[實用新型]礦熱爐安裝調試用的全電量信息采集系統

有效

• 申請號: 201721491606.5
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN207636962U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 梁傳罡;李霞;馬維強;刁萬國;李博;劉忠昊;孫明
• 申請（專利權）人: 中國三冶集團有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01R19/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

本實用新型公開的礦熱爐安裝調試用的全電量信息采集系統，基于增產降耗為目的，通過有線網絡鏈路實時接收電壓互感器、電流互感器采集的三相電壓、電流信號，完成與數據處理器通訊和礦熱爐自動化系統的通訊，以及對礦熱爐各項電氣參數進行采集，并進行信息化處理，采集形成各項有效數據庫和數據自動分析和應用功能，提高生產制造過程中關鍵環節的自動化操作水平，減少人為因素，提高生產穩定性，為冶煉生產過程控制自動化提供必要的數據支撐，可實現電爐變壓器低壓側短網三相電流測量，獲得精確的電極電流，從而實現電弧爐電極準確升降調節，為礦熱爐冶煉過程的爐況判斷提供有效數據，為礦熱爐行業的控制自動化、信息化提供了堅實的基礎保障。

技術領域

本實用新型涉及礦熱爐安裝調試技術領域，尤其涉及礦熱爐安裝調試用的全電量信息采集系統。

背景技術

目前，礦熱爐所用的特種變壓器容量大多在25 500～81 000kVA，接入電壓為110kV及以上。礦熱爐變壓器由3個單相變壓器組成，圍圈式分相安裝在電弧爐周圍，受電弧爐惡劣運行環境影響，電爐變壓器周圍溫度高、灰塵大、磁場強。礦熱爐變壓器低壓側出線銅排多、空間狹小、多路導流銅排并聯輸出，排列方式多樣，電流互感器安裝困難，無法采用整體測量方案；礦熱爐變壓器低壓側電流大，最大達數十萬安培。由于礦熱爐變壓器低壓側具有工作電流極大、動態范圍寬、多路電流并聯輸出、空間狹小、干擾大等特點，很難進行精確的測量方式，并且在寬動態范圍下測量精度也無法滿足要求。現有技術的礦熱爐低壓側電氣數據的采集系統，大都基于商業模擬量采集板+工控機的架構，由于Windows是非實時操作系統，無法進行實時的高速運算，也就無法實現礦熱爐電氣數據的矢量運算。只能采用三角函數的方法計算得出，這在補償電流與二次側電流的向量運算方面以及三相負載嚴重不平衡的情況下是不能準確計算出二次側電氣數據。另外低壓側銅管一般采用羅氏線圈進行低壓側電流采集。由于現場運行環境高溫、銅管振動，所以羅氏線圈運行穩定性無法滿足礦熱爐穩定生產運行的需要。并且目前礦熱爐變壓器低壓側電流的采集多采用中高壓側電流轉換的方式，但得到的低壓側的電流不精確，尤其是在加裝低壓無功補償裝置后，產生了電流支路，需要更準確的入爐電極電流來指導電極升降調節。礦熱爐耗能大，在爐變、短網等環節會產生無效損耗。所以必須依靠更多的電氣運行數據、結合爐內壓力、溫度等非電氣數據進行綜合爐況的判斷，以此進行爐體電極的工藝操作，才能達到穩定、高效爐體運行狀態。因此，對礦熱爐所用的高、中、低壓側的各項電氣信息參數準確采集測量，將為優化工藝、節能降耗、供電安全提供科學依據。本實用新型針對現有技術存在的不足，提出的礦熱爐安裝調試用的全電量信息采集系統，以滿足全電量采集的穩定性、準確性要求，以及滿足礦熱爐實際爐況調整應用的需要。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供礦熱爐安裝調試用的全電量信息采集系統，對礦熱爐各項電氣參數進行采集及進行信息化處理，以滿足全電量采集的穩定性、準確性要求，以及滿足礦熱爐實際爐況調整應用的需要。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現：

礦熱爐安裝調試用的全電量信息采集系統，包括監控中心層、網絡傳輸層、數據處理層、數據采集層、電流電壓通道層；其數據處理層、數據采集層分別采用STM32型微控制器DSP+FPGA的高性能嵌入式計算架構，高速采樣、快速計算處理，可用于各種容量、各種接線方式和無功補償方式的礦熱爐電氣全電量參數的采集、計算，以及參數的傳輸、狀態控制等功能。

所述監控中心層包括監控中心主機、數據庫服務器、顯示屏；所述網絡傳輸層包括高壓側網關、中壓側網關、低壓側網關、有線網絡鏈路、監控中心網關；所述數據處理層包括高壓側數據處理器、中壓側數據處理器、低壓側數據處理器；

所述數據采集層包括高壓側電壓數據采集器、高壓側電流數據采集器、中壓側電壓數據采集器、中壓側電流數據采集器、低壓側電壓數據采集器、低壓側電流數據采集器、高壓側電壓互感器、高壓側電流互感器、中壓側電壓互感器、中壓側電流互感器、低壓側電壓互感器、低壓側電流互感器；