專利名稱：石墨化電爐的供電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供電裝置，特別是一種用于炭素行業(yè)的石墨化電爐的恒功率供電裝置。
人造石墨制品的關鍵工序是石墨化，它直接影響人造石墨制品的質(zhì)量和成本，目前該工序都是在石墨化電爐中進行的。這種電爐是將被石墨化的坯料和其間填充的電阻料裝入爐內(nèi)構成電阻，由供電裝置饋入低壓大電流直流電流，電流產(chǎn)生焦爾熱，將坯料加熱到2800℃以上的溫度，使坯料由無定型碳轉(zhuǎn)化為有規(guī)則排列的定型碳即人造石墨。由于碳的電阻溫度系數(shù)為負值，電爐爐芯的電阻R在加熱過程中隨爐溫上升而急劇下降，起始爐阻R0為終爐爐阻Rf的15－25倍，見附圖3。電爐供電裝置采用低壓大電流整流裝置，例如公告號為CN2050664U的實用新型專利說明書中所公開的整流裝置，它包括一個整流變壓器和一個整流裝置。電爐送電開始，爐阻R0較大，需要較高的整流輸出電壓V20，參見圖4，產(chǎn)生相應的電流I20和功率P0。由于坯料加熱不能太快，所以功率P不能太大，并需要逐步增大。隨爐溫上升，爐阻R逐步下降，I2逐漸加大。在此過程中要降低供電裝置的輸出電壓U2，以控制爐溫的上升速度。當電流達到最大電流I2m時，電爐的輸入功率達到最大值Pm。受最大電流限制，需要降低電壓U2以保持I2＜I2m，而此時電爐的輸入功率將會下降，整個供電過程中的功率P，電流I2和電壓U2的變化如附圖4中曲線所示。
目前這種運行方式下，供電裝置僅在很短時間內(nèi)滿足荷運行，在供電的中后期，電爐需要大功率，而供電裝置的輸出功率卻不足延長了供電時間，使電爐半身的熱損耗及產(chǎn)品的電能消耗增加，并且電爐和供電裝置的能力都不能充分發(fā)揮。
為了克服上述缺點，現(xiàn)有技術中通常采用二套甚至更多相同的供電裝置并聯(lián)為一臺石墨化電爐供電，這不但需要增加占用電網(wǎng)的供電容量及廠房面積，同樣不能解決上述問題。
本實用新型的目的是提供一種輔助供電裝置，它在石墨化電爐主供電裝置達到最大功率后，輸出功率開始下降時投入運行，用輔助供電裝置的輸出功率彌補主供電裝置的功率下降，使電爐保持恒功率運行。
本實用新型的第二個目的是提供一種結構緊湊的輔助供電裝置，以便用于現(xiàn)有石墨化電爐供電裝置的設備改造。
本實用新型的輔助供電裝置包括一個開關裝置，其一端可變地連接在原有整流變壓器一次側調(diào)壓線圈的適當抽頭上，一個輔助整變壓器的一次側可變地連接在開關裝置的另一端，一個輔助整流裝置連接在輔助整流變壓器的二次側，其輸出端與原有整流裝置并聯(lián)連接在向石墨化電爐供電的直流母線上，開關裝置在原有整流裝置的輸出功率達到最大值后開始下降時閉合，使輔助整流裝置與原有整流裝置并聯(lián)運行，用輔助整流裝置的輸出功率彌補原有整流裝置的輸出功率下降，使石墨化電爐保持恒功率運行。
上述第二個目的是這樣實現(xiàn)的，采用由多個萬安級大電流硅整流組合元件構成的整流裝置和輔助整流裝置，每個硅整流組合元件的一端直接安裝在相應整流變壓器二次側的出線端頭上，另一端通過直流母線與負載相連。從而可以縮小原有供電裝置的占地面積，利用騰出來的地方增設輔助供電裝置，在不增加占地面積的條件下實現(xiàn)原有設備的改造。
以下結合附圖詳細描述最佳實施例，其中

圖1是本實用新型的供電裝置的示意圖；為方便表示，圖中的三相線均用單線表示；圖2是采用輔助供電裝置后的石墨化電爐恒功率運行特性曲線；圖3為石墨化電爐爐阻與溫度的關系曲線；圖4是普通石墨化電爐的運行特性曲線；圖5是表示整流變壓器和整流裝置的安裝結構圖。
在圖1中，1表示電源開關，整流變壓器2和整流裝置3構成石墨化電爐的主供電裝置，而輔助整流變壓器7和輔助整流裝置8構成輔助供電裝置，4表示直流母線，以及6表示開關裝置。
輔助整流變壓器7的額定功率為整流變壓器2額定功率的二分之一或稍高，換句話說，例如整流變壓器2的調(diào)壓范圍是180V－40V，輔助整流變壓器7的調(diào)壓范圍就可以是90V－40V，即足以彌補主供電裝置的功率下降。輔助整流變壓器7的調(diào)壓級數(shù)應為整流變壓器2調(diào)壓級數(shù)的三倍，以便靈活地調(diào)整輔助供電裝置的輸出電壓使之寫主供電裝置相適應。輔助供電裝置的阻抗電壓應比主供電裝置略小，以便二者并聯(lián)運行時合理分配負荷。輔助整流變壓器7的一次側通過開關裝置6可變地連接在整流變壓器2一次側調(diào)壓線圈的適當抽頭上，調(diào)整抽頭位置，可以調(diào)整輔助供電裝置的輸出電壓。
圖2表示電爐的恒功率運行特性曲線，如圖所示，當主供電裝置的輸出功率P1達到最大值Pm后開始下降時，使輔助供電裝置投入運行，以后者的輸出功率彌補前者由于整流輸出電壓U2下降引起的功率下降，使饋入電爐的總功率P＝P1＋P2保持恒定，其中P2為輔助供電裝置的輸出功率。圖2中I21為整流裝置3的輸出電流，I22是輔助整流裝置8的輸出電流，母線上饋入電爐的總電流為I2＝I21＋I22。
圖5是整流變壓器和整流裝置的安裝結構圖，為了便于表示，圖中僅示出了一個硅整流組合元件9，例如可以采用ZPZ型萬安級元件，2(或7)表示整流變壓器或輔助整流變壓器，整流變壓器2(7)的出線端頭用10表示，4是直流母線。每個硅整流組合元件9的一端直接裝在整流變壓器2(7)二次側的出線端頭10上，另一端連接直流母線4。采用這種結構的輔助供電裝置，同時把主供電裝置的一個原有整流柜也換成這種結構，利用空出的一個整流柜位置就足以放置輔助供電裝置。
本實用新型的優(yōu)點是1、使石墨化電爐實現(xiàn)了恒功率運行，充分利用電網(wǎng)的供電容量滿負荷運行，縮短了電爐送電時間，從而減少電爐的熱損耗和產(chǎn)品的電能消耗。
2、由于輔助變壓器接在主變壓器調(diào)壓線圈的一個抽頭上，不會額外占用電網(wǎng)的供電容量，只是對原有供電容量加以充分利用，因此不需要增加容量的費用。
3、可以在不增加占地面積的條件下實現(xiàn)設備改造。
權利要求1.一種石墨化電爐的供電裝置包括一個整流變壓器，一個整流裝置連接在上述整流變壓器的二次側，通過直流母線向上述石墨化電爐供電，其特征是還包括一個開關裝置的一端可變地連接在上述整流變壓器一次側調(diào)壓線圈的適當抽頭上；一個輔助整流變壓器的一次側可變地連接在上述開關裝置的另一端；以及一個輔助整流裝置連接在上述輔助整流變壓器的二次側，其直流輸出端與上述整流裝置并聯(lián)連接在上述直流母線上；上述開關裝置在上述整流裝置的輸出功率達到最大值后開始下降時閉合，使上述輔助整流裝置與上述整流裝置并聯(lián)運行，用上述輔助整流裝置的輸出功率彌補上述整流裝置輸出功率的下降，使石墨化電爐保持恒功率運行。
2.如權利要求1的供電裝置，其特征是上述輔助整流變壓器的額定功率約為上述整流變壓器額定功率的一半。
3.如權利要求1或2的供電裝置，其特征是上述輔助整流變壓器的調(diào)壓級數(shù)為上述整流變壓器調(diào)壓級數(shù)的三倍。
4.如權利要求1的供電裝置，其特征是上述整流裝置包括多個大電流硅整流組合元件，其中每個硅整流組合元件的一端直接安裝在上述整流變壓器的二次側出線端頭上，其另一端連接上述直流母線。
5.如權利要求1的供電裝置，其特征是上述輔助整流裝置包括多個大電流硅整流組合元件，其中每個硅整流組合元件的一端直接安裝在上述輔助整流變壓器的二次側出線端頭上，其另一端連接上述直流母線。
6.如權利要求4或5的供電裝置，其特征是上述硅整流組合元件為ZPZ型萬安級硅整流組合元件。
專利摘要一種石墨化電爐的恒功率供電裝置包括整流變壓器和整流裝置，以及通過一個開關裝置可變地連接在整流變壓器一次側調(diào)壓線圈抽頭上的一個輔助整流變壓器及其輔助整流裝置，當上述整流裝置的輸出功率達到最大值后開始下降時，輔助整流變壓器投入運行，用輔助整流裝置的輸出功率彌補上述功率下降，使電爐恒功率運行，并且不增加占用電網(wǎng)容量，結構緊湊，便于設備改造。
文檔編號H05B7/00GK2158399SQ9320552
公開日1994年3月9日 申請日期1993年3月13日 優(yōu)先權日1993年3月13日
發(fā)明者安世雄 申請人:安世雄