CN104613751B - 电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法 - Google Patents

电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104613751B
CN104613751B CN201410839514.6A CN201410839514A CN104613751B CN 104613751 B CN104613751 B CN 104613751B CN 201410839514 A CN201410839514 A CN 201410839514A CN 104613751 B CN104613751 B CN 104613751B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
current
electrode
voltage
arc furnace
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410839514.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104613751A (zh
Inventor
朱兴发
刘仕良
李亚逸
高玉龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201410839514.6A priority Critical patent/CN104613751B/zh
Publication of CN104613751A publication Critical patent/CN104613751A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104613751B publication Critical patent/CN104613751B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

本发明是电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法，其结构包括三只电流变送器、三只电压变送器、三套液压压力检测模块、三只交流电流互感器；其中三只交流电流互感器与A、B、C三相电极对应相接，三只交流电流互感器分别通过三相过电流保护继电器和保护电阻与电流变送器的一端相接，电流变送器的另一端与PLC的一端相接，PLC的另一端分别与三相液压压力变送器相接，优点：1）投资很少，只需增加三套电压互感器与电流互感器以及液压压力变送器及部分PLC模块；2）可以实时在线检测到电弧炉炼钢过程的断电极情况；3）检测到断电极后能切断高压、自动提升三相电极、发出报警提醒操作者，从而不会因为断电极而造成设备损坏。

Description

电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及的是电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法，属于冶金炼钢设备技术领域。
背景技术
电弧炉生产过程中，常因炉料、设备、操作及电极本身质量问题，或以上因素的交互影响而导致电极折断。此外，由于白班与晚班的电费差异，很多钢厂为了节省生产成本，往往选择在电费较低的半夜进行生产，操作工人长时间上夜班也会因为疲倦而疏忽大意，导致折断电极很长时间不被发现。
到目前为止还没有很好的手段可及时发现断电极情况。然而，断电极后如果不能及时发现重新更换电极，至少会产生以下三方面的后果：1）会造成电弧炉间歇性停炉，而影响其生产效率及现场生产组织工作；2）折断的电极长时间浸泡的钢水中会增加电弧炉钢水含碳量，进而导致钢水质量不合格；3）更严重的会导致高压短路跳闸或损坏电弧炉机械设备。
发明内容
本发明提出的是一种电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置，其目的旨在克服断电极不能被及时发现问题，能实时在线检测电极折断情况、自动提升电极升降装置、切断高压电源并发出声、色、光三种报警信号提醒操作者。
本发明的技术解决方案：电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置，其结构包括AC1、AC2、AC3三只电流变送器、AV1、AV2、AV3三只电压变送器、三套液压压力检测模块、三只交流电流互感器TA1、TA2、TA3以及PLC；其中三只交流电流互感器TA1、TA2、TA3与A、B、C三相电极对应相接，三只交流电流互感器TA1、TA2、TA3分别通过三相过电流保护继电器KC1、KC2、KC3和保护电阻R1、R2、R3与电流变送器AC1、AC2、AC3的一端相接，电流变送器AC1、AC2、AC3的另一端与PLC的一端相接，PLC的另一端分别与三相液压压力变送器LQ1、LQ2、LQ3相接。
本发明的优点：1）本发明投资很少，只需增加三套电压互感器与电流互感器以及液压压力变送器及部分PLC模块；2）可以实时在线检测到电弧炉炼钢过程的断电极情况；3）检测到断电极后能切断高压、自动提升三相电极、发出报警提醒操作者，从而不会因为断电极而造成设备损坏。
附图说明
附图1是电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置的电气原理图。
附图2是附图1中各主要电气元件之间的关系示意图。
附图3是电弧炉断电极实时在线自动检测控制方法的流程图。
附图1中的A、B、C分别代表三相电极；TA1、TA2、TA3分别为三相交流电流互感器；KC1、KC2、KC3为三相过电流保护继电器；PA1、PA2、PA3为三只交流电流表；R1、R2、R3为保护电阻；AC1、AC2、AC3为三只电流变送器；PV1、PV2、PV3为三只交流电压表；AV1、AV2、AV3为三只电压变送器；LQ1、LQ2、LQ3为三相液压压力变送器。
具体实施方式
如附图1、2所示，电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置，其结构包括三只电流变送器（AC1、AC2、AC3）、三只电压变送器（AV1、AV2、AV3）、三套液压压力检测模块（该检测模块为外购件，型号为PT212-25MM14B31-20，该模块的作用是将液压系统压力0~15Mpa转换成DC 4~20mA电流信号）以及一套PLC系统(该系统与自动控制PLC共用，无需单独增加)，所述PLC系统为中心，工作时，交流电流互感器TA1~TA3是将A、B、C三相电极的大电流转变成0~5A交流电流，电流变送器AC1~AC3是将0~5A交流电流转变成PLC可直接接受的DC 4~20mA信号；此外由于交流互感器输出端不能断开，因此设计R1、R2、R3作为保护电阻，防止交流电流互感器输出端开路；KC1~KC3为三相过电流保护继电器，当炼钢过程中A、B、C三相电极电流过大时，该保护继电器会自动断开高压电源。
电压变送器AV1~AV3是将A、B、C三相电极的电压值转变成PLC可直接接受的DC 4~20mA信号输送给PLC系统。
液压压力变送器LQ1~LQ3是将A、B、C三相电极升降液压缸的液压压力值转变成DC 4~20mA信号输送给PLC系统。
本专利设备再根据输入端实时送来的电流信号、电压信号以及三相液压缸压力信号作为诊断依据，当判断没有发生断电极时，便由PLC在其内部进行PID运算，其输出结果用于控制A、B、C三相比例阀，微调电极升降，达到电弧炉最佳工作状态。当判断发生电极折断时，则立即发出信号切断高压电源，并将A、B、C三相电极升至最高点，同时发出声色光三种报警信号提醒操作者。
如图3所示，电弧炉断电极实时在线自动检测控制方法，包括如下步骤：
1）检测：电弧炉在正常炼钢过程中A、B、C三相的电流、电压以及液压系统压力通常会在一个相对稳定值附件波动，不会出现较大的差异。但是当某相出现断电极状况后，电流会变成零，电压接近变压器二次档位电压，电极升降缸液压系统压力会比正常值偏小很多。因此本专利设备主要通过实时在线检测这三种信号作为判断是否断电极依据。
电弧炉在正常炼钢过程中，三相电极的电流、电压信号是平衡的且相对稳定，假设电流稳定值为I1、电压稳定值为V1，因此液压站上三相的液压系统压力也基本稳定在某个值，假设液压稳定值为AV1。
2）诊断：在电弧炉炼钢过程中当检测到某相的电流、电压以及液压系统压力状况与正常工作的三种信号相比较同时出现差异，且时间超过2秒以上，则认为该相电极折断了。
当出现某相断电极时，该相电流立刻变成0（假设为I2），同时该相电压会马上变大，接近变压器档位输出电压（假设为V2），此外由于断电极后，电弧炉自动进行PID调节，电极会自动下降很长一段距离，而此时该相的液压系统压力值很低（假设为AV2）。
如果本专利产品如果同时检测到电流I2变成0，电压V2接近变压器二次档位电压，且电极升降缸液压系统压力AV2比正常值AV1偏小很多，且时间超过2秒以上，则认为该相电极折断了。
3）控制：如果该装置判断某相断电极了，则会发出信号给电气系统自动切断高压电源，并提升三相电极，发出声色光三种信号报警。
实施例
设一台30t电弧炉（配变压器为18000KVA，二次额定电压为320V）为例。电弧炉在正常炼钢过程中A、B、C三相的电流通常会在一个相对稳定值32000A附件波动；由于变压器本身阻抗、短网感抗等会产生一定压降，因此A、B、C三相的电压一般为280~300V左右；液压系统压力一般在6.5Mpa左右(不同炉子会有一定差异，但是通常是相对稳定值)。电弧炉在正常炼钢过程中，PLC会通过交流电流互感器TA1~TA3以及电流变送器AC1~AC3实时检测A、B、C三相电极电流值；同时通过电压变送器AV1~AV3检测A、B、C三相电极电压值；通过液压压力变送器LQ1~LQ3检测A、B、C三相电极升降液压缸的液压压力值。
当这三个数值在上述稳定值附近正常波动时，本专利产品会做出没有发生断电极的判断，PLC便在其内部进行PID运算，其输出结果用于控制A、B、C三相比例阀，微调电极升降，使电弧炉达到最佳工作状态。
当某相发生电极折断时，为了方便叙述，假设A相电极被折断。此时就会出现：① A相电流会立刻变成0；②由于电流变成0，变压器本身阻抗、短网感抗等就不会再产生压降，因此A相电压就会升高至变压器档位电压320V；③由于电极被折断，因此电极再往下降时，被折断电极的下面没有阻力，液压缸只受导电横臂自重作用，液压压力会由6.5Mpa降至一个较小数值。倘若这三种情况同时出现，且出现时间持续在2秒以上，本专利设备会判断电极折断了，并且立刻发出信号给电气系统自动切断高压电源，并提升三相电极，发出声色光三种信号报警。

Claims (1)

1.电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置，其特征是包括三只电流变送器（AC1、AC2、AC3）、三只电压变送器（AV1、AV2、AV3）、三套液压压力检测模块、三只交流电流互感器（TA1、TA2、TA3）以及PLC；其中三只交流电流互感器（TA1、TA2、TA3）与A、B、C三相电极对应相接，三只交流电流互感器（TA1、TA2、TA3）分别通过三相过电流保护继电器（KC1、KC2、KC3）和三只保护电阻（R1、R2、R3）与电流变送器（AC1、AC2、AC3）的一端相接，电流变送器（AC1、AC2、AC3）的另一端与PLC的一端相接，PLC的另一端分别与三相液压压力变送器（LQ1、LQ2、LQ3）相接，工作时，交流电流互感器（TA1、TA2、TA3）是将A、B、C三相电极的大电流转变成0~5A交流电流，电流变送器（AC1、AC2、AC3）将0~5A交流电流转变成PLC可直接接受的DC 4~20mA信号；当炼钢过程中A、B、C三相电极电流过大时，该保护继电器会自动断开高压电源；
电压变送器（AV1、AV2、AV3）将A、B、C三相电极的电压值转变成PLC可直接接受的DC 4~20mA信号输送给PLC；
三相液压压力变送器（LQ1、LQ2、LQ3）将A、B、C三相电极升降液压缸的液压压力值转变成DC 4~20mA信号输送给PLC；
电弧炉断电极实时在线自动检测控制方法，包括如下步骤：
1）检测：电弧炉在正常炼钢过程中A、B、C三相的电流、电压以及液压系统压力通常会在一个相对稳定值附近波动，不会出现较大的差异；但是当某相出现断电极状况后，电流会变成零，电压接近变压器二次档位电压，电极升降缸液压系统压力会比正常值偏小很多，因此本设备主要通过实时在线检测这三种信号作为判断是否断电极依据；
电弧炉在正常炼钢过程中，三相电极的电流、电压信号是平衡的且相对稳定，假设电流稳定值为I1、电压稳定值为V1，因此液压站上三相的液压系统压力也基本稳定在某个固定值，假设液压稳定值为AV1；
2）诊断：在电弧炉炼钢过程中当检测到某相的电流、电压以及液压系统压力状况与正常工作的三种信号相比较同时出现差异，且时间超过2秒以上，则认为该相电极折断了；
当出现某相断电极时，该相电流立刻变成0，假设为I2，同时该相电压会马上变大，接近变压器档位输出V2电压，此外由于断电极后，电弧炉自动进行PID调节，电极会自动下降很长一段距离，而此时该相的液压系统压力值AV2很低；
若同时检测到I2电流变成0，电压V2接近变压器二次档位电压，且电极升降缸液压系统AV2压力比AV1正常压力值偏小很多，且时间超过2秒以上，则认为该相电极折断了；
3）控制：若判断某相断电极了，则会发出信号给电气系统自动切断高压电源，并提升三相电极，发出声色光三种信号报警。
CN201410839514.6A 2014-12-30 2014-12-30 电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法 Active CN104613751B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410839514.6A CN104613751B (zh) 2014-12-30 2014-12-30 电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410839514.6A CN104613751B (zh) 2014-12-30 2014-12-30 电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104613751A CN104613751A (zh) 2015-05-13
CN104613751B true CN104613751B (zh) 2016-08-17

Family

ID=53148313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410839514.6A Active CN104613751B (zh) 2014-12-30 2014-12-30 电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104613751B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105607671B (zh) * 2016-02-23 2017-11-21 杭州福斯达深冷装备股份有限公司 基于队列模型的电阻炉温度自动控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0942851A (ja) * 1995-07-24 1997-02-14 Daido Steel Co Ltd 電気炉における電極折損事故防止装置
KR20020002110A (ko) * 2000-06-29 2002-01-09 이구택 전기로 부도체 및 오전류 검출장치
CN200965634Y (zh) * 2006-10-13 2007-10-24 西安重鑫电炉设备有限公司 一种电弧炉的控制装置
JP2012220071A (ja) * 2011-04-07 2012-11-12 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 交流アーク炉の電極昇降装置
KR101462139B1 (ko) * 2013-09-02 2014-11-21 재단법인 포항산업과학연구원 전극봉 손상 감지 장치 및 전극봉 손상 감지 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0942851A (ja) * 1995-07-24 1997-02-14 Daido Steel Co Ltd 電気炉における電極折損事故防止装置
KR20020002110A (ko) * 2000-06-29 2002-01-09 이구택 전기로 부도체 및 오전류 검출장치
CN200965634Y (zh) * 2006-10-13 2007-10-24 西安重鑫电炉设备有限公司 一种电弧炉的控制装置
JP2012220071A (ja) * 2011-04-07 2012-11-12 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 交流アーク炉の電極昇降装置
KR101462139B1 (ko) * 2013-09-02 2014-11-21 재단법인 포항산업과학연구원 전극봉 손상 감지 장치 및 전극봉 손상 감지 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN104613751A (zh) 2015-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201098775Y (zh) 监测焊接设备状态的系统
CN101862881B (zh) 双arm控制的气保埋弧焊数字化电源系统及其控制方法
CN201673216U (zh) 一种成组变频电机在线绝缘监测仪
CN207149352U (zh) 具有剩磁定量分析功能的变压器消磁仪
CN106443371A (zh) 新型电缆绝缘在线检测装置
CN104613751B (zh) 电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置及控制方法
CN201789274U (zh) 电动机智能监控保护装置
CN208805539U (zh) 一种电流检测电路及多晶硅还原炉
CN105430784A (zh) 一种大功率高频率稳定度的微波能发生器
CN204461038U (zh) 电弧炉断电极实时在线自动检测控制装置
CN105470964B (zh) 中频炉谐波滤波系统及其工作方法
CN104795203A (zh) 智能远程监控式电力变压器
CN109301819B (zh) 一种大功率敏感冲击性负荷的低穿与柔性接口控制方法
CN204168527U (zh) 一种大功率高频率稳定度的微波能发生器
CN206041460U (zh) 一种gdf‑5微机高压励磁控制器
CN208433794U (zh) 一种烘箱、报警装置以及报警装置的供电系统
CN106406210A (zh) 一种电解槽电气设备控制系统
CN106469902A (zh) 10kv缺相低压智能脱扣保护装置
CN204023451U (zh) 具有自动转矩补偿功能的自动栏杆机
CN104406415A (zh) 电炉电极调节系统
CN205753359U (zh) 带实时跟踪过载保护装置的电机
CN204858578U (zh) 低压智能无功补偿装置
CN218120604U (zh) 变压器及中频电炉功率自动控制系统
CN203968424U (zh) 一种中频感应器水冷却装置
CN205280842U (zh) 一种低压电器电寿命试验试品开关合分状态检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant