專利名稱：礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力無功功率補償裝置，尤其適用于容量為6300 18500KVA礦熱爐變壓器二次低壓短網(wǎng)無功功率動態(tài)補償，具體涉及一種礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置。
背景技術(shù)：
礦熱爐無功功率補償現(xiàn)有的技術(shù)一般 采用高壓側(cè)補償或低壓側(cè)自動補償，而低壓側(cè)自動補償通常采用熔斷器串接接觸器，接觸器再串接電容器組合成一組無功補償及保護單元，由這種單元組成的電容補償裝置有如下的缺點裝置工作時存在合閘涌流，最高時可達電容額定電流的20倍，經(jīng)常性的大電流沖擊對電容器的壽命影響非常大；接觸器在頻繁進行投切電容器組的分、合閘操作時，觸頭間會產(chǎn)生強烈電弧火花，一則加速觸頭的燒蝕磨損，致使接觸器的事故率較高；二則產(chǎn)生操作過電壓和強烈電磁干擾，嚴(yán)重影響電網(wǎng)中其它用電設(shè)備的使用；電容器合閘瞬間產(chǎn)生大的涌流，產(chǎn)生強烈高頻振蕩，出現(xiàn)大量高次諧波，尤其是出現(xiàn)數(shù)值較大的3次、5次、7次等諧波電流，嚴(yán)重時使電容器、熔斷器等異常發(fā)熱甚至燒毀。一般現(xiàn)有普通電容補償裝置使用的柜體通常采用鐵磁性材料，在礦熱爐正常工作、補償單元投入的情況下，柜內(nèi)產(chǎn)生強大的交變電磁場，導(dǎo)致柜體嚴(yán)重發(fā)熱，甚至?xí)沟玫蛪喝蹼娦盘柌蓸雍涂刂撇糠质ъ`。一般礦熱爐生產(chǎn)過程中普遍存在著自然功率因數(shù)低，無功損耗大，能耗大，生產(chǎn)效率低，噸耗電量大，生產(chǎn)成本高的缺陷。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及一般礦熱爐自然功率因數(shù)低，無功損耗大，能耗大，生產(chǎn)效率低，噸耗電量大，生產(chǎn)成本高的缺陷，本實用新型提供了一種全新的礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置，尤其適用于容量為6300 18500KVA礦熱爐變壓器短網(wǎng)二次低壓動態(tài)節(jié)能補償，該礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置包括連接于礦熱爐變壓器低壓二次短網(wǎng)與礦熱爐三相電極間的電容動態(tài)補償成套裝置，該電容動態(tài)補償成套裝置至少包括控制柜和分相電容自動動態(tài)補償柜，本實用新型在礦熱爐變壓器二次低壓短網(wǎng)靠近礦熱爐三個電極的爐旁，分別就近安裝電容補償裝置，對礦熱爐進行動態(tài)無功補償。控制柜至少由PLC可編程邏輯控制器、多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、可編程智能儀表、功率因數(shù)表、觸摸屏組成；分相電容自動動態(tài)補償柜由I至3個(或以上)的多個補償單元組成分相電容自動動態(tài)補償柜補償回路，其補償單元至少由支路熔斷器I、電流互感器2、單相電力電容器3、諧波濾波器(電抗器)4、新型組合開關(guān)5 (由正反向并聯(lián)的可控硅5. I和專用交流接觸器5. 2組成)、分支三極空氣斷路器6依次串接組成。分支三極空氣斷路器的進線端并聯(lián)后，接到A相或B相或C相；支路熔斷器的未穿過電流互感器的一端接到X相或Y相或Z相。本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的進一步技術(shù)方案是通過控制柜實現(xiàn)對礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償裝置全面系統(tǒng)的控制。[0006]本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的進一步技術(shù)方案是分相電容自動動態(tài)補償柜由三個或三個以上(通常六個)結(jié)構(gòu)完全相同的支路補償回路單元并聯(lián)組成。本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的進一步技術(shù)方案是支路補償回路單元的分支補償回路是在電流互感器后，并聯(lián)了數(shù)組結(jié)構(gòu)相同的電路，這些電路均由單相電力電容器、諧波濾波器(電抗器)、新型組合開關(guān)、分支空氣斷路器依次串接組成。本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的進一步技術(shù)方案是分相電容自動動態(tài)補償柜分支補償回路由分支三極空氣斷路器控制和保護三組獨立的分支補償回路單元。所述分相電容自動動態(tài)補償柜支路補償回路單元的支路熔斷器保護由兩只分支三極空氣斷路器所控制和保護的六組獨立的分支補償回路單元。 本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的進一步技術(shù)方案是由六只支路熔斷器分別保護的六路支路補償回路單元(共三十六組獨立分支補償回路單元)構(gòu)成一個單相的電容自動動態(tài)補償柜，每一相(A相、B相、C相)都由I至3個(或以上)這樣的單相電容自動動態(tài)補償柜組成。本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的進一步技術(shù)方案是所述補償回路的新型組合開關(guān)是由正反向并聯(lián)的單向可控硅和與之背靠背的專用交流接觸器上下端頭分別并聯(lián)組合而成，其工作原理是在接到PLC主機發(fā)出的投入信號后，組合開關(guān)內(nèi)的控制電路在電壓過零點觸發(fā)可控硅，可控硅在ms級的時間內(nèi)快速投入，此時電容器的電壓與電網(wǎng)電壓相等，因此不會產(chǎn)生涌流和諧波，解決了接觸器合閘涌流大及諧波干擾和電流諧波引起發(fā)熱等問題；可控硅完全導(dǎo)通后，PLC主機令接觸器在IOs內(nèi)(O IOS可編程)閉合，此時接觸器觸頭兩端電壓接近為零，相當(dāng)于空載閉合。當(dāng)接觸器投入運行后，PLC主機在IOs內(nèi)(O IOS可編程)令可控硅退出運行，故可控硅不會長期通電而發(fā)熱。在接到PLC主機發(fā)出的切除信號時，組合開關(guān)內(nèi)的控制電路首先在接觸器閉合的狀態(tài)下快速接通可控硅，然后PLC主機在可控硅接通后的I. 5s令接觸器退出，接觸器觸頭斷開的瞬間無電弧火花產(chǎn)生；PLC主機發(fā)出退出接觸器信號IS后，再發(fā)出退出可控硅信號，組合開關(guān)內(nèi)的控制電路緊接著在電流過零點關(guān)斷可控硅，這樣完成了電容器的退出。此分?jǐn)噙^程不會產(chǎn)生操作過電壓，也不會產(chǎn)生如通常過程中的接觸器分合形成電弧造成的強烈電磁脈沖干擾，很好的保護了電網(wǎng)中的其它用電設(shè)備。本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的進一步技術(shù)方案是所述分支補償回路用分支三極空氣斷路器代替通常在該位置上采用的快速熔斷器，通過合理分析計算，使得斷路器的額定電壓電流值以及保護動作特性符合電容器保護要求，從而避免了由于快速熔斷器經(jīng)常性熔斷造成補償回路常常退出運行，維修更換繁瑣，維修時間長，給用戶造成不必要的運行維護負(fù)擔(dān)等問題。本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的進一步技術(shù)方案是分相電容自動動態(tài)補償柜柜體材料采用不含鎳的不銹鋼作為立柱和安裝梁等，以最大限度減少渦流效應(yīng)。不銹鋼是順磁體，在強磁場下的有較低的磁感應(yīng)強度，立柱和安裝梁等采用不銹鋼后渦流效應(yīng)的強度大大減少。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的有益效果是本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置能根據(jù)電網(wǎng)的供電情況和礦熱爐的實際運行工況，自動投切電容器組，采用新型組合開關(guān)及可編程PLC邏輯控制，使功率因數(shù)長期保持在O. 92以上，并且投切過程無浪涌、過電壓沖擊，切實保護電容器組及其它用電設(shè)備的安全，凈化電網(wǎng)用電環(huán)境，且操作簡單，方便維護。補償柜柜體、立柱和安裝梁等采用不含鎳的不銹鋼作為材料，磁感應(yīng)強度較低，極大限度的減少了渦流效應(yīng)。
圖I是電容自動動態(tài)補償柜補償電路原理圖。圖2是PLC可編程邏輯控制器與組合開關(guān)間的控制時序工作原理圖。圖3是礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置的布置示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖I中支路熔斷器I進線端與礦熱爐變壓器二次出線端X相(或Y相、Z相)連接，支路熔斷器I的出線端穿過電流互感器2與單相電力電容器3的一端連接、單相電力電容器3的另一端與諧波濾波器(電抗器)4的一端串接，諧波濾波器(電抗器)4另一端與新型組合開關(guān)5的一端串接、新型組合開關(guān)5的另一端與分支三極空氣斷路器6出線端串接，分支三極空氣斷路器的進線端并聯(lián)后，接到礦熱爐變壓器二次出線端A相(或B相、C相)。圖2是PLC可編程邏輯控制器與組合開關(guān)間的控制時序工作原理圖，其工作原理是在接到PLC主機發(fā)出的投入信號后，組合開關(guān)內(nèi)的控制電路在電壓過零點觸發(fā)可控硅，可控硅在ms級的時間內(nèi)快速投入，此時電容器的電壓與電網(wǎng)電壓相等，因此不會產(chǎn)生涌流和諧波，解決了接觸器合閘涌流大及諧波干擾和電流諧波引起發(fā)熱等問題；可控硅完全導(dǎo)通后，PLC主機令接觸器在IOs內(nèi)(O IOS可編程)閉合，此時接觸器觸頭兩端電壓接近為零，相當(dāng)于空載閉合。當(dāng)接觸器投入運行后，PLC主機在IOs內(nèi)(O IOS可編程)令可控硅退出運行，故可控硅不會長期通電而發(fā)熱。在接到PLC主機發(fā)出的切除信號時，組合開關(guān)內(nèi)的控制電路首先在接觸器閉合的狀態(tài)下快速接通可控硅，然后PLC主機在可控硅接通后的I. 5s令接觸器退出，接觸器觸頭斷開的瞬間無電弧火花產(chǎn)生；PLC主機發(fā)出退出接觸器信號IS后，再發(fā)出退出可控硅信號，組合開關(guān)內(nèi)的控制電路緊接著在電流過零點關(guān)斷可控娃，這樣完成了電容器的退出。圖3中礦熱爐變壓器8的二次低壓出線端A相、B相、C相和X相、Y相、Z相分別用銅管(該銅管內(nèi)部注入流動的冷卻液體以幫助散熱)與A相的三臺電容自動動態(tài)補償柜15. I 15. 3、B相的三臺電容自動動態(tài)補償柜9. I 9. 3、C相的三臺電容自動動態(tài)補償柜10. I 10. 3的進線端相連接，A相、B相、C相的電容自動動態(tài)補償柜的出線端又分別和礦熱爐11的三個電極·Λ#電極14、2#電極13、3#電極12相連接；控制柜7分別有二次控制線路與電容自動動態(tài)補償柜9、10、15連接。本實用新型礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置在礦熱爐變壓器二次低壓短網(wǎng)靠近礦熱爐三個電極的爐旁，分別就近安裝電容補償裝置，對礦熱爐進行動態(tài)無功補償，能根據(jù)電網(wǎng)的供電情況和礦熱爐的實際運行工況，自動投切電容器組，采用新型組合開關(guān)及可編程PLC邏輯控制，使功率因數(shù)長期保持在O. 92以上，并且投切過程無浪涌、過電壓沖擊，切實保護電容器組及其它用電設(shè)備的安全，凈化電網(wǎng)用電環(huán)境。本實用新型綜合節(jié)電 4%以上，增產(chǎn)10% 18%，具有單位能耗低，增產(chǎn)節(jié)能的特點，投資回報率高，回報快。
權(quán)利要求1.一種礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置，包括連接于礦熱爐變壓器二次側(cè)和礦熱爐三相電極之間短網(wǎng)上的電容自動動態(tài)補償成套裝置，其特征在于該電容自動動態(tài)補償成套裝置至少由控制柜和分相電容自動動態(tài)補償柜組成，在礦熱爐變壓器二次低壓短網(wǎng)靠近礦熱爐三個電極的爐旁，分別就近安裝電容補償裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置，其特征在于 所述的控制柜至少由PLC可編程邏輯控制器、多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表、可編程智能儀表、功率因數(shù)表、觸摸屏組成； 所述的分相電容自動動態(tài)補償柜至少由支路熔斷器、電流互感器、單相電力電容器、諧波濾波器、新型組合開關(guān)、分支三極空氣斷路器依次串接組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置，其特征在于所述的電容補償裝置是在電流互感器后，并聯(lián)了數(shù)組結(jié)構(gòu)相同的電路，這些電路均由單相電力電容器、諧波濾波器、新型組合開關(guān)、分支空氣斷路器依次串接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置，其特征在于所述的新型組合開關(guān)是由正反向并聯(lián)的單向可控硅和與之背靠背的專用交流接觸器上下端頭分別并聯(lián)組合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置，其特征在于所述的電容補償裝置是分相設(shè)置的，由六只支路熔斷器分別進行保護的六路補償支路單元構(gòu)成一個單相的電容自動動態(tài)補償柜，每一相A相、B相、C相的無功補償都由I 3個這樣的單相電容自動動態(tài)補償柜組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或6所述的礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置，其特征在于所述的分相電容自動動態(tài)補償柜的柜體采用不含鎳的不銹鋼材料制作而成。
專利摘要本實用新型涉及一種電力無功功率補償裝置，尤其適用于容量為6300～18500KVA礦熱爐變壓器短網(wǎng)二次低壓動態(tài)節(jié)能補償，具體涉及一種礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置。該礦熱爐二次低壓動態(tài)節(jié)能補償成套裝置包括控制柜和分相電容自動動態(tài)補償柜，本實用新型在爐變二次低壓短網(wǎng)靠近礦熱爐三個電極的爐旁，分別就近安裝電容補償裝置，對礦熱爐進行動態(tài)無功補償，能根據(jù)電網(wǎng)的供電情況和礦熱爐的實際運行工況，自動投切電容器組，采用新型組合開關(guān)及可編程PLC邏輯控制，使功率因數(shù)長期保持在0.92以上，并且投切過程無浪涌、過電壓沖擊，切實保護電容器組及其它用電設(shè)備的安全，凈化電網(wǎng)用電環(huán)境。本實用新型綜合節(jié)電4％以上，增產(chǎn)10％～18％，具有單位能耗低，增產(chǎn)節(jié)能的特點，投資回報率高，回報快。
文檔編號H02J3/18GK202373978SQ20112001812
公開日2012年8月8日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者尤建樂 申請人:尤建樂