本實(shí)用新型屬于冶金電力電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦熱爐低頻供電變流柜結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

礦熱爐是生產(chǎn)硅鐵、鎳鐵、鉻鐵、錳鐵、電石、鉻錳、硅錳、工業(yè)硅等領(lǐng)域的必備設(shè)備，是一種使用面廣、耗能巨大的工業(yè)設(shè)備。礦熱爐供電方式分為工頻供電和低頻供電。工頻供電是將電網(wǎng)的三相50Hz高壓交流電，經(jīng)變壓器降壓后供電給礦熱爐。由于工頻供電為低壓大電流，短網(wǎng)上的電抗壓降在額定輸出電壓的10％～15％左右，降低了實(shí)際入爐功率，功率因數(shù)一般在0.7左右，這就大大降低了變壓器的輸出功率。工頻供電易導(dǎo)致電極的表面過(guò)燒，電極消耗很大，同時(shí)電極的主要成分是碳，碳進(jìn)入爐內(nèi)，增加了合金的含碳量。而低頻供電具有短網(wǎng)的電抗降低，功率因數(shù)大，磁場(chǎng)周圍的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)熱損失小，效率高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，短網(wǎng)電流頻率低，爐前的噪音也大大降低。

實(shí)際生產(chǎn)中，為了降低短網(wǎng)功率損耗，需要使短網(wǎng)盡可能的縮短長(zhǎng)度，導(dǎo)致變壓器與礦熱爐之間距離很近，兩者之間的空間極為緊張。為了改造礦熱爐為低頻供電方式，安裝低頻變流柜時(shí)往往需要對(duì)變壓器進(jìn)行適應(yīng)性改造，同時(shí)還要對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的土建布局進(jìn)行更改，才能解決現(xiàn)場(chǎng)空間不足的問(wèn)題，這大大加大了企業(yè)的建設(shè)、改造成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種礦熱爐低頻供電變流柜結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中為了改造礦熱爐為低頻供電方式，安裝低頻變流柜時(shí)往往需要對(duì)變壓器進(jìn)行適應(yīng)性改造，同時(shí)還對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的土建布局進(jìn)行更改，增加企業(yè)建設(shè)、改造成本的問(wèn)題。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種礦熱爐低頻供電變流柜結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括柜體，所述柜體為矩形體，由支撐框架和承重安裝梁構(gòu)成，所述承重安裝梁固定在所述支撐框架上，隨著礦熱爐容量的不同，所述承重安裝梁將所述柜體內(nèi)部分隔為2～12層；所述柜體內(nèi)設(shè)有三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元之間通過(guò)組合連接形成三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊的輸入端通過(guò)短網(wǎng)與變壓器連接，所述三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊的輸出端通過(guò)短網(wǎng)與礦熱爐連接。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括元件銅排，以所述元件銅排為對(duì)稱軸，在所述元件銅排兩側(cè)面分別壓裝有晶閘管，所述晶閘管之間采用反并聯(lián)連接方式，所述晶閘管與水包散熱器連接，所述水包散熱器與快速熔斷器連接，所述快速熔斷器與快熔銅排連接。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，在所述水包散熱器外側(cè)設(shè)有絕緣壓塊，所述絕緣壓塊外側(cè)設(shè)有彈簧鋼板；所述彈簧鋼板由螺桿穿連在一起，采用螺母連接方式將所述彈簧鋼板壓緊，利用所述彈簧鋼板的彈力將所述絕緣壓塊、所述水包散熱器、所述晶閘管、所述元件銅排緊固。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊由3個(gè)所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元組合連接形成。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，將變壓器二次側(cè)三相中每相的一個(gè)繞組共三個(gè)繞組歸為一層，則每層將3個(gè)所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元平均分為3組，在三相電路中各組包含3個(gè)所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，分別記為一號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元、二號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元、三號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元；

其連接方式為：對(duì)二次側(cè)每相具有多個(gè)獨(dú)立繞組的三相或三臺(tái)單相變壓器，首先，將變壓器二次側(cè)三相中每相的一個(gè)繞組共三個(gè)繞組歸為一層，則每層在各自組內(nèi)，將所有所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元中兩個(gè)反并聯(lián)所述晶閘管的公共連接部分，做為輸入端與所述元件銅排相聯(lián)接；其次，選取3個(gè)組中所有所述一號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，將其所述晶閘管未與所述元件銅排連接的那個(gè)主電極做為輸出端通過(guò)所述快速熔斷器與所述快熔銅排相聯(lián)接；再次，選取3個(gè)組中所有所述二號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，將其所述晶閘管未與所述元件銅排連接的那個(gè)主電極做為輸出端通過(guò)所述快速熔斷器與所述快熔銅排相聯(lián)接；最后，選取3個(gè)組中所有所述三號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，將其所述晶閘管未與所述元件銅排連接的那個(gè)主電極做為輸出端通過(guò)所述快速熔斷器與所述快熔銅排相聯(lián)接。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述承重安裝梁由絕緣材料制作而成。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種礦熱爐低頻供電變流柜，采用框架分層式柜體，內(nèi)置三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元之間組合連接形成三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊。每個(gè)三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊分布于柜體的每層空間內(nèi)，將工頻電流轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l電流供給礦熱爐。實(shí)現(xiàn)了礦熱爐的低頻供電，達(dá)到增產(chǎn)、節(jié)電、提高生產(chǎn)效率的目的。本實(shí)用新型提供的礦熱爐低頻供電變流柜結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間小，實(shí)現(xiàn)了不改變現(xiàn)有土建布局，不改造現(xiàn)有變壓器的情況下，使用原來(lái)系統(tǒng)的短網(wǎng)結(jié)構(gòu)即可完成礦熱爐工頻轉(zhuǎn)低頻供電方式的改造。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例柜體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三相半波晶閘管中兩個(gè)反并聯(lián)晶閘管與快速熔斷器組成的單相半波反并聯(lián)可控整流單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例三相交—交變頻變流柜與變壓器連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例與礦熱爐連接結(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1至圖6中，1、元件銅排，2、晶閘管，3、水包散熱器，4、絕緣壓塊，5、彈簧鋼板，6、螺桿，7、快速熔斷器，8、快熔銅排，9、支撐框架，10、承重安裝梁，11、三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊，12、變壓器，13、短網(wǎng)，14、礦熱爐。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

參照?qǐng)D1至圖6所示，本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種礦熱爐低頻供電變流柜結(jié)構(gòu)，包括柜體，柜體為矩形體，由支撐框架9和承重安裝梁10構(gòu)成，承重安裝梁10固定連接在支撐框架9上。隨著礦熱爐容量的不同其所匹配的變壓器的型號(hào)也不相同，根據(jù)變壓器二次每項(xiàng)獨(dú)立的個(gè)數(shù)，承重安裝梁10將所述柜體內(nèi)部分隔為2～12層。

由于礦熱爐14所用變壓器12的每相輸出多為1～12個(gè)獨(dú)立繞組，變壓器12的每相的一個(gè)繞組，三相共3個(gè)獨(dú)立繞組接為星型或三角形后，均需要連接一套三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊11。為合理安排布置空間，將柜體內(nèi)分隔為2～12層。三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊11集中放置在柜體內(nèi)，可以直接和已通過(guò)外部母排接為星型或三角形的變壓器12的二次側(cè)的獨(dú)立繞組連接，不需要針對(duì)變壓器12內(nèi)部進(jìn)行適應(yīng)性改造即可實(shí)現(xiàn)與變頻設(shè)備的連接。

優(yōu)選地，支撐框架9由鋁合金材料制作而成，鋁合金具有重量輕、堅(jiān)韌、抗磁化、耐腐蝕的特性，適合本實(shí)用新型的工況環(huán)境。承重安裝梁10由具有一定機(jī)械強(qiáng)度的絕緣材料制作而成，選用絕緣材料是為了防止三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元之間短接，同樣也防止三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊11之間短接，保證繞組之間的電位嚴(yán)格絕緣。

本實(shí)施例柜體內(nèi)每層設(shè)有三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元之間通過(guò)銅排母線組合連接形成三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊11。在柜體每層設(shè)置一個(gè)三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊11，三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊的輸入端通過(guò)短網(wǎng)13與變壓器12連接，三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊11的輸出端通過(guò)短網(wǎng)13與礦熱爐14連接。向變流柜內(nèi)輸入的多組三相工頻輸入，相互獨(dú)立并嚴(yán)格絕緣的與變壓器相連。變流柜內(nèi)輸出的多組三相低頻輸出，相互獨(dú)立并嚴(yán)格絕緣的引至礦熱爐內(nèi)，在礦熱爐內(nèi)對(duì)應(yīng)的電極上，同一相接在一起，引線長(zhǎng)度的分布電感，起了并聯(lián)平衡電抗器的作用。

優(yōu)選地，本實(shí)施例柜體盡可能靠近變壓器12設(shè)置，因變壓器12輸出端電流為50Hz，為減少短網(wǎng)上的電抗壓降，短網(wǎng)尺寸必須盡可能縮短，這樣才能最有效地減少電抗壓降，提高功率因數(shù)。而柜體與礦熱爐14之間的距離可以稍大于柜體與變壓器12的距離，因經(jīng)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行變頻降壓后，輸入礦熱爐14的電流頻率在0.001～5Hz之間，低頻電流產(chǎn)生的電抗壓降小于高頻電流產(chǎn)生的電抗壓降，故柜體與礦熱爐14之間的距離可以適當(dāng)大于柜體與變壓器12的距離。

優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，其結(jié)構(gòu)為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括元件銅排1，以元件銅排1為對(duì)稱軸，在元件銅排1兩側(cè)面分別連接有晶閘管2，晶閘管2采用反并聯(lián)連接方式，晶閘管2與水包散熱器3連接，水包散熱器3與快速熔斷器7連接，快速熔斷器7與連接快熔銅排8連接，在水包散熱器3外側(cè)設(shè)有絕緣壓塊4，絕緣壓塊4外側(cè)設(shè)有彈簧鋼板5；彈簧鋼板5由螺桿6穿連在一起，采用螺母連接方式將所述彈簧鋼板6壓緊，利用所述彈簧鋼板5的彈力將絕緣壓塊4、水包散熱器3、晶閘管2、元件銅排1緊固。

采用軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊，便于排布及相互之間的連接。其組合連接形成的三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊11體積小，形狀統(tǒng)一規(guī)整，大大節(jié)省了安裝空間，有利于設(shè)備的小型化。

優(yōu)選地，三相交—交變頻反并聯(lián)可控整流模塊11由3個(gè)所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元組合連接形成。將變壓器二次側(cè)三相中每相的一個(gè)繞組共三個(gè)繞組歸為一層，則每層將3個(gè)所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元平均分為3組，在三相電路中各組包含3個(gè)所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，分別記為一號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元、二號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元、三號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元；

其連接方式為：對(duì)二次側(cè)每相具有多個(gè)獨(dú)立繞組的三相或三臺(tái)單相變壓器，首先，將變壓器二次側(cè)三相中每相的一個(gè)繞組共三個(gè)繞組歸為一層，則每層在各自組內(nèi)將所有所述三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元中兩個(gè)反并聯(lián)所述晶閘管2的公共連接部分做為輸入端與所述元件銅排1相聯(lián)接，然后每層中的元件銅排1分別各自絕緣的與通過(guò)外部銅排接為星型或三角形的變壓器12對(duì)應(yīng)繞組相連。其次，選取3個(gè)組中所有所述一號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，將其晶閘管2未與元件銅排1連接的那個(gè)主電極做為輸出端通過(guò)快速熔斷器7與所述快熔銅排8相聯(lián)接；再次，選取3個(gè)組中所有所述二號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，將其晶閘管2未與元件銅排1連接的那個(gè)主電極做為輸出端通過(guò)快速熔斷器7與所述快熔銅排8相聯(lián)接；最后，選取3個(gè)組中所有所述三號(hào)三相半波晶閘管反并聯(lián)可控整流單元，將其晶閘管2未與元件銅排1連接的那個(gè)主電極做為輸出端通過(guò)快速熔斷器7與快熔銅排8相聯(lián)接。每層中的快熔銅排8分別各自絕緣的與通過(guò)外部銅排或銅管與礦熱爐14內(nèi)對(duì)應(yīng)的三相電極相連。

優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例柜體為矩形體，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)柜體層疊放置，在單個(gè)礦熱爐低頻供電變流柜容量不足時(shí)，多個(gè)層疊放置可以滿足變壓器12的接線需求，從而提高本實(shí)用新型的適應(yīng)性。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。