專利名稱：鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及冶煉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
無功補(bǔ)償是在電力系統(tǒng)中能提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低用電設(shè)備及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。合理的選擇補(bǔ)償裝 置，能最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，提高電網(wǎng)質(zhì)量。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素。在電力生產(chǎn)中，鐵合金礦熱爐是一種高載能設(shè)備，也是諧波源設(shè)備，主要由開關(guān)供電設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、礦熱爐變壓器、水冷銅管(水冷電纜)、電極、爐體等部分構(gòu)成。隨著工業(yè)的發(fā)展，鐵合金礦熱爐的容量也越來越大。短網(wǎng)是指礦熱爐變壓器低壓輸出側(cè)到電極的電路線路的通稱。鐵合金礦熱爐的短網(wǎng)由導(dǎo)電母線(如水冷銅管、水冷電纜等)和電極組成，導(dǎo)電母線用T2紫銅材料制成。而短網(wǎng)是一個大電流工作的系統(tǒng)，最大電流可以達(dá)到上萬安培。根據(jù)鐵合金礦熱爐的特點，系統(tǒng)電抗的約70 %是由短網(wǎng)產(chǎn)生的，因此短網(wǎng)的性能決定了礦熱爐的性能。正是由于這個原因，因此鐵合金礦熱爐的自然功率因數(shù)很難達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指定的O. 9以上，絕大多數(shù)鐵合金礦熱爐的自然功率因數(shù)都在O. 7、. 8之間。自身無功功率需求量較大，從節(jié)能降耗和企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)效益角度出發(fā)，需要在供電系統(tǒng)中加裝大量的電容補(bǔ)償裝置?，F(xiàn)有補(bǔ)償方法大都在鐵合金礦熱爐的高壓側(cè)加裝電容器，以滿足鐵合金爐無功功率補(bǔ)償?shù)男枰Ｔ摷夹g(shù)較為成熟。但是在鐵合金礦熱爐高壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償時，由于補(bǔ)償裝置安裝位置的原因，只能對安裝點以前的供電設(shè)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(wǎng)等耗能的關(guān)鍵節(jié)點的電流沒有降低。由于無功耗能=3I2*R，故在電流值及短網(wǎng)電阻值一定的情況下，系統(tǒng)總耗能沒有降低。在對短網(wǎng)的無功補(bǔ)償中，因大容量鐵合金礦熱爐的補(bǔ)償需求量大，短網(wǎng)運行的電壓低(一般在12(T180V之間)，因此所需的低壓電容器數(shù)量多，在爐體周圍所占面積大，而目前大多數(shù)鐵合金礦熱爐因受場地的限制，沒有足夠的空間安裝補(bǔ)償短網(wǎng)無功的電容，因此不能滿足補(bǔ)償需求。發(fā)明內(nèi)容本實用新型旨在解決傳統(tǒng)鐵合金冶煉電爐使用普通無功補(bǔ)償裝置存在總耗能高、低壓電容器數(shù)量多、所占面積大等技術(shù)問題，以提供一種可降低生產(chǎn)總能耗、低壓電容器數(shù)量少、所占面積小和運行穩(wěn)定的鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本實用新型的鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，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(wǎng)2、礦熱爐電極3和礦熱爐體4，礦熱爐變壓器I的中壓側(cè)與主線路并聯(lián)中壓補(bǔ)償單元，短網(wǎng)2的輸出端并聯(lián)低壓補(bǔ)償單元。本實用新型的鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其中所述的低壓補(bǔ)償單元為濾波電抗器一 5和電容器一 6串聯(lián)構(gòu)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(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其中所述的中壓補(bǔ)償單元為濾波電抗器二 7和電容器二 8串聯(lián)構(gòu)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(bǔ)償結(jié)構(gòu)的有益效果I.本實用新型采用中壓補(bǔ)償單元可解決部分高壓線路及礦熱爐變壓器的功率損耗，采用低壓補(bǔ)償單元可解決礦熱爐變壓器至電極間的短網(wǎng)損耗；2.減小了用電設(shè)備的無功電量，降低了用電設(shè)備的負(fù)載電流，提高了系統(tǒng)的自然功率因數(shù)，從而降低了生產(chǎn)能耗，提高了產(chǎn)品產(chǎn)量，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的； 3.低壓電容器數(shù)量少、所占面積小。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖中標(biāo)號說明I礦熱爐變壓器、2短網(wǎng)、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(xì)結(jié)構(gòu)、應(yīng)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(fā)明鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，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(cè)輸出經(jīng)過短網(wǎng)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(cè)與主線路并聯(lián)中壓補(bǔ)償單元，在短網(wǎng)2的末端并聯(lián)低壓補(bǔ)償單元。在中壓補(bǔ)償單元和低壓補(bǔ)償單元均包括濾波電抗器和電容器串聯(lián)的諧振電路，電容器中的電容為星型連接方式。中壓補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償解決了礦熱爐變壓器至電極間的短網(wǎng)損耗。中壓和低壓的補(bǔ)償功率均由PLC (或者礦熱爐專用補(bǔ)償控制器)控制系統(tǒng)根據(jù)功率因數(shù)、電流電壓比、諧波電流等進(jìn)行計算，使系統(tǒng)的自然功率因數(shù)達(dá)到0.9以上。為了確保不會出現(xiàn)過補(bǔ)，在PLC (或者礦熱爐專用補(bǔ)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(shù)進(jìn)行補(bǔ)償計算。在配電系統(tǒng)中補(bǔ)償電容器與電網(wǎng)感抗發(fā)生并聯(lián)諧振，諧振會將原諧波電流值放大，造成對電力系統(tǒng)的污染及損壞電力設(shè)備，因此需要諧振電路濾掉諧波。將電抗器和電容器串聯(lián)是常見的一種諧振電路結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的諧振電路通過調(diào)節(jié)電抗或電容器的電容參數(shù)，使在產(chǎn)生諧波時感抗值等于容抗值(XL=Xc)，則諧振電路的阻抗就等于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(zhì)量分析儀對鐵合金礦熱爐正常生產(chǎn)時諧波情況進(jìn)行實測，結(jié)合鐵合金礦熱爐運行工況參數(shù)及所需達(dá)到的運行參數(shù)，根據(jù)實測值計算分析濾波次數(shù)、所需補(bǔ)償無功量及安裝場地，進(jìn)行中、低壓分配。當(dāng)鐵合金礦熱爐正常運行后，先將中壓濾波補(bǔ)償容量固定投入，再通過PLC (或者礦熱爐專用補(bǔ)償控制器)控制系統(tǒng)根據(jù)鐵合金礦熱爐運行工況實行動態(tài)分組投切跟蹤補(bǔ)償，使其達(dá)到最佳的運行工況。通過這種結(jié)構(gòu)方式，減小了用電設(shè)備的無功電量，降低了用電設(shè)備的負(fù)載電流，提高了系統(tǒng)的自然功率因數(shù)，從而降低了生產(chǎn)能耗，提高了產(chǎn)品產(chǎn)量，達(dá)到了節(jié)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(bǔ)償結(jié)構(gòu)具有可降低生產(chǎn)總能耗、低壓電容器數(shù)量少、所占面積小和運行穩(wěn)定等技術(shù)優(yōu)點。
權(quán)利要求1.鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其特征在于礦熱爐變壓器(I)的輸入端連接輸入電流，其輸出端順次串接短網(wǎng)(2)、礦熱爐電極(3)和礦熱爐體(4)，礦熱爐變壓器(I)的中壓側(cè)與主線路并聯(lián)中壓補(bǔ)償單元，短網(wǎng)(2)的輸出端并聯(lián)低壓補(bǔ)償單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的低壓補(bǔ)償單兀為濾波電抗器一(5)和電容器一(6)串聯(lián)構(gòu)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(jù)權(quán)利要求I所述的鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的中壓補(bǔ)償單元為濾波電抗器二( 7)和電容器二(8)串聯(lián)構(gòu)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(bǔ)償結(jié)構(gòu)，涉及冶煉技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決傳統(tǒng)鐵合金冶煉電爐使用普通無功補(bǔ)償裝置存在總耗能高、低壓電容器數(shù)量多、所占面積大等技術(shù)問題。本實用新型的鐵合金礦熱爐的無功補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，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(wǎng)(2)、礦熱爐電極(3)和礦熱爐體(4)，礦熱爐變壓器(1)的中壓側(cè)與主線路并聯(lián)中壓補(bǔ)償單元，短網(wǎng)(2)的輸出端并聯(lián)低壓補(bǔ)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(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者張德勝 申請人:四川晨龍航天電器設(shè)備有限公司