一種基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型的基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置，包括與電渣爐并聯(lián)連接的諧波濾波支路和磁控電抗器，所述磁控電抗器與控制系統(tǒng)連接。結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、后期免維護(hù)、壽命長、裝置自身有功損耗低、自身諧波發(fā)生水平低、無需其他冷卻設(shè)備、占地面積小、基礎(chǔ)投資小，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯；具有提高功率因數(shù)、改善電能質(zhì)量、提高自動運行水平等功能。
【專利說明】-種基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理技術(shù)，尤其涉及一種基于磁控 電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 電渣爐是一種利用重熔電流產(chǎn)生熱能熔化插入渣池的自耗電極，金屬熔滴通過渣 液清洗后，在水冷結(jié)晶器中結(jié)晶成電渣錠的一種特殊冶煉設(shè)備。由于渣液的去夾雜作用和 良好的結(jié)晶條件，電渣重熔金屬具有良好的純凈度，鑄態(tài)組織細(xì)致均勻，無白點及年輪狀偏 析，硫含量極低，夾雜物細(xì)小彌散等優(yōu)良性能。因此，電渣重熔在大中型鍛件、模塊毛坯生產(chǎn) 中處于壟斷地位，在優(yōu)質(zhì)工模具鋼、馬氏體時效鋼、雙相鋼管坯、冷軋軋輥電渣鋼占絕對優(yōu) 勢，電渣熔鑄異形件有獨特之處，國內(nèi)電渣鋼年產(chǎn)量已達(dá)幾十萬噸，電渣爐是特殊鋼廠必不 可少的生產(chǎn)設(shè)備。
[0003] 10噸以下電渣爐配電系統(tǒng)中一般均采用單相電源，尤其是2噸以下的電渣爐更為 普遍，如2噸電渣爐配電變壓器為3200kVA容量的單相變壓器。為保持配電系統(tǒng)三相負(fù)荷 的平衡，實際應(yīng)用中將3臺電渣爐構(gòu)成一組，依次接入10kV或者6kV系統(tǒng)的I、U BC和UCA， 但由于3臺電渣爐很難保持工作的同時率，因此電渣爐工作過程中將產(chǎn)生很大的負(fù)序電流 注入系統(tǒng)，并引起配電系統(tǒng)供電母線的負(fù)序電壓。負(fù)序電壓和電流造成電纜、電機(jī)、變壓器 的發(fā)熱和壽命縮短，威脅著電力系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運行，因此，解決三相不平衡問題變得尤其 重要。
[0004] 單臺電渣爐工作過程不僅產(chǎn)生負(fù)序電流，其運行基波功率因數(shù)一般也低于0. 6， 工作過程中產(chǎn)生比較大的無功功率，造成變壓器和供電電纜因無功電流產(chǎn)生的有功損耗增 大，用戶還有額外繳納電力公司的力率調(diào)整電費。
[0005] 電渣爐的熔煉控制設(shè)備中的可控硅整流器和交流變頻器產(chǎn)生諧波電流注入配電 網(wǎng)，造成配電網(wǎng)的諧波污染。在電渣爐接入的配電系統(tǒng)中，主要存在5次、7次、11次、13次 及以上的諧波，因此還需要采用適當(dāng)?shù)臑V波器以濾除其特征諧波。
[0006] 單臺電渣爐采用單相變壓器供電，多臺電渣爐工作同時率很難達(dá)到一致，造成電 渣爐配電系統(tǒng)三相不平衡問題比較嚴(yán)重，而三相不平衡系統(tǒng)又對無功補(bǔ)償和諧波濾波裝置 設(shè)計與工程應(yīng)用帶來了技術(shù)難度，要求治理裝置應(yīng)同時具備三相不平衡抑制、無功補(bǔ)償和 諧波濾波的功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實用新型的目的是提供一種提高功率因數(shù)、改善電能質(zhì)量、提高自動運行水平 的基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置。
[0008] 本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0009] 本實用新型的基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置，包括與電渣 爐并聯(lián)連接的諧波濾波支路和磁控電抗器，所述磁控電抗器與控制系統(tǒng)連接。
[0010] 由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實用新型實施例提供的基于磁控 電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置，由于基于磁控電抗器（MCR，Magnetic-valve controllable reactor)的動態(tài)無功補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、后期免維護(hù)、壽命長、裝置 自身有功損耗低、自身諧波發(fā)生水平低、無需其他冷卻設(shè)備、占地面積小、基礎(chǔ)投資小，經(jīng)濟(jì) 優(yōu)勢明顯；具有提高功率因數(shù)、改善電能質(zhì)量、提高自動運行水平等功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本實用新型實施例提供的基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治 理裝置的單線圖示意圖；
[0012] 圖2為本實用新型實施例提供的基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治 理裝置的三線示意圖；
[0013] 圖3為本實用新型實施例中MCR控制系統(tǒng)控制過程示意圖；
[0014] 圖4為本實用新型實施例中MCR控制系統(tǒng)控制策略流程圖；
[0015] 圖5為本實用新型實施例中MCR直流勵磁和接線方式示意圖。

【具體實施方式】
[0016] 本實用新型的基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置，其較佳的具 體實施方式是：
[0017] 包括與電渣爐并聯(lián)連接的諧波濾波支路和磁控電抗器，所述磁控電抗器與控制系 統(tǒng)連接。
[0018] 所述磁控電抗器包括單線可變電感或三線三角形連接的可變電感。
[0019] 所述諧波濾波支路、磁控電抗器和多臺電渣爐并聯(lián)連接在10kV母線上。
[0020] 所述諧波濾波支路包括兩條電容與電感串聯(lián)的支路。
[0021] 下面將以3臺電渣爐配電系統(tǒng)為例，對本實用新型實施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0022] (1)根據(jù)電渣爐配電系統(tǒng)參數(shù)：電渣爐配電變壓器的參數(shù)、接入系統(tǒng)的電壓等級、 電渣爐臺數(shù)及電渣爐工作制度，計算單臺電渣爐工作過程的最大無功功率發(fā)生量Q s，e，三相 3臺電渣爐的總的無功功率發(fā)生量為Qe = 3XQs，e。
[0023] (2)根據(jù)電渣爐的熔煉控制設(shè)備中的可控硅整流器和交流變頻器計算不同運行工 況下產(chǎn)生最大諧波電流發(fā)生量I h，一般多為5次、7次和11次諧波電流。
[0024] (3)確定FC部分基波無功補(bǔ)償容量為Qrc = Qe，整個電渣爐配電系統(tǒng)的無功功率 應(yīng)保持為零或者是弱感性，即Qe+Qrc+Q M > 〇,同時考慮到治理裝置對電渣爐不平衡抑制功 能要求，MCR部分應(yīng)預(yù)留部分容量用以平衡電渣爐配電系統(tǒng)的三相不平衡。取MCR預(yù)留需 求系數(shù)h為1. 2, MCR額定基波輸出容量為QMai = hQp
[0025] (4)確定治理裝置中FC部分的參數(shù)
[0026] 設(shè)置5次和7次單調(diào)諧濾波支路，5次和7次濾波支路的調(diào)諧系數(shù)均取0. 97,濾波 器調(diào)諧次數(shù)&為4. 85和6. 79,濾波電抗器基波品質(zhì)因數(shù)為50。
[0027] 5次和7次單調(diào)諧濾波器的基波補(bǔ)償容量按下式計算：
[0028] Q5 = 0. 6XQfc, Q7 = 0. 4XQFC
[0029] 5次和7次單調(diào)諧濾波器的R、L、C參數(shù)按照下式計算：
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置，其特征在于，包括與電 渣爐并聯(lián)連接的諧波濾波支路和磁控電抗器，所述磁控電抗器與控制系統(tǒng)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置，其特 征在于，所述磁控電抗器包括單線可變電感或三線三角形連接的可變電感。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置，其特 征在于，所述諧波濾波支路、磁控電抗器和多臺電渣爐并聯(lián)連接在10kV母線上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于磁控電抗器的電渣爐不平衡配電系統(tǒng)的治理裝置，其特 征在于，所述諧波濾波支路包括兩條電容與電感串聯(lián)的支路。
【文檔編號】H02J3/26GK204046184SQ201420488310
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】陳列, 朱明星, 擺國睿, 王群京, 孫賀, 龔光華, 武勝奎, 高紅艷, 趙海東 申請人:安徽大學(xué), 西寧特殊鋼股份有限公司