[發明專利]三相交流礦熱爐低壓導體在線壽命監測系統

有效

• 申請號: 202110066937.9
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112858820B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 陶文戈;楊榮;李亞杰;沈健
• 申請（專利權）人: 蘇州工業園區蘇容電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹毅

本發明是三相交流礦熱爐低壓導體在線壽命監測系統，該監測系統包括以下監測步驟：步驟1）對礦熱爐低壓側各個導電截面的全部并聯導體電流進行監測得到矢量電流信號；步驟2）將矢量電流信號和導體設計/實測參數輸入至控制處理器中；步驟3）控制處理器根據接收到的信號參數通過相應的矢量相關性和空間時序算法，并經過導體材料和結構專家系統檢驗，判斷導體事故及預警、得到壽命趨勢和檢維護提示周期。本發明能夠準確預警導體事故，提示導體維護，準確記錄全部并聯導體工作和事故過程，大幅度降低導體事故所致的被迫停爐損失，并且應用范圍廣，還可用于類似的交流大電流負載電路。

技術領域

本發明涉及低壓大電流負載壽命監測技術領域，具體涉及一種三相交流礦熱爐低壓導體在線壽命監測系統。

背景技術

礦熱爐電爐變壓器（以下簡稱“爐變”）輸出生產所需的低壓電流，經由低壓短網、軟電纜、電極導體送到電極為爐料提供冶煉所需的能量，礦熱爐復雜的電氣系統回路包含電爐變壓器一次（高壓）側、三次（串聯調壓）中壓側、二次低壓側、低壓短網、電極、導電爐料、（生產過程中的）電弧、爐底及爐壁碳磚等構成。

由于電流太大（數十、過百kA）只能采用并聯導體（甚至常用水冷結構），而并聯導體的續接聯接面與電極間的導電接觸面都可能因多種原因出現非正常設計范圍的電阻增加現象，導致部分并聯導體斷路、燒損等問題和事故。

導體事故所導致的停產損失遠遠大于導體恢復本身的直接損失，因此導體壽命監測具有重要的實際意義和價值。

一直以來，由于礦熱爐低壓并聯導體電流較大、導體間結構局促、工作環境溫度高、粉塵大、電磁場強度大等諸多因素，從未有任何實用方法解決導體壽命監測問題。礦熱爐設計和設備制造也主要是從增加導體截面以降低電流密度、結構設計優化、強化冷卻效果、制造質量提升等方面來被動減少導體事故，增加了設備成本。

針對上述問題，本發明提供一種三相交流礦熱爐低壓導體在線壽命監測系統，來準確、可靠、完整的預警導體、提示導體維護，并記錄全部并聯導體工作和事故過程。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的問題，提供一種三相交流礦熱爐低壓導體在線壽命監測系統。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種三相交流礦熱爐低壓導體在線壽命監測系統，該監測系統包括以下監測步驟：

步驟1）對礦熱爐低壓側各個導電截面的全部并聯導體電流進行監測得到矢量電流信號；

步驟2）將矢量電流信號和導體設計/實測參數輸入至控制處理器中；

步驟3）控制處理器根據接收到的信號參數通過相應的矢量相關性和空間時序算法，并經過導體材料和結構專家系統檢驗，判斷導體事故及預警、得到壽命趨勢和檢維護提示周期。

進一步的，在所述步驟1）中，首先構建監測系統低壓短網：每根電極與兩臺爐變相首尾連接，爐變二次側通過多導體并聯結構連接至電極，作為低壓補償的接入，使爐變二次側到電極形成多點匯流，同段間不同導體的電流不同，頭尾同一導體不同段的電流也不同。

進一步的，所述多導體并聯結構包括若干個電極導體和分支導體，若干個所述電極導體分別與電極相連接并呈圈型均布在電極的外側面上，所述分支導體的一端連接電極導體，另一端連接相應的爐變。

進一步的，每個所述電極導體分別連接有兩個分支導體，該兩個分支導體連接至同一個爐變或分別連接至不同的兩個爐變上。

進一步的，在所述電極導體之前、電極低壓補償接入點之后，采用羅氏線圈對二次側導體、水冷電纜、接入電極導體的每根分支導體進行電流檢測，對采集到的線圈信號處理得到各電流的大小及相角作為矢量電流信號，將檢測好的矢量電流信號通過設備網傳輸至控制處理器中。