一種電爐電極功率測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于冶金自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電爐電極功率測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在冶金行業(yè)中，電爐(如初煉煉鋼爐EAF電弧爐、精煉煉鋼爐LF鋼包精煉爐、生產(chǎn)鐵合金的鐵合金爐、生產(chǎn)電石的電石爐等)的基本工作原理都是通過電爐變壓器將高電壓小電流的電能轉(zhuǎn)換為低電壓大電流的電能，并通過二次短網(wǎng)和電極，將電能轉(zhuǎn)換為電弧熱能或爐料電阻熱能以加熱或融化爐內(nèi)的物料。其中電爐的電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)是其核心控制系統(tǒng)，其目的是在電爐變壓器容量允許的條件下，通過改變電爐變壓器二次側(cè)電壓的大小或升降電極立柱，來保持三相電極功率的平衡，并使輸入到爐內(nèi)的電極有功功率最大化，以提高電爐的電效率和熱效率。因此測(cè)量并獲取電爐三相電極的準(zhǔn)確功率參數(shù)，對(duì)電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)可靠得工作，保證電爐爐況的穩(wěn)定運(yùn)行具有極其重要的意義。
[0003]現(xiàn)有的電爐電極功率測(cè)量方法多為間接測(cè)量方法，其核心技術(shù)手段是通過檢測(cè)電爐變壓器一次側(cè)相電流、一次側(cè)相電壓、一次側(cè)有功功率和二次側(cè)熔池相電壓，間接計(jì)算出每一相電極的有功功率，存在測(cè)量結(jié)果偏差較大的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電爐電極功率測(cè)量裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案為:一種電爐電極功率測(cè)量裝置，包括用于測(cè)量三相電極相電流的微分信號(hào)的三組柔性羅氏線圈、一個(gè)積分器箱、一個(gè)電壓變換箱和一個(gè)功率測(cè)量模塊；
[0006]所述三組柔性羅氏線圈分別環(huán)繞于電爐變壓器二次側(cè)短網(wǎng)三相的直線段；
[0007]所述積分器箱由三個(gè)相同的交流積分器組成，用于將柔性羅氏線圈測(cè)得的三相電極相電流的微分信號(hào)經(jīng)過交流積分器的硬件積分運(yùn)算還原為與三相電極相電流成比例的標(biāo)準(zhǔn)交流電流信號(hào)；
[0008]所述電壓變換箱內(nèi)包括限流保護(hù)電路、電壓變換電路和無源濾波電路；用于將測(cè)得的三相電極相電壓轉(zhuǎn)換成與三相電極相電壓成比例的標(biāo)準(zhǔn)交流電壓信號(hào)；
[0009]所述功率測(cè)量模塊用于計(jì)算三相電極的功率數(shù)據(jù)；
[0010]其中，三組柔性羅氏線圈的輸出端分別與積分器箱的三組輸入端相連，電壓變換箱的輸入端分別與三相電極把持器和熔池中心點(diǎn)相連，所述功率測(cè)量模塊的電流輸入端與所述積分器箱的輸出端相連，所述功率測(cè)量模塊的電壓輸入端與所述電壓變換箱的輸出端相連。
[0011 ]按上述方案，所述功率測(cè)量模塊上設(shè)置有通訊接口，所述通訊接口為以下接口類型中的一種:RS485、M0DBUS-RTU、PR0FIBUS-DP、PR0FINET、DEVICE-NET、工業(yè)以太網(wǎng)。
[0012]按上述方案，所述功率測(cè)量模塊為西門子SBffiASQ功率測(cè)量模塊。
[0013]該裝置工作的原理是:利用柔性羅氏線圈測(cè)量電極相電流，利用電壓變換電路測(cè)量電極相電壓，功率測(cè)量模塊采用通訊接口方式將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)。
[0014]本實(shí)用新型裝置帶來的有益效果是:
[0015]1.通過柔性羅氏線圈在變壓器二次側(cè)短網(wǎng)處檢測(cè)電極相電流，對(duì)三相電極電流進(jìn)行高精度的直接檢測(cè)，提高了三相電極相電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性；
[0016]2.通過電壓變換電路濾除電網(wǎng)中的工頻50Hz干擾信號(hào)，同時(shí)將電壓測(cè)量取壓點(diǎn)設(shè)置在電極夾持器(即電極夾頭或電極銅瓦)處，消除了二次短網(wǎng)電壓壓降對(duì)電極相電壓測(cè)量的影響，提高了電極相電壓檢測(cè)的準(zhǔn)確性；
[0017]3.功率測(cè)量模塊通過通訊方式傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)，即通過一根通訊線來傳輸多個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，消除了傳統(tǒng)的4?20mA模擬量傳輸方式易受干擾的弊端，并減小了布線工作量，提高了功率測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性；
[0018]4.相對(duì)于以往的方式，本實(shí)用新型所提供的電爐電極功率測(cè)量裝置的整體結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，測(cè)量數(shù)據(jù)完全通過硬件電路獲取，避免了復(fù)雜的后臺(tái)計(jì)算程序和硬件，可靠性更尚O
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型電爐電極功率測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型電爐電極功率測(cè)量裝置的電壓轉(zhuǎn)換箱電路圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型電爐電極功率測(cè)量裝置的積分器箱電路圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型電爐電極功率測(cè)量裝置的功率測(cè)量電路圖；
[0023]圖中:1-電爐變壓器;2-短銅管網(wǎng)；3-水冷電纜;4-導(dǎo)電橫臂;5-電極;6-電爐爐體；7-柔性羅氏線圈;8-積分器箱;9-電壓變換箱;I O-功率測(cè)量模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0025]如圖1所示，一種電爐電極功率測(cè)量裝置，包括用于測(cè)量三相電極相電流的微分信號(hào)的三組柔性羅氏線圈71、72、73;—個(gè)積分器箱8、一個(gè)電壓變換箱9和一個(gè)功率測(cè)量模塊10；
[0026]所述三組柔性羅氏線圈分別環(huán)繞于電爐變壓器I二次側(cè)短網(wǎng)三相的直線段；
[0027]所述積分器箱8由三個(gè)相同的交流積分器組成，用于將柔性羅氏線圈測(cè)得的三相電極相電流的微分信號(hào)經(jīng)過交流積分器的硬件積分運(yùn)算還原為與三相電極相電流成比例的標(biāo)準(zhǔn)交流電流信號(hào)；
[0028]所述電壓變換箱9內(nèi)包括限流保護(hù)電路、電壓變換電路和無源濾波電路;用于將測(cè)得的三相電極相電壓轉(zhuǎn)換成與三相電極相電壓成比例的標(biāo)準(zhǔn)交流電壓信號(hào)；
[0029]所述功率測(cè)量模塊10用于根據(jù)上述三相電極相電流信號(hào)和三相電極相電壓信號(hào)計(jì)算三相電極的功率數(shù)據(jù)；
[0030]其中，三組柔性羅氏線圈的輸出端分別與積分器箱的三組輸入端相連，電壓變換箱的輸入端分別與三相電極把持器和熔池中心點(diǎn)相連，所述功率測(cè)量模塊的電流輸入端與所述積分器箱的輸出端相連，所述功率測(cè)量模塊的電壓輸入端與所述電壓變換箱的輸出端相連。
[0031 ]以下結(jié)合附圖1?附圖4，并以某煉鋼廠額定出鋼量為135噸鋼水的LF鋼包精煉爐為例，說明本實(shí)用新型一種電爐電極功率測(cè)量裝置的系統(tǒng)構(gòu)成及其工作原理。該鋼包精煉爐所使用的電爐變壓器額定參數(shù)如下:變壓器額定容量26000kVA，一次側(cè)額定電壓35kV，一次側(cè)額定電流429A，二次側(cè)額定電流41700A，二次側(cè)額定電壓398-360-246V，變壓器繞組連結(jié)組別號(hào)Y/dll。
[0032]鋼包精煉爐工作時(shí)，通過電爐變壓器I將35kV的高壓電轉(zhuǎn)換為398?246V的低壓電，并使變壓器二次側(cè)輸出的大電流依次通過短銅管網(wǎng)2、水冷電纜3、導(dǎo)電橫臂4、在石墨電極5和鋼水之間產(chǎn)生電弧，將電能轉(zhuǎn)換為電弧的熱能，以加鋼包熱精煉爐6內(nèi)的鋼液。
[0033]為測(cè)量得到電爐的電極功率，需首先測(cè)量三相電極的相電流。柔性羅氏線圈(Flexible Rogowski CoiI)因其直接測(cè)量、無磁飽和磁滯效應(yīng)、無相位差、響應(yīng)速度快、精度高、輕便小巧、安裝維護(hù)方便等技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常適用于電爐變壓器二次側(cè)大電流的檢測(cè)。在二次短網(wǎng)2的A相