CN102315784A - 石墨化炉供电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种供电装置，尤其涉及一种有利于提高石墨化炉效率、降低能耗的石墨化炉供电装置。它包括变压器一次绕组、变压器二次绕组，变压器一次绕组的三相电源分别与双向可控硅的一端连接，每个双向可控硅的另一端分别接在相邻一相电源与双向可控硅之间，变压器二次绕组的输出端分别与二极管的正极连接，二极管的负极与直流母线连接，直流母线与负载连接。本发明由于采用了三相五柱变压器双反星形整流电路一次侧进行调压，二次侧整流，取消了自耦调压变压器。从而可以使附加损耗下降，二次侧整流元件功耗降低，使整流效率得到提高。同时无功分量减少，有功增加，功率因数提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种供电装置，尤其涉及一种有利于提高石墨化炉效率、降低能耗的石墨化炉供电装置。
背景技术
目前我国石墨化炉均采用直流供电方式，其电路负荷特点是低电压大电流，石墨化炉供电装置一般由变压器、整流柜、直流母线构成。该供电方式的整流器有多种结构形式，如：三相桥式整流器，带平衡电抗器的双反星整流器，取消平衡电抗器的三相五柱变压器双反星形整流器，不同的整流器结构形式，其最终的整流效果也不尽相同。
三相桥式整流器是最常用的一种整流电路，可以看作是两组三相半波电路的串联，在输出电流相同的情况下，整流元件电流比双反星整流电路大，功率元件损耗也高。
带平衡电抗器的双反星整流器是两组三相半波电路的并联，在输出电流相同的情况下，整流元件电流较三相桥式整流电路要小，功率元件损耗也低。但由于增加了平衡电抗器，无形中又增加了整个供电装置的损耗。
另外从变压器结构上来看，以上两种整流方案均采用三柱变压器，由于在其三个铁芯上产生的磁通量两两相互影响，随着输入电压相位的不断变化，造成三柱上的磁通量都不平衡，从而会出现每相输出的电压不等，将直接影响整流波形的效果。
取消平衡电抗器的三相五柱变压器双反星形整流方案，变压器由于在三柱的基础上增加了两个边轭，很好地平衡了三相的磁通量，使中间三柱上线包的磁通量都较平衡，在输出端不会出现各相电压差异较大的现象。三相五柱变压器构成的六脉波双反星形整流器可以省去中性点间的平衡电抗器。
以上三种整流接线方式，以第三种应用较广。但无论采用哪种结构形式为直流石墨化炉供电都存在着以下问题：
第一，由于在石墨化生产过程中，碳块温度处于变化中，电阻发生非常大的变化，施加的电流从几十安培到几千安培，极宽的变化范围，使检测及精确调节成为石墨化炉供电电源首先面临的问题；第二，石墨化生产是高耗电过程，在用电过程中如何降低电源谐波，提高功率因数也是必须要解决的重要问题；第三，是供电装置的可靠性问题，如何在保证供电装置精确的控制，较高的整流效率及较低的损耗的前提下，确保装置工作的高稳定性，低故障也是需要考虑的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种石墨化炉供电装置，目的是为了减少整流器件损耗，增加有效功率，从而提高整流装置的效率、降低能耗，提高装置工作的稳定性。
为了达到上述目的本发明是通过如下技术方案实现的：
一种石墨化炉的供电装置，它包括变压器一次绕组、变压器二次绕组，变压器一次绕组的三相电源分别与双向可控硅的一端连接，每个双向可控硅的另一端分别接在相邻一相电源与双向可控硅之间，变压器二次绕组的输出端分别与二极管的正极连接，二极管的负极与直流母线连接，直流母线与负载连接。
所述的变压器二次绕组结构为：a与a/绕在一相铁心，b、b/，c、c/分别绕在一相铁心上，将它们接成两组三相半波整流电路，a、b、c为正相组，a/、b/、c/为反向组。
本发明的优点效果：本发明是采用三相五柱变压器双反星形整流电路一次侧进行调压，二次侧整流，即在变压器一次侧加装可控硅大功率调压装置，二次侧采用两组三相半波整流电路并联输出六脉波直流电源，取消自耦调压变压器。由于采用了三相五柱变压器，两个边轭为三倍频谐波磁通或不对称分量中的零序磁通提供了通路，大大降低了附加损耗，二次侧整流元件功耗降低，使整流效率得到提高。同时无功分量减少，有功增加，提高了功率因数。另外，采用可控硅大功率调压装置取代自耦调压变压器，可以利用晶闸管的可控特性，自动调节输入电压。使石墨化过程运行在最佳温升曲线上，保持最佳工况，这一点对保证石墨化质量非常重要。同时随着电压的连续可调，使石墨化电阻变化可控，从而可以缩短石墨化时间。可控硅大功率调压装置采用PLC控制通过通讯总线可与智能配电系统通讯，实现配电及工艺控制的自动化控制。
附图说明
图1是本发明石墨化炉供电装置的电路结构图。
图中：1、变压器一次绕组；2、变压器二次绕组；3、双向可控硅；4、二极管；5、直流母线；6、负载。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种石墨化炉的供电装置，结构如下：它包括变压器一次绕组1、变压器二次绕组2，变压器一次绕组1的三相电源分别与双向可控硅3的一端连接，每个双向可控硅3的另一端分别接在相邻一相电源与双向可控硅3之间，变压器二次绕组2的输出端分别与二极管4的正极连接，二极管4的负极与直流母线5连接，直流母线5与负载6连接。
如图1所示，上述变压器二次绕组2结构如下：a与a/绕在一相铁心，b、b/，c、c/分别绕在一相铁心上，将它们接成两组三相半波整流电路，a、b、c为正相组，a/、b/、c/为反向组。两组三相半波整流电路并联的输出即为六脉波输出。
Claims (2)
1.一种石墨化炉的供电装置，它包括变压器一次绕组(1)、变压器二次绕组(2)，其特征在于变压器一次绕组(1)的三相电源分别与双向可控硅(3)的一端连接，每个双向可控硅(3)的另一端分别接在相邻一相电源与双向可控硅(3)之间，变压器二次绕组(2)的输出端分别与二极管(4)的正极连接，二极管(4)的负极与直流母线(5)连接，直流母线(5)与负载(6)连接。
2.根据权利要求1所述的石墨化炉的供电装置，其特征在于所述的变压器二次绕组(2)结构为：a与a/绕在一相铁心，b、b/，c、c/分别绕在一相铁心上，将它们接成两组三相半波整流电路，a、b、c为正相组，a/、b/、c/为反向组。
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