[實用新型]一種礦熱爐短網升壓補償系統

有效

• 申請號: 201420686321.7
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN204205611U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 詹祖衛
• 申請（專利權）人: 廈門鮑爾麥斯電力科技有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌

技術領域

本實用新型涉及礦熱爐冶煉技術領域，特別涉及一種礦熱爐短網升壓補償系統。

背景技術

礦熱爐又稱電阻式電弧爐。主要用于利用碳質還原劑還原冶煉礦石。主要生產電石，工業硅，硅鐵，錳鐵，鉻鐵、鎢鐵、硅錳合金等重要工業原料及化工原料。通過變壓器把35KV或110KV高壓電變成100-400V的低壓電，并通過變壓器二次側設計短網，連接電極，電極插入原料進行埋弧操作，利用電極產生電弧熱和爐料產生的電阻熱來熔煉礦石,?完成連續作業的一種工業生產裝備。

由于礦熱爐的低電壓大電流的特性，電弧做功過程產生大量無功，礦熱爐運行自然功率因數普遍較低。傳統的礦熱爐設計使用三相一體變壓器，布置短網不可避免存在短網長度不等的現象，導致三相電極電壓不平衡，使三相電極做功面不能重疊，熔池無法充分溝通，嚴重影響冶煉效率。

傳統的方法通常是縮短變壓器與電極的電氣連接長度，或者盡可能地讓變壓器過載來實現輸入更大的有功功率。近10年，眾多的企業采用了在低壓側并聯低壓電容器方式來補償電爐冶煉產生的大量無功。在改善無功方面取得了一定的效果，但也存在較大的技術缺陷，綜合應用效果較差。

主要問題是：

1.由于低壓電容器的自身特性，導致容值衰減不可避免，屬于先天缺陷。

2.由于采用低壓電容器，需要有大量的投切開關，目前雖然采用了最先進的晶閘管，或者是真空接觸器進行投切，但在如此大電流，高沖擊性和高諧波污染的環境下，開關的高故障率無法避免。

3.由于無法提供有效的保護，電容器被擊穿的幾率大，電容器故障率高，使用壽命短。

4.由于目前的低壓電容器最大只能做到100Kvar,?因此，采用低壓電容器需要配置大量的電容。并且補償需要越靠近補償點效果越佳，因此，在電極附近需要布置大面積的電容器。由于電容器及開關投切過程導致的各種擊穿故障，都有電弧產生，在存在CO氣體的冶煉爐臺上，給安全生產帶來的隱患尤為嚴重。

5.由于低壓電容器只能通過分組投切，智能化程度低，無法較好配合冶煉過程的電氣擾動。功能單一，投入與產出效率差。

6.由于傳統的低壓補償系統憑借的是原始的設計參數和用戶現有的電參數來指導電容器投切。而用戶的電參數僅有一次電壓，電流數據，往往是不準確的。在不準確的參數指導下，進行投切電容存在較大的盲目性。補償效果差甚至對生產冶煉還將產生負面影響。

請參閱圖1所示，傳統的低壓補償系統包含了從電極或電爐變輸出側連出的補償短網，控制開關，切換開關，電容器組。電爐變壓器1的一次側與高壓電源連接，變壓器的二次側通過工作短網2與冶煉電極3連接。冶煉電極3通過補償短網4與低壓補償裝置連接，將冶煉電極3上的電壓提高，達到增加入爐有功功率的目的。其中：補償短網4包括銅管（未圖示），水冷電纜（未圖示），連接補償器（未圖示），分別與冶煉電極3、低壓補償裝置的控制開關6連接，控制開關6實際上由主開關和大量的投切電容器組（1~n）的分開關（或接觸器）組成；5為電容器組。該傳統的低壓補償系統同樣也存在上述的問題。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種礦熱爐短網升壓補償系統，通過對補償系統的優化設計，簡化了系統環節并成功導入了升壓無功變送器，是完全創新型的礦熱爐短網升壓補償的新技術。

本實用新型是這樣實現的：一種礦熱爐短網升壓補償系統，所述補償系統包括礦熱爐爐體，依次連接的電爐變壓器、工作短網、冶煉電極以及補償短網，所述冶煉電極設置于礦熱爐爐體上；所述補償系統還包括：無功變送器、控制單元、高壓開關以及至少一電容器組；所述電容器組、高壓開關、無功變送器依次連接，所述無功變送器與補償短網連接，所述控制單元與無功變送器連接，且控制單元控制無功變送器的電壓升降。

進一步地，所述控制單元為計算機或者單片機。

進一步地，所述電容器組為10KV或35KV的電容組。

本實用新型的優點在于：1.將升壓系統創新應用到礦熱爐短網補償領域。

2.為解決諧波和尖峰浪涌電流沖擊，在系統的無功變送器中內置了諧波隔離線圈。有效隔離了從爐內通過電極傳遞的高次諧波沖擊，有效保護了系統和電容器。

3.在系統的無功變送器中設計了可變磁通繞組來調節加載在電容器上的磁通量，可以柔性地改變電容器輸出容值。從而，可以動態地配合冶煉過程多變的無功需求。