CN103777535B - 矿热炉负荷智能化节能控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种矿热炉负荷智能化节能控制系统包括：负荷智能化节能控制单元；矿热炉变压器一次侧的电流互感器、第一电压互感器和一次电量综合采集模块；矿热炉变压器二次侧的鼠笼式空芯电流互感器、第二电压互感器、综合调理模块和二次电量综合采集模块；矿热炉变压器档位控制器，其一端与矿热炉变压器连接，另一端与负荷智能化节能控制单元连接；低压无功补偿装置控制单元，其与所述负荷智能化节能控制单元连接；三相电极升降控制单元，其与所述负荷智能化节能控制单元连接。本发明三相电极负荷平衡，埋深合理，压放适时；变压器二次电压在合理范围；低压无功补偿装置合理投入，提高炉内的有功功率；满足一次侧功率因数的考核；最终实现生产效益最大化。

Description

矿热炉负荷智能化节能控制系统
技术领域
本发明涉及一种矿热炉负荷智能化节能控制系统。
背景技术
矿热炉是将电能转换为冶炼热能的大功率电气设备，其用电成本占产成品总成本的60%以上。而且矿热炉运行过程中的电气参数直接反映和影响其运行状况的优劣，这关乎冶炼的产量和电耗，同时也影响冶炼产品的品质。
由于现有技术中矿热炉每个电气部分都是人工单独控制，而且控制的依据也存在较大差异。这导致矿热炉在生产过程中运行负荷变化较大，无法对众多电气部分实现统一控制，达到长时间安全稳定高效生产，对电能的利用率存在很大浪费。
因此，有必要研究一种矿热炉负荷智能化节能控制系统，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
考虑到至少一个上述问题而完成了本发明。经过申请人的研究发现，在现有设备固定不变的前提下，一次电网的电压幅值与矿热炉变压器的二次档位直接影响矿热炉的负荷大小，另外一次电网的功率因数考核也影响到电能费用的大小；低压无功补偿装置一般以一次侧电网的功率因数为投切依据，实现分相自动补偿，达到提高入炉有功，增加产量的目的；三相电极的升降控制能调节三相电极的埋深从而调节三相电极的负荷。
也就是说，矿热炉运行的电气参数与以下几部分有非常密切的关系：一次电网的电能质量、矿热炉变压器的二次档位、低压无功补偿装置的投切以及三相电极的升降。
本发明的一个目的在于提供一种矿热炉负荷智能化节能控制系统，其特征在于包括：负荷智能化节能控制单元；矿热炉变压器一次侧的电流互感器、第一电压互感器和一次电量综合采集模块；矿热炉变压器二次侧的鼠笼式空芯电流互感器、第二电压互感器、综合调理模块和二次电量综合采集模块；矿热炉变压器档位控制器，其一端与矿热炉变压器连接，另一端与负荷智能化节能控制单元连接；低压无功补偿装置控制单元，其与所述负荷智能化节能控制单元连接；三相电极升降控制单元，其与所述负荷智能化节能控制单元连接。其中，所述矿热炉变压器一次侧的第一电压互感器和电流互感器通过一次电量综合采集模块与所述负荷智能化节能控制单元连接，所述鼠笼式空芯电流互感器依次通过综合调理模块、二次电量综合采集模块与所述负荷智能化节能控制单元连接，所述第二电压互感器通过所述二次电量综合采集模块与所述负荷智能化节能控制单元连接。
根据本发明另一方面，所述负荷智能化节能控制单元还包括显示装置。
根据本发明另一方面，所述负荷智能化节能控制单元还包括存储装置。
根据本发明另一方面，所述负荷智能化节能控制单元还包括报警装置。
根据本发明另一方面，所述负荷智能化节能控制单元还包括保护装置。
根据本发明另一方面，所述负荷智能化节能控制单元还包括通讯与接收装置。
根据本发明另一方面，所述负荷智能化节能控制单元还包括输入与导出装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本系统以矿热炉生产过程中的炉内电气参数结合工艺要求作为控制依据，对矿热炉变压器二次档位、低压无功补偿装置、三相电极升降实行统一智能化自动控制，达到：三相电极负荷平衡，埋深合理，压放适时；变压器二次电压在合理范围；低压无功补偿装置合理投入，满足一次侧功率因数的考核，提高炉内的有功功率；控制每炉的冶炼和出料时间；最终实现生产效益最大化。另外本系统还提供大容量的存储空间及便捷的数据存储及导出功能，为矿热炉的运行建立完整的数据库，便于用户分析数据，从而更加科学合理的操作及管理矿热炉。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例矿热炉负荷智能化节能控制系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图，通过优选实施例来描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。
参见图1，其中示出了本发明优选实施例的矿热炉负荷智能化节能控制系统。该矿热炉负荷智能化节能控制系统包括：本发明的一个目的在于提供一种矿热炉负荷智能化节能控制系统，其特征在于包括：负荷智能化节能控制单元；矿热炉变压器一次侧的电流互感器、第一电压互感器和一次电量综合采集模块（也可称为“单元”）；矿热炉变压器二次侧的鼠笼式空芯电流互感器、第二电压互感器、综合调理模块（单元）和二次电量综合采集模块（单元）；矿热炉变压器档位控制器，其一端与矿热炉变压器连接，另一端与负荷智能化节能控制单元连接；低压无功补偿装置控制单元，其与所述负荷智能化节能控制单元连接；三相电极升降控制单元，其与所述负荷智能化节能控制单元连接。其中，所述矿热炉变压器一次侧的第一电压互感器和电流互感器通过一次电量综合采集模块（单元）与所述负荷智能化节能控制单元连接，所述鼠笼式空芯电流互感器依次通过综合调理模块（单元）、二次电量综合采集模块（单元）与所述负荷智能化节能控制单元连接，所述第二电压互感器通过所述二次电量综合采集模块（单元）与所述负荷智能化节能控制单元连接。
优选地，所述负荷智能化节能控制单元还包括显示装置。
优选地，所述负荷智能化节能控制单元还包括存储装置（图中未示出）。
优选地，所述负荷智能化节能控制单元还包括报警装置（图中未示出）。
优选地，所述负荷智能化节能控制单元还包括保护装置（图中未示出）。
优选地，所述负荷智能化节能控制单元还包括通讯与接收装置（图中未示出）。
优选地，所述负荷智能化节能控制单元还包括输入与导出装置（图中未示出）。
优选地，本发明在矿热炉变压器的一次侧采用电压互感器、电流互感器采样电压和电流，采用一次电量综合采集模块获取一次侧的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。在矿热炉变压器的二次侧采用电压互感器采样二次电压，采用鼠笼式空芯电流互感器采样二次电流，采用综合调理模块对电流信号进行预处理（限幅、叠加、滤波、移相、放大、隔离等），采用二次电量综合采集模块获取二次侧的有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、阻抗等参数。
优选地，负荷智能化节能控制单元可以为工控机，工控机上还可设置通讯接口、保护接口、报警接口、输入和导出接口。其中，矿热炉负荷智能化节能控制系统装备了工控机，可以进行系统运行参数的设置与运行历史数据的导出，可以显示变压器一次侧、二次侧的各种电参数的数据及各种实时和历史曲线，智能化自动控制矿热炉变压器的二次档位、低压无功补偿装置的投切与三相电极的升降。工控机具备数据保存功能，可以实现各种数据的记录，经由通讯接口实现与上位机的组网，系统提供的报警接口可以驱动声光报警等现场警示装置，保护接口可以与现场的保护装置连接实现保护联动。
优选地，负荷智能化节能控制单元通过来自一次和二次电量综合采集模块的参数来控制和调整所述矿热炉变压器档位控制器、低压无功补偿控制单元和三相电极升降控制单元的参数，以实现生产效益最大化。
综上所述，本发明的有益效果在于：
本系统以矿热炉生产过程中的炉内电气参数结合工艺要求作为控制依据，对矿热炉变压器二次档位、低压无功补偿装置、三相电极升降实行统一智能化自动控制，达到：三相电极负荷平衡，埋深合理，压放适时；变压器二次电压在合理范围；低压无功补偿装置合理投入，满足一次侧功率因数的考核，提高炉内的有功功率；控制每炉的冶炼和出料时间；最终实现生产效益最大化。另外本系统还提供大容量的存储空间及便捷的数据存储及导出功能，为矿热炉的运行建立完整的数据库，便于用户分析数据，从而更加科学合理的操作及管理矿热炉。
本发明不限于上述具体实施例。可以理解的是，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种矿热炉负荷智能化节能控制系统，其特征在于包括：
负荷智能化节能控制单元；
矿热炉变压器一次侧的电流互感器、第一电压互感器和一次电量综合采集模块；
矿热炉变压器二次侧的鼠笼式空芯电流互感器、第二电压互感器、综合调理模块和二次电量综合采集模块；
矿热炉变压器档位控制器，其一端与矿热炉变压器连接，另一端与负荷智能化节能控制单元连接；
低压无功补偿装置控制单元，其一端与所述负荷智能化节能控制单元连接，另一端分别与鼠笼式空芯电流互感器、以及二次短网与水冷电缆之间的接点连接；
三相电极升降控制单元，其一端与所述负荷智能化节能控制单元连接，另一端与三相电极连接；
其中，所述矿热炉变压器一次侧的第一电压互感器和电流互感器通过一次电量综合采集模块与所述负荷智能化节能控制单元连接，所述鼠笼式空芯电流互感器依次通过综合调理模块、二次电量综合采集模块与所述负荷智能化节能控制单元连接，所述第二电压互感器通过所述二次电量综合采集模块与所述负荷智能化节能控制单元连接；
其中，该矿热炉负荷智能化节能控制系统以矿热炉生产过程中的炉内电气参数结合工艺要求作为控制依据，对矿热炉变压器二次档位、低压无功补偿装置、三相电极升降实行统一智能化自动控制，达到三相电极负荷平衡，埋深合理，压放适时，变压器二次电压在合理范围，低压无功补偿装置合理投入，满足一次侧功率因数的考核，提高炉内的有功功率，并控制每炉的冶炼和出料时间。
2.根据权利要求1所述的矿热炉负荷智能化节能控制系统，其特征在于所述负荷智能化节能控制单元还包括显示装置。
3.根据权利要求1或2所述的矿热炉负荷智能化节能控制系统，其特征在于所述负荷智能化节能控制单元还包括存储装置。
4.根据权利要求3所述的矿热炉负荷智能化节能控制系统，其特征在于所述负荷智能化节能控制单元还包括报警装置。
5.根据权利要求4所述的矿热炉负荷智能化节能控制系统，其特征在于所述负荷智能化节能控制单元还包括保护装置。
6.根据权利要求5所述的矿热炉负荷智能化节能控制系统，其特征在于所述负荷智能化节能控制单元还包括通讯与接收装置。
7.根据权利要求6所述的矿热炉负荷智能化节能控制系统，其特征在于述负荷智能化节能控制单元还包括输入与导出装置。
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