[发明专利]回馈与增压式电弧炉(矿热炉)节电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种回馈与增压式矿热炉节电装置，它属于电力电子技术领域， 可用于电弧炉、矿热炉、电石炉、黄磷炉等大功率调压节电的场合。

背景技术

电弧炉、矿热炉、电石炉、黄磷炉等电炉都属于高耗电设备，随着国民经 济的发展这些高耗能设备的应用越来越多，其节电工作也越来越具有重要的意 义。

近些年来人们在电炉节电方面做了许多有益的工作，取得了不少的成果。 在电炉供电及控制方面也做了许多工作，取得了一定的成绩，但其产品电单耗 始终不尽人意，距国外的先进水平还有相当的差距。

最佳炉况一直是人们关心的工艺条件，它能使产品单耗大幅度降低，最佳 炉况与许多参数条件有关，其中电气参数有：电极电压、电极电流、电极位置、 功率因数等。由于电炉供电功率特别大，对其调节控制十分困难，对电极电压 的控制只能采用有载调压开关来进行有级差调节，因此不容易得到最佳电压； 对电极电流的调节一般都通过调节电极高度的办法来实现，这种方法因很难保 证电极电流和电极高度双最佳故也较难达到最佳炉况，而且电极的损耗也比较 大。

哈尔滨帕特尔科技有限公司前几年研制成功了“开关变压器式电弧炉节电 装置”，它特别适于对大功率的调节，可以做到全范围无级调节，为寻找电气最 佳工况提供了良好手段，另外它还能进行过流保护、过压保护、短路保护、最 大电流限制、省去有载调压开关、电炉变压器无须做抽头等，从当前的情况看 实为一种先进的电弧炉节电装置。但是它的自身功率大(与被控功率相同)、造 价高、占地面积大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种回馈与增压式矿热炉节电装置，以便 与开关变压器式电弧炉节电装置成为互补技术，为用户提供更多的选择余地。 所述回馈与增压式矿热炉节电装置，其特征在于包括：

每相一台电源变压器、多台补偿变压器和电压极性变换电路；电源变压器 原边绕组接供电交流电源，付边绕组通过电压极性变换电路向补偿变压器原边 供电；补偿变压器付边绕组与交流电源串联向矿热炉变压器供电；极性变换电 路采用高可靠性的晶闸管(SCR、BCR)电路，极性变换逻辑控制采用可编程序 控制器来实现，以提高整机的可靠性和抗高频干扰能力；当矿热炉需要电压较 低时，可编程序控制器(PLC)使补偿变压器付边电压极性与供电交流电源电压 极性相反，将部分电能回馈电网，实现了矿热炉降压节电；当电弧炉需要提高 电压时，可编程序控制器(PLC)使补偿变压器付边电压极性与供电交流电源电 压极性相同即可；电压升高或降低的多少由投切补偿变压器的台数组合来达到。

该回馈与增压式矿热炉节电装置的自身容量与调压的范围相适应，因而可 以降低装置的体积和造价。

电极电压调节一般要求能够无级调节或小级差多级调节，本发明采用多台 补偿变压器，其付边绕组串接后再与交流电源串联，这样可以实现多级小级差 调压。该装置特别适于已有设备的节电改造，原来的矿热炉变压器都具备有载 调压开关，级差一般在10～20V左右，可利用该装置在此级差内调节，准确地 寻找最佳炉况，这样补偿变压器的容量可以做得很小，大幅度降低造价。

根据冶炼产品种类的不同选择合适的有载调压开关挡位，使各补偿变压器 处于切除状态，这时电极上得到一个基点电压，当炉况需要提高电极电压时， 可以逐级同极性投入补偿变压器；当炉况需要降低电极电压时，可以逐级反极 性投入补偿变压器；级差越小越容易得到最佳炉况、节电也越多。在反极性投 入补偿变压器期间，部分电能被回馈电网，实现了节电调压。补偿变压器的投 切电路采用晶闸管过零控制，因此该装置产生的谐波很少。

附图说明

结合附图可以更加清楚地了解本发明的特点。

图1是回馈与增压式矿热炉节电装置主电路单线图的一种具体形式。

图2是电源变压器采用自耦变压器的回馈与增压式矿热炉节电装置主电路 单线图的一种具体形式。

下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。