[發明專利]一種具有低壓無功補償和電極電流控制的礦熱爐控制器

無效

• 申請號: 201110110014.5
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102252531A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 朱定國;朱鐵軍;朱靖江;朱磊;景滿德;尚國斌;史春來;甘廣霖
• 申請（專利權）人: 青海華博科技有限公司
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00;H02J3/18
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域：本發明涉及一種礦熱爐三相分相串行控制器，尤其涉及一種具有低壓無功補償和電極電流控制的礦熱爐控制器，它是一種礦熱爐節能增效控制器，屬于工業電器設備技術領域。

背景技術

目前國內的礦熱爐大多采用三相交流電作能源來進行冶煉生產。在爐體、材料配比、生產工藝、人員操作基本穩定的前提下，對礦熱爐影響最大的莫過于能源電參數的變化。在電壓基本穩定的前提下影響礦熱爐節能增效的主要電參數是功率因素和三個電極電流的大小能否保持在最佳值附近運行。因為在使用過程中影響這些電參數的因素較多，致使它們經常變化、并且變化范圍較大。而目前國內所使用的礦熱爐在不采取補償的情況下，其功率因數大多低于0.85，且三個電極的電流很難保持在最佳值附近運行，相互間差別也可能較大。

在未采取補償措施的礦熱爐儀表控制臺上設計有三個手動開關，儀表操作員通過它們可以手動分別控制三個電極升降以達到分別控制三個電極電流大小的目的。但在儀表控制臺上沒有設計提高功率因數的手段。

為了提高其功率因數，必須另加設備。有的采用高壓補償(即在礦熱爐變壓器高壓側并聯電容)；有的采用低壓補償(即在礦熱爐變壓器低壓側并聯電容)；也有既采用高壓補償同時還采用低壓補償(即在礦熱爐變壓器高、低壓側都并聯電容)。但這些補償方案所用的控制器都未對三相電流作任何控制，在冶煉過程中仍然要依靠儀表員手動操作礦熱爐儀表控制臺上的三個手動開關來分別調節各相電流的大小，以維持三個電極的電流在最佳值附近基本平衡運行。目前也有控制三個電極升降來控制三個電極電流大小的控制器，但它們缺乏還能同時對功率因數實施自動控制的手段。

發明內容

發明目的：

本發明的目的是提供一種具有低壓無功補償和電極電流控制的礦熱爐控制器(以下簡稱：控制器)，它可以對礦熱爐所使用的三相電源分相實施低壓補償(即在礦熱爐變壓器低壓側分相、分組并聯電容)來提高各相的功率因數，與此同時還分別控制三個電極升降來控制相應電極的電流大小，并維持三個電極的電流在最佳值附近基本平衡運行，以達到節能增效的目的。

技術方案：

本發明一種具有低壓無功補償和電極電流控制的礦熱爐控制器，由控制器硬件和控制軟件兩部分組成。其間關系是：控制軟件用于控制和操縱控制器硬件。

所述控制器硬件由1-電流互感器、2-電壓互感器、3-高精度三相電能專用計量芯片、4-ARM微控制器、5-功率因數控制輸出隔離接口、6-電流控制輸出隔離接口、7-異常事件輸入隔離接口、8-模擬量輸入接口、9-鍵盤和LED指示燈、10-LCD液晶顯示器和11-通訊接口組成。該控制器硬件的方塊圖如圖一所示。

圖1中，由電流互感器1、電壓互感器2將礦熱爐電能源的電流、電壓變換成高精度三相電能專用計量芯片3相應輸入口所需的信號，經高精度三相電能專用計量芯片3自動完成測量、變換、計算得到各相的電流、電壓、功率因數，相角，有功功率、無功功率、視在功率，頻率等參數，然后經過SPI總線送往ARM微控制器4。ARM微控制器4將這些送來的參數和從模擬量輸入接口8獲得的參數，送往LCD液晶顯示器10進行顯示，也可將這些參數經過通訊接口11發往其它用戶。更重要的是將其中各相的電流、功率因數與通過鍵盤9設定的相應期望值進行比較，然后決定是否需要通過功率因數控制輸出隔離接口5、電流控制輸出隔離接口6對A相、B相、C相分別發出控制信號對功率因數、電流實施補償和控制。通過異常事件輸入隔離接口7輸入的異常事件(例如：礦熱爐短網電源系統失常，礦熱爐短網冷卻系統失常，晶閘管冷卻系統失常，三相有功功率中的任意一相為負等)任何一個事件出現或面板上的緊急開關閉合時，控制器能夠按照預先設定的程序、步驟切出從功率因數控制輸出隔離接口5和電流控制輸出隔離接口6輸出的控制信號。模擬量輸入接口8用于檢測礦熱爐變壓器低壓側的電流和礦熱爐控制器運行環境的各種物理參數(例如環境溫度、環境大氣壓力)以及其他有研究、保存價值的參數。

1-電流互感器：在目前所有礦熱爐電源變壓器中都裝有電流互感器，我們將這些電流互感器稱為原有電流互感器，它們的輸出信號已送到儀表操作臺上供相關儀表使用。1-電流互感器是將礦熱爐各相原有電流互感器輸出的電流分別變換成本控制器中3-高精度三相電能專用計量芯片(ATT7026C)的模/數轉換所需信號的大小。