[实用新型]一种矿热炉短网升压补偿系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿热炉冶炼技术领域，特别涉及一种矿热炉短网升压补偿系统。

背景技术

矿热炉又称电阻式电弧炉。主要用于利用碳质还原剂还原冶炼矿石。主要生产电石，工业硅，硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等重要工业原料及化工原料。通过变压器把35KV或110KV高压电变成100-400V的低压电，并通过变压器二次侧设计短网，连接电极，电极插入原料进行埋弧操作，利用电极产生电弧热和炉料产生的电阻热来熔炼矿石, 完成连续作业的一种工业生产装备。

由于矿热炉的低电压大电流的特性，电弧做功过程产生大量无功，矿热炉运行自然功率因数普遍较低。传统的矿热炉设计使用三相一体变压器，布置短网不可避免存在短网长度不等的现象，导致三相电极电压不平衡，使三相电极做功面不能重叠，熔池无法充分沟通，严重影响冶炼效率。

传统的方法通常是缩短变压器与电极的电气连接长度，或者尽可能地让变压器过载来实现输入更大的有功功率。近10年，众多的企业采用了在低压侧并联低压电容器方式来补偿电炉冶炼产生的大量无功。在改善无功方面取得了一定的效果，但也存在较大的技术缺陷，综合应用效果较差。

主要问题是：

1.由于低压电容器的自身特性，导致容值衰减不可避免，属于先天缺陷。

2.由于采用低压电容器，需要有大量的投切开关，目前虽然采用了最先进的晶闸管，或者是真空接触器进行投切，但在如此大电流，高冲击性和高谐波污染的环境下，开关的高故障率无法避免。

3.由于无法提供有效的保护，电容器被击穿的几率大，电容器故障率高，使用寿命短。

4.由于目前的低压电容器最大只能做到100Kvar, 因此，采用低压电容器需要配置大量的电容。并且补偿需要越靠近补偿点效果越佳，因此，在电极附近需要布置大面积的电容器。由于电容器及开关投切过程导致的各种击穿故障，都有电弧产生，在存在CO气体的冶炼炉台上，给安全生产带来的隐患尤为严重。

5.由于低压电容器只能通过分组投切，智能化程度低，无法较好配合冶炼过程的电气扰动。功能单一，投入与产出效率差。

6.由于传统的低压补偿系统凭借的是原始的设计参数和用户现有的电参数来指导电容器投切。而用户的电参数仅有一次电压，电流数据，往往是不准确的。在不准确的参数指导下，进行投切电容存在较大的盲目性。补偿效果差甚至对生产冶炼还将产生负面影响。

请参阅图1所示，传统的低压补偿系统包含了从电极或电炉变输出侧连出的补偿短网，控制开关，切换开关，电容器组。电炉变压器1的一次侧与高压电源连接，变压器的二次侧通过工作短网2与冶炼电极3连接。冶炼电极3通过补偿短网4与低压补偿装置连接，将冶炼电极3上的电压提高，达到增加入炉有功功率的目的。其中：补偿短网4包括铜管（未图示），水冷电缆（未图示），连接补偿器（未图示），分别与冶炼电极3、低压补偿装置的控制开关6连接，控制开关6实际上由主开关和大量的投切电容器组（1~n）的分开关（或接触器）组成；5为电容器组。该传统的低压补偿系统同样也存在上述的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种矿热炉短网升压补偿系统，通过对补偿系统的优化设计，简化了系统环节并成功导入了升压无功变送器，是完全创新型的矿热炉短网升压补偿的新技术。

本实用新型是这样实现的：一种矿热炉短网升压补偿系统，所述补偿系统包括矿热炉炉体，依次连接的电炉变压器、工作短网、冶炼电极以及补偿短网，所述冶炼电极设置于矿热炉炉体上；所述补偿系统还包括：无功变送器、控制单元、高压开关以及至少一电容器组；所述电容器组、高压开关、无功变送器依次连接，所述无功变送器与补偿短网连接，所述控制单元与无功变送器连接，且控制单元控制无功变送器的电压升降。

进一步地，所述控制单元为计算机或者单片机。

进一步地，所述电容器组为10KV或35KV的电容组。

本实用新型的优点在于：1.将升压系统创新应用到矿热炉短网补偿领域。

2.为解决谐波和尖峰浪涌电流冲击，在系统的无功变送器中内置了谐波隔离线圈。有效隔离了从炉内通过电极传递的高次谐波冲击，有效保护了系统和电容器。

3.在系统的无功变送器中设计了可变磁通绕组来调节加载在电容器上的磁通量，可以柔性地改变电容器输出容值。从而，可以动态地配合冶炼过程多变的无功需求。