CN106370023A - 一种矿热电炉能量优化节能系统 - Google Patents
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Abstract
一种矿热电炉能量优化节能系统，其包括一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器及一控制主机，一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器顺序相连，并且使一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器分别通过RS485接口经IP网络连接至所述的控制主机。本发明提供了一种电炉节能效果好、损耗低的一种矿热电炉能量优化节能系统，以解决现有矿热电炉损耗功率高、电效率低、炉况难控制的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及电力输送技术领域，具体涉及一种矿热电炉能量优化节能系统。
背景技术
矿热电炉俗称“电老虎”，因炉内谐波问题、三相不平衡问题、阻抗电压降偏大、短网损耗功率高、功率因数偏低、电效率低等主要问题引起的炉变容量与电炉容积量、熔池单位体积有效功率密度合理匹配等问题导致的运行操作总是偏离最佳点而影响炉况稳定；长期以来、上述问题的存在，成了国内外矿热电炉冶化行业世界性难题之一。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电炉节能效果好、损耗低的的之一种矿热电炉能量优化节能系统，以解决现有矿热电炉损耗功率高、电效率低的缺陷。
为实现上述目的，本发明之一种矿热电炉能量优化节能系统，其特征在于：其包括用于监控供电网络中电能质量的一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器及一控制主机，所述的一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器顺序相连，并且所述的一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器分别通过RS485接口经I P网络连接至所述的控制主机。
在上述方案的基础上优选，所述的炉变一次侧数字化电能质量监测装置包括交流输入模块，所述的交流输入模块的交流输出端分别连接有一电压传感器、电流传感器，再依次经过数字滤波器、信号调制电路、转换器、信号处理模块；经过电压传感器后还经过频率检测模块，所述的频率检测模块、信号处理模块通过一主控模块，再分别经过按键输入模块、液晶显示模块、通讯接口、指示与报警模块、实时时钟模块进行电能质量检测。
在上述方案的基础上优选，所述的矿热炉熔池电气参数在线检测装置与所述的炉变一次侧数字化电能质量监测装置输出端相连，且其包括用于采集由所述的炉变一次侧数字化电能质量监测装置调节后的电能质量参数的一次电压传感器、一次电流传感器，所述的一次电压传感器和一次电流传感器的输出端分别顺序连接有一次数字滤波器、一次信号调制电路、一次转换器、一次信号处理；所述的一次信号处理输出端连接至一次主控模块。
在上述方案的基础上优选，所述的矿热炉低压自动补偿控制器与所述的矿热炉熔池电气参数在线检测装置的输出端相连，且其包括冶金电炉变压器，所述的冶金电路变压器的输出端分别连接一滤波补偿装置和一控制模块，所述的控制模块包括连接在所述冶金电路变压器的输出端的电子式电流互感器、所述的电子式电流互感器电性连接的信号调质输入模块、DSP处理器及ARM处理器，所述的信号调质输入模块与所述的DSP处理器及ARM处理器顺序串联，并使得所述的DSP处理器输出端通过一控制电路与所述的滤波补偿装置相连接。
在上述方案的基础上优选，所述的滤波补偿装置包括一真空隔离器、与所述真空隔离器顺序串联的电流互感器、滤波电抗器和滤波电容器，所述真空隔离器的触头与所述的冶金电炉变压器输出端相连，并接受所述的控制电路的控制。
在上述方案的基础上优选，所述的一次系统电能质量检测装置包括一电力质量综合监测装置，且该电能质量综合监控装置包括交流采样模块、CPU模块、开入量电源模块和显示板，所述交流采样模块、开入量电源模块和显示板分别与CPU模块连接。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明的一种矿热电炉能量优化节能系统，由一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器及一控制主机所构成，即通过一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器来根据矿热炉冶炼不同产品调整监控电阻常数接近理想值，以使矿热电炉运行达到最优状态，从而准确地调节电炉运行操作点偏离最佳点的控制、并根据电阻常数调节电路系统的电气参数、或根据电阻常数修正炉料比电阻以满足电气路系统电气参与电气工艺参数的要求、进而实现整体优化而达到电炉节能运行、降低损耗、增产目的的新颖系统节能技术。
本发明除了有效地提高矿热电炉电路系统的安全、经济运行外，率先采用了矿热电炉电路系统的电气参数与电气工艺参数相结合的监测、控制与调节，实现电炉的趋优运行为电炉用能、节能、降耗、增产及持续地稳定运行提供了科学的数据依据，其直接效益主要效果有，电能质量提高、短网损耗功率、设备损失功率降低，炉变视载功率降低等、吨产品冶化耗能用电降低、电炉设备运行炉龄延长、有用元素回收率提高、产品质量、产量提高等。
附图说明
图1是本发明的一种矿热电炉能量优化节能系统的结构框图；
图2是本发明的炉变一次侧数字化电能质量监测装置的结构框图；
图3是本发明的矿热炉低压自动补偿控制器的结构框图；
图4是本发明的一次系统电能质量检测装置的结构框图。
具体实施方式
为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1,并结合图2至图4所示，本发明提供一种矿热电炉能量优化节能系统，其包括用于监控供电网络中电能质量的一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器及一控制主机，一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器顺序相连，并且使一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器分别通过RS485接口经I P网络连接至控制主机。
为了进一步详细说明本发明的技术方案，请继续参阅图2、图3和图4所示，本发明的一次系统电能质量检测装置包括电力质量综合监测装置，且该电能质量综合监控装置包括交流采样模块、CPU模块、开入量电源模块和显示板，交流采样模块、开入量电源模块和显示板分别与CPU模块连接；运行时，交流采样模块获取供电系统的电流和电压，并将获取的数据发送至CPU模块，CPU模块将获取到的数据进行处理比较后，发出控制指令至开关量电源模块和显示板，实现调节供电系统供出电压并予以显示。且炉变一次侧数字化电能质量监测装置包括交流输入模块，交流输入模块的交流输出端分别连接有一电压传感器、电流传感器，再依次经过数字滤波器、信号调制电路、转换器、信号处理模块；经过电压传感器后还经过频率检测模块，所述的频率检测模块、信号处理模块通过一主控模块，再分别经过按键输入模块、液晶显示模块、通讯接口、指示与报警模块、实时时钟模块进行电能质量检测；其中，矿热炉熔池电气参数在线检测装置与所述的炉变一次侧数字化电能质量监测装置输出端相连，且其包括用于采集由所述的炉变一次侧数字化电能质量监测装置调节后的电能质量参数的一次电压传感器、一次电流传感器，所述的一次电压传感器和一次电流传感器的输出端分别顺序连接有一次数字滤波器、一次信号调制电路、一次转换器、一次信号处理；所述的一次信号处理输出端连接至一次主控模块；矿热炉低压自动补偿控制器与矿热炉熔池电气参数在线检测装置的输出端相连，且其包括冶金电炉变压器，冶金电路变压器的输出端分别连接一滤波补偿装置40和一控制模块50，所述的控制模块50包括连接在所述冶金电路变压器的输出端的电子式电流互感器31、电子式电流互感器31电性连接的信号调质输入模块51、DSP处理器52及ARM处理器53，信号调质输入模块51与所述的DSP处理器52及ARM处理器53顺序串联，并使得所述的DSP处理器52输出端通过一控制电路54与滤波补偿装置40相连接；滤波补偿装置40包括一真空隔离器42、与真空隔离器42顺序串联的电流互感器43、滤波电抗器44和滤波电容器45，所述真空隔离器42的触头与冶金电炉变压器输出端相连，并接受控制电路54的控制。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明的一种矿热电炉能量优化节能系统，由一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器及一控制主机所构成，即通过一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器来根据矿热炉冶炼不同产品调整监控电阻常数以趋近于理想值，从而使矿热电炉运行达到最优状态，准确地调节电炉运行操作点偏离最佳点的控制、并根据电阻常数调节电路系统的电气参数、或根据电阻常数修正炉料比电阻以满足电气路系统电气参与电气工艺参数的要求、进而实现整体优化而达到电炉节能运行、降低损耗、增产目的的新颖系统节能技术。
本发明除了有效地提高矿热电炉电路系统的安全、经济运行外，率先采用了矿热电炉电路系统的电气参数与电气工艺参数相结合的监测、控制与调节，实现电炉的趋优运行为电炉用能、节能、降耗、增产及持续地稳定运行提供了科学的数据依据，其直接效益主要效果有，电能质量提高、短网损耗功率、设备损失功率降低，炉变视载功率降低等、吨产品冶化耗能用电降低、电炉设备运行炉龄延长、有用元素回收率提高、产品质量、产量提高等。
综上所述，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。
Claims (6)
1.一种矿热电炉能量优化节能系统，其特征在于：其包括用于监控供电网络中电能质量的一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器及一控制主机，所述的一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器顺序相连，并且所述的一次系统电能质量检测装置、炉变一次侧数字化电能质量监测装置、矿热炉熔池电气参数在线检测装置、矿热炉低压自动补偿控制器分别通过RS485接口经IP网络连接至所述的控制主机。
2.如权利要求1所述的一种矿热电炉能量优化节能系统，其特征在于:所述的炉变一次侧数字化电能质量监测装置包括交流输入模块，所述的交流输入模块的交流输出端分别连接有一电压传感器、电流传感器，再依次经过数字滤波器、信号调制电路、转换器、信号处理模块；经过电压传感器后还经过频率检测模块，所述的频率检测模块、信号处理模块通过一主控模块，再分别经过按键输入模块、液晶显示模块、通讯接口、指示与报警模块、实时时钟模块进行电能质量检测。
3.如权利要求2所述的一种矿热电炉能量优化节能系统，其特征在于：所述的矿热炉熔池电气参数在线检测装置与所述的炉变一次侧数字化电能质量监测装置输出端相连，且其包括用于采集由所述的炉变一次侧数字化电能质量监测装置调节后的电能质量参数的一次电压传感器、一次电流传感器，所述的一次电压传感器和一次电流传感器的输出端分别顺序连接有一次数字滤波器、一次信号调制电路、一次转换器、一次信号处理；所述的一次信号处理输出端连接至一次主控模块。
4.如权利要求1所述的一种矿热电炉能量优化节能系统，其特征在于：所述的矿热炉低压自动补偿控制器与所述的矿热炉熔池电气参数在线检测装置的输出端相连，且其包括冶金电炉变压器，所述的冶金电路变压器的输出端分别连接一滤波补偿装置和一控制模块，所述的控制模块包括连接在所述冶金电路变压器的输出端的电子式电流互感器、所述的电子式电流互感器电性连接的信号调质输入模块、DSP处理器及ARM处理器，所述的信号调质输入模块与所述的DSP处理器及ARM处理器顺序串联，并使得所述的DSP处理器输出端通过一控制电路与所述的滤波补偿装置相连接。
5.如权利要求5所述的一种矿热电炉能量优化节能系统，其特征在于：所述的滤波补偿装置包括一真空隔离器、与所述真空隔离器顺序串联的电流互感器、滤波电抗器和滤波电容器，所述真空隔离器的触头与所述的冶金电炉变压器输出端相连，并接受所述的控制电路的控制。
6.权利要求1所述的一种矿热电炉能量优化节能系统，其特征在于：所述的一次系统电能质量检测装置包括一电力质量综合监测装置，且该电能质量综合监控装置包括交流采样模块、CPU模块、开入量电源模块和显示板，所述交流采样模块、开入量电源模块和显示板分别与CPU模块连接。
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