行實測，結合鐵合金礦熱爐運行工況參數及所需達到的運行參數，根據實測值計算分析濾波次數、所需補償無功量及安裝場地，進行中、低壓分配。當鐵合金礦熱爐正常運行後，先將中壓濾波補償容量固定投入，再通過PLC (或者礦熱爐專用補償控制器)控制系統根據鐵合金礦熱爐運行工況實行動態分組投切跟蹤補償，使其達到最佳的運行工況。通過這種結構方式，減小了用電設備的無功電量，降低了用電設備的負載電流，提高了系統的自然功率因數，從而降低了生產能耗，提高了產品產量，達到了節能降耗的目的。綜上所述，本實用新型的鐵合金礦熱爐的無功補償結構具有可降低生產總能耗、低壓電容器數量少、所佔面積小和運行穩定等技術優點。
權利要求1.鐵合金礦熱爐的無功補償結構，其特徵在於礦熱爐變壓器(I)的輸入端連接輸入電流，其輸出端順次串接短網(2)、礦熱爐電極(3)和礦熱爐體(4)，礦熱爐變壓器(I)的中壓側與主線路並聯中壓補償單元，短網(2)的輸出端並聯低壓補償單元。
2.根據權利要求I所述的鐵合金礦熱爐的無功補償結構，其特徵在於所述的低壓補償單兀為濾波電抗器一(5)和電容器一(6)串聯構成的諧振電路,濾波電抗器一(5)的耐壓值為10KV，電容器一(6)的耐壓值為10KV。
3.根據權利要求I所述的鐵合金礦熱爐的無功補償結構，其特徵在於所述的中壓補償單元為濾波電抗器二( 7)和電容器二(8)串聯構成的諧振電路，濾波電抗器二( 7)的耐壓值為10KV，電容器二(8)的耐壓值為10KV。
專利摘要本實用新型的鐵合金礦熱爐的無功補償結構，涉及冶煉技術領域，旨在解決傳統鐵合金冶煉電爐使用普通無功補償裝置存在總耗能高、低壓電容器數量多、所佔面積大等技術問題。本實用新型的鐵合金礦熱爐的無功補償結構，其中礦熱爐變壓器(1)的輸入端連接輸入電流，其輸出端順次串接短網(2)、礦熱爐電極(3)和礦熱爐體(4)，礦熱爐變壓器(1)的中壓側與主線路並聯中壓補償單元，短網(2)的輸出端並聯低壓補償單元。
文檔編號H02J3/18GK202663120SQ201220297888
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月25日 優先權日2012年6月25日
發明者張德勝 申請人:四川晨龍航天電器設備有限公司