電弧爐節能的低壓無功補償裝置的製作方法
2023-05-13 12:30:51 1
專利名稱：電弧爐節能的低壓無功補償裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電弧爐的節能裝置。
背景技術：
電弧爐主要用於回收、利用社會廢鋼冶煉不繡鋼、耐熱鋼等高級鋼，世界電弧爐煉鋼的 產量佔鋼鐵總產量的30%以上。煉鋼電弧爐主要由三相電極之間的電弧產生，低的功率因數 會造成電效率低、能耗高、生產效率低、生產成本高等，這對電網及生產廠家都很不利。通 常，供電部門和生產廠家多選擇高壓電容補償，該補償方式是把電容無功補償裝置並聯到高 壓一次側的三相母線上，其只能補償變壓器的一次側電抗。該方法雖可達到補償電網功率因 數的目的，使計量點儀表顯示的功率因數提高，但二次側大量無功的消耗例仍未得到改善， 導致埋弧電阻爐的綜合參數並不理想。存在無功損耗大、三相不平衡係數大、電效率低、耗 電量大、變壓器銅損嚴重、線損嚴重、冶煉電弧死區大等缺點。發明內容本發明的目的在於克服上述現有技術中的不足之處，提供一種能耗低，電效率高，可大幅 度提高功率因數、生產效率高、生產成本低的一種電弧爐節能的低壓無功補償裝置。本發明的解決方案是包括三相補償電路分別通過補償系統短網BD接在電弧爐變壓器二次側，三相相補償電路的每相包括電容器C,該電容器C通過聯接導線L接在補償系統短 網BD上。上述三相相補償電路的每相可僅由靜態補償器構成。所述的靜態補償器由電容器C構成。 上述三相相補償電路的每相可僅由動態補償器構成。所述的動態補償器由電容器C串接第一快速熔斷器RT及接觸器的觸點JC構成。上述三相相補償電路的每相可由靜態補償器僅和動態補償器構成。所述每相的電容器C，包括第一電容器Cl和第2電容器C2，所述的靜態補償器由第一電容器。構成；所述的動態補償器由第二電容器C2串接第一快速熔斷器RT及接觸器的觸點JC構成。 上述三相相補償電路採用星接、角接或單相連接。 上述的補償系統短網BD上可串接第二快速熔斷器RT。及電抗X。 上述電容器C、第一電容器C1或第2電容器C2，可以是由二個或多個電容器並聯構成的電容器組。 '本發明與現有技術相比具有如下優點1. 可明顯增加產量。由於功率因數的提高，使產量明顯增加，以一臺18000KVA電弧 爐為例，其月產量可由3668T增加到405lT;2. 降低電耗。補償方式採取分相就地補償，即三相補償圍繞各自的接入點，分開就近 布置，以降低電網上的線路無功損耗，將補償的接入點選擇在短網相間跳線處的連接匯流銅 板上，最大限度地降低了短網無功損耗，電耗可由3412KWH/T降至3304KWH/T;3. 實行分相補償，自動平衡三相電極的輸入功率，使冶煉在最小不平衡下進行。為達到 將三相功率調平的目的，將每相補償容量分為靜態和動態補償兩大部分，三相靜態補償直接 同時投入，將三相功率基本拉平；在此基礎上，動態補償控制系統採集系k相關信號，依據 內置三相功率相等的算法，可將三功率最近調平；4. 可大幅度提高功率因數。功率因數可由0.84 0.89提高到0.93;5. 可提高產品質量。改告前發氣量為2801L/Kg,改告後發氣量為290L/Kg;6. 使的電能功率中心、熱力中心和爐膛中心達到重合，使溶池熱區均勻擴大；7. 補償裝置與短'網並聯，設備的維護及檢修不影響爐體冶煉的正常運行；8. 補償系統高度集成化，可實現無人值班，操作極為簡單；9. 採用調平三相功率的控制方式，使系統能在最小補償容量情況下發揮最大效益；10.由於採取了分組就地補償原則，使設備布置更緊湊、更科學；延長了設備的使用壽 命，節省了補償短網上的費用。為保障整體設備的使用壽命，尤其是關鍵部件——電容器的 平均使用壽命，在控制上採取"先進先出"，即每一最小基本單元的投入或切除的必要條件 是該單元前一相鄰單元已投入或已切除，因此可確保動態部分的每一最小單元在使用時間 上均大致相等，從而保證了整體設備的使用壽命。為降低投切電容器時的衝擊電流，在每一 最小單元投切時，採取相應限流措施，以將其投切峰值電流限制在電容器對衝擊電流能承受 的範圍之內，以延長電容器的使用壽命。
圖1至圖3，分別為本發明三相補償電路三角形接法、星形接法、及單相接法的電氣原 理圖； 圖4為本發明三相補償電路的電路原理圖。
具體實施方式
本發明根據電弧爐迴路的具體結構，把補償電容器並聯設置在銅瓦附近，使無功補償盡 可能靠近電孤，補償了變壓器的二次電抗、漏抗、和短網阻抗。採用自動控制技術，檢測每 相的無功功率，根據無功的大小和在三相功率相等的控制模型，設置相應大小的無功電容， 使無功功率轉化為有功功率。該系統既能提高功率因數，又平衡了三相功率，使電弧爐的功 率中心、熱力中心、和爐腔中心重合，並在變壓器一次側功率不變的條件下提高了電極上的 冶煉功率，達到節能降耗的目的。本發明主要由三相補償電路構成，三相補償電路分別通過補償系統短網BD控制於電弧 爐變壓器B的二次側。三相補償電路可採用三角形接法或星形、單相連接方式，參見圖l至 圖3。採用分組就地補償方式a-x,b-y,c-zs三相補償電容，電網電流可採用35KW，經電爐 變壓器B變壓後送入電極。補償系統短網BD上串接有第二快速熔斷器RT。及電抗X，電 抗X用於防止浪湧電流，同時具有消除諧波的功能。參見圖4，三相補償電路的每相主要由電容器C構成，其通過聯接導線L接於補償系統 短網BD上。電容器C一般是由二個或多個電容器關聯構成的電容器組。三相補償電路的每 相可僅由靜態補償器構成，亦可僅由動態補償器構成，還可由靜態補償器和動態補償器混合 構成。構成三相補償電路每相的電容器C通過聯接導線L聯接補償系統短網BD上，構成靜 態補償器；構成三相補償電路每相的電容器C的聯接導線L上，串接有第一快速熔斷器RT 及接觸器的觸點JC,則構成動態補償器。接觸器Jc可選用40KW/220V電容切換專用接觸器。電弧爐系統工作時，由信號採集裝置將電壓/電流信號採集入信號處理器，信號取點位置 在短網(變壓器二次側至電極間的銅排，包括鋼管、水冷電纜、短網軟聯等)的軟聯處，補 償短網也由此接入系統；信號處理採用電壓採樣轉換為電流方式作為電流信號，並經過運算 放大、處理，送入控制器；控制器工作是先由處理後的電壓、電流信號計算出實時功率因數， 與系統設計的功率因數比較，並採取最高電壓限制等措施，採用先投先切的原則，完全閉環 控制，自動投切各組電容，使功率因數達到要求，並且三相基本趨於平衡；系統輸出採用固 態繼電器輸出方式，無觸點投切，以此驅動電容器切換專用接觸器線圈，控制主迴路的電容 投切；系統保護方面，控制迴路採用了失壓、斷電、過流、過電壓、抗幹擾等保護措施，並 具有系統本身的諧波消除功能。本發明對於大型多組控制，採用PLC和相應的控制軟體，顯 示監控各臺設備的運行狀態；系統採用的所有元件、動靜結合的補償方式，用電弧爐低壓二 次側補償。本發明的信號處理控制亦可用PLC裝置來代替。權利要求
1.電弧爐節能的低壓無功補償裝置，包括三相補償電路，其特徵在於所述的三相補償電路分別通過補償系統短網(BD)接在電爐變壓器二次側，所述三相補償電路的每相包括電容器(C)，該電容器(C)通過聯接導線(L)接在補償系統短網(BD)上。
2. 如權利要求1所述的電弧爐節能的低壓無功補償裝置，其特徵在於所述三相相補 償電路的每相由靜態補償器構成；所述的靜態補償器由電容器(C)構成。
3. 如權利要求1所述的電弧爐節能的低壓無功補償裝置，其特徵在於所述三相相補 償電路的每相由動態補償器構成；所述的動態補償器由電容器(C)串接第一快速熔斷器(RT) 及接觸器的觸點(JC)構成。
4. 如權利要求1所述的電弧爐節能的低壓無功補償裝置，其特徵在於所述三相相補 償電路的每相由靜態補償器僅和動態補償器構成；所述每相的電容器(C)包括第一電容器(Cl)和第2電容器(C2)，所述的靜態補償器由第一電容器(Cl)構成；所述的動態補償 器由第二電容器(C2)串接第一快速熔斷器(RT)及接觸器的觸點(JC)'構成。
5. 如權利要求1所述的電弧爐節能的低壓無功補償裝置，其特徵在於所述三相相補 償電路採用星接或角接、單相連接。
6. 如權利要求1所述的電弧爐節能的低壓無功補償裝置，其特徵在於所述的補償系統短網(BD)上串接第二快速熔斷器(RT。)及電抗(X)。
7. 如權利要求6戶)f述的電弧爐節能的低壓無功補償裝置，其特徵在於所述電容器(C)、 第一電容器(Cl)或第2電容器(C2)，可以是由二個或多個電容器並聯構成的電容器組。
全文摘要
電弧爐節能的低壓無功補償裝置，包括三相補償電路，分別通過補償系統短網接在電爐變壓器二次側，補償系統短網上串接有快速熔斷器及電抗，三相補償電路的每相包括電容器，其通過聯接導線接在補償系統短網上，構成靜態補償器。本發明能大幅度提高功率因數，生產效率高，生產成本低。
文檔編號H02J3/18GK101330217SQ200710018098
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月20日 優先權日2007年6月20日
發明者白玉龍 申請人:西安瑞馳電力設備有限公司