CN101394694B - 电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置 - Google Patents

电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置，包括高压无线遥测仪，高压开关柜，控制器，接触器，补偿电容器，升压变压器及电弧炉变压器；其特征在于：在电弧炉变压器的低压侧并上升压变压器，再把补偿电容器安装在升压变压器的高压侧，通过所述高压无线遥测仪内的电流互感器和高压开关柜内的电压互感器对电弧炉的高压侧的电流、电压信号采集，并将采集的信号送到控制器中进行分析处理，分阶段发出投切信号给接触器，控制补偿电容器的投切；所述的负载接在升压变压器和电弧炉变压器之间。本发明从无功负荷产生的源头上彻底解决无功补偿问题，而且提高了补偿效率，大大降低了补偿装置的物理体积和降低了系统造价及占地面积。

Description

电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置
技术领域
本发明涉及无功补偿的技术领域，特别是一种电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置。
背景技术
传统的电弧炉无功负荷比重过大，造成了以下不利情形：
1、工作变压器负荷较实际有功负荷增加近一倍，使变压器铜损增加近一倍，铁损也陡然增加，变压器温度升高，使变压器运行中安全性大大降低，且寿命严重缩短，维护周期严重缩短。
2、线路线损增加近一倍(线路线损ΔW＝I2Rt，R--线路电阻)。
3、未端(工作端)电压降低，延长产品生产周期、影响产品质量，增加生产成本。
4、增加了变电站主变的工作负荷及变电站开关设备的工作负荷，使变电站侧该回路降低出力近45％。
5、使企业每月的变压器基本电费增加近一倍(若按最大需量收费，则多交45％左右)。
在国家大力提倡建设节约型社会及党中央提出的科学发展观“将节能减排作为政府及企业“一把手工程”及“一票否决”工程，把“十·一五”期间单元GDP综合能耗降低20％”作为硬指标的今天，对五矿铁合金电弧炉进行节能改造确有“势在必行”及“刻不容缓”之势。
发明内容
本发明的目的是提供一种电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置，该装置能够实时的根据负荷的变化，调整补偿的策略，实现无功功率的就地交换补偿，提高系统的功率因素，减少变压器和线路的损耗，提高单位电能下的产品的产量和质量，达到真正的节能的目的。
本发明是这样实现的：一种电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置，包括高压无线遥测仪，高压开关柜，控制器，接触器，补偿电容器，升压变压器、电弧炉变压器及负载；其特征在于：在电弧炉变压器的高压侧连接上电网，在电弧炉变压器的低压侧并上升压变压器的低压侧，再把补偿电容器安装在升压变压器的高压侧，通过所述高压无线遥测仪内的电流互感器和高压开关柜内的电压互感器对电弧炉变压器的高压侧的电流、电压信号采集，并将采集的信号送到控制器中进行分析处理，分阶段发出投切信号给接触器，控制补偿电容器的投切；所述的负载接在升压变压器和电弧炉变压器之间。
本发明的优点如下：
1、从无功负荷产生的源头上彻底解决无功补偿问题。
2、由于采用动态补偿，使补偿过程中产生的过补及欠补过程最短，使补偿效果达到最优，最接近功率因数设定目标。
3、采用了灵活的补偿手段(固定接入与动态投入相结合)，使补偿设备造价及故障发生率最低，补偿效率最高。
4、采用了升压补偿，提高了单位电容量的补偿容量，提高了补偿效率及大大降低了补偿装置的物理体积和降低了系统造价及占地面积。
5、在低压侧动态补偿，大大降低了补偿系统的绝缘要求，提高了系统运行的安全性及可靠性，在相同补偿效果情况下，降低了设备造价。
6、由于该系统在低压侧接入，施工难度大大降低，对设备停电时间要求较短，维护过程不必完全停电。
7、自动化智能化程度高，便于管理及效益分析，并可与上级主管部门及电力部门远程联网通讯。
附图说明
图1是本发明的系统原理框图。
图2是本发明的实施例电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
如图1所示，本发明公开一种电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置，包括高压无线遥测仪，高压开关柜，控制器，接触器，补偿电容器，升压变压器、电弧炉变压器及负载；其特征在于：在电弧炉变压器的高压侧连接上电网，在电弧炉变压器的低压侧并上升压变压器的低压侧，再把补偿电容器安装在升压变压器的高压侧，通过所述高压无线遥测仪内的电流互感器和高压开关柜内的电压互感器对电弧炉变压器的高压侧的电流、电压信号采集，并将采集的信号送到控制器中进行分析处理，分阶段发出投切信号给接触器，控制补偿电容器的投切；所述的负载接在升压变压器和电弧炉变压器之间。
为了使系统接触器在工作过程中达到更节能，具有工作电压范围宽，不受电压波动影响，寿命长等特点，本发明接触器采用静态无能耗接触器。
上述的高压无线遥测仪和静态无能耗接触器是我们公司申请的实用新型专利，专利号分别是ZL200420002087.8和ZL00215894.9。
本发明的具体工作过程如下：如图2是本发明的实施例电路结构示意图，通过“高压线载无线遥测仪”和“高压开关柜”中的“电压互感器”把用电负荷系统中实时负载高压110KV侧的电流、电压信号采集到“控制器”中。“控制器”采用PLC设计，具有补偿动作记忆，数据储存、累加及统计功能；提供与其它控制系统接口，实现数据远程传输功能；能够在极其恶劣的环境下工作；具有可扩展性、灵活性，程序、容量及I/O可根据具体情况而设计。其对采集到的实时数据进行分析计算处理，综合现场各相电极有功、无功负荷曲线、电压、电流等各种实际情况，计算出用电负荷系统各相有功功率与实时所需的无功补偿容量。这样通过详细精确的计算，确认投入的每相补偿电容器组的路数和容量，分阶段发出投切信号给接触器，并通过接触器控制补偿电容器组的投切。补偿电容器产生的容性无功经过升压变压器，降压后送至电弧炉变压器低压侧。其可补偿电弧炉变压器低压侧的感性负载中的感性无功部分，从而起到节能作用。
本发明的优点如下：
1、从无功负荷产生的源头上彻底解决无功补偿问题。
2、由于采用动态补偿，使补偿过程中产生的过补及欠补过程最短，使补偿效果达到最优，最接近功率因数设定目标。
3、采用了灵活的补偿手段(固定接入与动态投入相结合)，使补偿设备造价及故障发生率最低，补偿效率最高。
4、采用了升压补偿，提高了单位电容量的补偿容量，提高了补偿效率及大大降低了补偿装置的物理体积和降低了系统造价及占地面积。
5、在低压侧动态补偿，大大降低了补偿系统的绝缘要求，提高了系统运行的安全性及可靠性，在相同补偿效果情况下，降低了设备造价。
6、采用了静态无能耗接触器，使投切方式之一的接触器在工作过程中达到更节能，具有工作电压范围宽，不受电压波动影响，寿命长等特点。
7、由于该系统在低压侧接入，施工难度大大降低，对设备停电时间要求较短，维护过程不必完全停电。
8、自动化智能化程度高，便于管理及效益分析，并可与上级主管部门及电力部门远程联网通讯。

Claims (3)

1.一种电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置，包括高压无线遥测仪，高压开关柜，控制器，接触器，补偿电容器，升压变压器、电弧炉变压器及负载；其特征在于：在电弧变压器的高压侧连接上电网，在电弧炉变压器的低压侧并上升压变压器的低压侧，再把补偿电容器安装在升压变压器的高压侧，通过所述高压无线遥测仪内的电流互感器和高压开关柜内的电压互感器对电弧炉变压器的高压侧的电流、电压信号采集，并将采集的信号送到控制器中进行分析处理，分阶段发出投切信号给接触器，控制补偿电容器的投切；所述的负载接在升压变压器和电弧炉变压器之间。
2.根据权利要求1所述的电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置，其特征在于：所述的控制器是采用PLC设计。
3.根据权利要求1所述的电弧炉低压侧电压调节及动态补偿装置，其特征在于：所述的接触器是静态无能耗接触器。
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