CN116317638A - 一种电源装置及石墨化加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源装置及石墨化加工系统，涉及电源领域，通过与石墨化炉一一对应连接的开关设备控制石墨化炉的冶炼过程，在前一个石墨化炉进入冷却阶段后，可以直接通过控制模块将该石墨化炉对应的开关设备断开，同时控制另一开关设备闭合以使对应的后一个石墨化炉进入加热过程，通过控制模块的控制实现多个石墨化炉之间的驳接，在带电状态也可以完成整个切换过程，可以在一次送电过程中完成多个石墨化炉的冶炼过程，避免频繁的投送电和断电操作，降低了对电气设备投运人员的要求，避免了设备运转过程中由于送电和断电的重复操作造成的隐患，节约了整个工艺过程的成本，时间和能源，降低了运营成本，提高了设备的安全性和可靠性。

Description

一种电源装置及石墨化加工系统

技术领域

本发明涉及电源领域，特别是涉及一种电源装置及石墨化加工系统。

背景技术

随着新能源和新材料的不断发展，石墨化技术也得到了迅速发展，一般情况下，石墨化技术需要通过石墨化炉来实现，石墨化炉是用来将焦碳、碳化硅等碳素品加热到2000℃以上使之石墨化的装置，石墨化即指将无定形碳转化结晶形碳，使之具有天然石墨的性质。而石墨化炉在应用过程中，需要通过直流电完成加热等工作，通常采用变压变流整流电源装置作为电源装置，来为石墨化炉提供所需的直流电，同时为了充分利用设备能力，变压变流整流电源装置一般需要给多个石墨化炉轮流供电。石墨化炉的冶炼过程通常是在冶炼石墨化炉达到碳结晶后，需要暂时停机几小时再转换至另一石墨化炉继续冶炼。

现有技术中，请参照图1，图1为现有技术提供的一种变压变流整流电源装置的结构示意图。如图1所示，此变压变流整流电源装置由调压整流变压器、整流柜、冷却装置、直流传感器等部分组成，石墨化炉作为变压器负载，通过直流母线与变压变流整流电源装置连接。石墨化炉冶炼的碳结晶需要在温度2000℃以上维持一段时间后形成天然石墨性质的材料，且最终形成的产品还需要冷却到200℃以下才会形成石墨性质的初级产品，所以在当前加热的这一炉烧好后，需要进行冷却工艺，这个阶段就需要将电源装置停机，同时需要准备下一炉的开机冶炼。这个过程中，对变压变流整流电源装置的断电操作是通过人为操作变压器进线处的高压断流开关实现的，手动断电后，才可以人为通过调整与石墨化炉与直流母线之间的连接螺栓或手动断开和闭合对应的母线刀闸，将变压器的负载手动切换为准备进行的冶炼的下一个石墨化炉，切换完成后，再通过高压断流开关恢复对电源装置的送电，以便进行后续的对其他石墨化炉的冶炼过程，整个切换过程需要在断电的情况下才可以操作。

在进行整个冶炼工艺的过程中，变压变流整流电源装置需要在工序间隔进行投送电以及断电操作，冶炼过程中的一炉大概需要三天，即72小时的送电、中间切换时需要停电2-3个小时，这样对控制操作电源装置的电气投运人员的要求较高，且对电源装置中变压器自身的抗短路能力以及运行保养要求等也有较高的要求，增加了运营成本，无法满足用户在运营、维护及节能等方面不断提高的要求。这种频繁的停送电操作，对设备及操作人员要求较高，会对设备的运转造成巨大隐患，影响设备的安全运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种电源装置及石墨化加工系统，通过控制模块的控制实现多个石墨化炉之间的驳接，在带电状态也可以完成整个切换过程，可以在一次送电过程中完成多个石墨化炉的冶炼过程，避免频繁的投送电和断电操作，降低了对电气设备投运人员的要求，避免了设备运转过程中由于送电和断电的重复操作造成的隐患，节约了整个工艺过程的成本，时间和能源，降低了运营成本，提高了设备的安全性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电源装置，包括调压整流变压器，整流模块，控制模块和N个开关设备，N为大于1的正整数；

所述调压整流变压器的输出端与所述整流模块的输入端连接，所述整流模块的输出端通过直流母线与石墨化炉连接，所述直流母线的主母线通过N条分支母线与N个石墨化炉一一对应连接，N个所述开关设备分别串联在N条所述分支母线上，与N个石墨化炉一一对应连接，所述控制模块分别与N个所述开关设备的控制端连接；

所述控制模块用于控制所述开关设备的导通和关断以控制对应的所述石墨化炉的石墨化过程。

优选地，还包括直流传感器，所述直流传感器串联在所述直流母线的主母线上，用于监测所述主母线上的电流。

优选地，还包括冷却装置，所述冷却装置分别与所述调压整流变压器和所述整流模块连接。

优选地，所述开关设备为断路器和/或隔离开关。

优选地，所述调压整流变压器包括调压变压器，第一整流变压器和第二整流变压器；

所述调压变压器的输出端分别与所述第一整流变压器的输入端和所述第二整流变压器的输入端连接，所述第一整流变压器的输出端和所述第二整流变压器的输出端分别与所述整流模块连接。

优选地，所述调压整流变压器还包括第一调压开关和第二调压开关；所述第一调压开关分别与所述调压变压器和所述第一整流变压器连接，所述第二调压开关分别与所述调压变压器和所述第二整流变压器连接；

对应地，所述整流模块包括第一整流柜和第二整流柜，所述第一整流柜的输入端与所述第一整流变压器的输出端连接，输出端通过第一直流母线与所述石墨化炉连接，所述第二整流柜的输入端与所述第二整流变压器的输出端连接，输出端通过第二直流母线与所述石墨化炉连接。

优选地，所述第一调压开关为粗细调分接开关。

优选地，所述第二调压开关为粗细调分接开关。

优选地，还包括第一直流传感器和第二直流传感器，所述第一直流传感器串联在所述第一直流母线的主母线上，所述第二直流传感器串联在所述第二直流母线的主母线上。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种石墨化加工系统，包括石墨化炉和如前述所述的电源装置，所述电源装置与所述石墨化炉连接。

本发明提供了一种电源装置，包括调压整流变压器，整流模块，控制模块和N个开关设备，通过与石墨化炉一一对应连接的开关设备控制石墨化炉的冶炼过程，在前一个石墨化炉进入冷却阶段后，可以直接通过控制模块将该石墨化炉对应的开关设备断开，同时控制另一开关设备闭合以使对应的后一个石墨化炉进入加热过程，通过控制模块的控制实现多个石墨化炉之间的驳接，在带电状态也可以完成整个切换过程，可以在一次送电过程中完成多个石墨化炉的冶炼过程，避免频繁的投送电和断电操作，降低了对电气设备投运人员的要求，避免了设备运转过程中由于送电和断电的重复操作造成的隐患，节约了整个工艺过程的成本，时间和能源，降低了运营成本，提高了设备的安全性和可靠性。

本发明还提供了一种石墨化加工系统，具有上述电源装置相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种变压变流整流电源装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种电源装置的结构示意图；

图3为本发明提供的另一种电源装置的结构示意图；

图4为本发明提供的一种调压整流变压器的接线原理图；

图5为本发明提供的一种整流模块的接线原理图；

图6为本发明提供的一种调压变压器的接线原理图；

图7为本发明提供的另一种调压变压器的接线原理图；

图8为本发明提供的一种整流变压器的接线原理图；

图9为本发明提供的另一种整流模块的接线原理图；

图10为本发明提供的一种调压整流变压器的结构示意图；

图11为本发明提供的一种调压变压器的绕组排列示意图；

图12为本发明提供的一种第一整流变压器的绕组排列示意图；

图13为本发明提供的一种第一整流变压器的绕组排列示意图；

图14为本发明提供的一种石墨化加工系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电源装置及石墨化加工系统，通过控制模块的控制实现多个石墨化炉之间的驳接，在带电状态也可以完成整个切换过程，可以在一次送电过程中完成多个石墨化炉的冶炼过程，避免频繁的投送电和断电操作，降低了对电气设备投运人员的要求，避免了设备运转过程中由于送电和断电的重复操作造成的隐患，节约了整个工艺过程的成本，时间和能源，降低了运营成本，提高了设备的安全性和可靠性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明是为了改进石墨化炉冶炼过程中需反复停电、停机操作的工序，使其在网侧不停电停机的情况下进行石墨化炉之间的驳接，避免停电、停机操作过程对设备及运行人员素质的高要求且节约能源及缩短工艺时间提高设备运行效率。具体实施方式详见下文。

请参照图2，图2为本发明提供的一种电源装置的结构示意图；为解决上述技术问题，本发明提供了一种电源装置6，包括调压整流变压器1，整流模块2，控制模块3和N个开关设备4，N为大于1的正整数；

调压整流变压器1的输出端与整流模块2的输入端连接，整流模块2的输出端通过直流母线与石墨化炉5连接，直流母线的主母线通过N条分支母线与N个石墨化炉5一一对应连接，N个开关设备4分别串联在N条分支母线上，与N个石墨化炉5一一对应连接，控制模块3分别与N个开关设备4的控制端连接；

控制模块3用于控制开关设备4的导通和关断以控制对应的石墨化炉5的石墨化过程。

具体地，石墨化炉5的冶炼过程大致分为预热，升温，结晶和冷却四个过程，在进行多个石墨化炉5的冶炼过程时，当正在进行冶炼的当前石墨化炉5即将进入冷却过程时，当前石墨化炉5不再需要通过电源装置6进行加热，此时控制模块3会控制当前石墨化炉5对应的开关设备4断开，调压整流变压器1不再为当前石墨化炉5供电，同时控制模块3会控制下一个石墨化炉5对应的开关设备4闭合，调压整流变压器1通过闭合的开关设备4为下一个石墨化炉5进行供电，使该石墨化炉5通过电源装置6进入加热过程，完成冶炼过程，重复该过程，直至所有需要进行冶炼的石墨化炉5均完成冶炼。

可以理解的是，控制模块3对不同开关设备4的控制过程实现了对不同石墨化炉5之间的切换，调压整流变压器1不需要再进行中间的断电过程，直接在为当前石墨化炉5的供电结束后切换到为下一个石墨化炉5的供电过程，在不停机和不停电的情况下实现了石墨化炉5之间的驳接，控制模块3可以与其他的控制系统一同设置在控制室内，也可以与其他控制系统分开设置；开关设备4可以为断路器，继电器或者隔离开关等，本申请在此不做特别的限定，且具体参数和型号的选择也可以根据实际应用情况进行调整，选择对应的高压开关设备或低压开关设备；控制模块3的具体实现方式以及设置位置等本申请在此不做特别的限定，控制模块3可以设置在主控室中，当开关设备4为继电器时，控制模块3可以为对应的驱动电路等，控制模块3对于开关设备4的控制过程存在多种实现方式，具体可以根据开关设备4的类型等因素进行选择。

在实际应用中，对于石墨化炉5的冶炼进程的监测可以直接利用控制模块3实现，也可以选择其他的控制系统实现；对石墨化炉5的冶炼进程的监测可以是以时间为依据，也可以根据电流或电压等实现，对于石墨化炉5的冶炼进程的监测的具体实现方式等本申请在此不做特别的限定。对于调压整流变压器1和整流模块2的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定，存在多种实现方式，调压整流变压器1和整流模块2的调压以及整流的具体方式和具体参数等本申请在此不做特别的限定。

具体地，石墨化炉5的冶炼工艺为：首先将碳素品均匀地排列在炉内，中间填以电阻料；四周则填以砂焦保温料。炉的两端是电极。电流在两个电极间流过；在碳素品和电阻料中产生热量，使其温度逐渐升高到所需的温度，一般在2000℃以上。然后保持一定的时间使碳转化结晶形碳后停电，进入冷却工艺，待炉温降至200℃以下后即可出炉。石墨化炉5的负载特性是间断性负载，在两个电极间流过所需电流为直流电，因此电源装置6需要变压变流整流电源装置实现，变压变流整流电源装置通常采用调压整流变压器1和整流模块2的结合实现。在石墨化炉5的冶炼过程中，调压整流变压器1负责将网侧电压和电流变换为阀侧的低电压和大电流以满足作为负载的石墨化炉5的冶炼的工艺需求，整流柜负责将调压整流变压器1阀侧电压和电流通过二级管等整流变换为石墨化炉5所需的直流电压、电流。

为克服现有技术中的技术缺点，本申请根据石墨化炉5工艺控制特点，采用中间不停电驳接的电气检测和控制技术控制不同的石墨化炉5与调压整流变压器1连接；能够连续操作开关设备4，这样就能够在某一炉完成后通过开关设备4的断电让其冷却，同时在调压整流变压器1、整流模块2不断电的情况下对另一炉供电。并在这一炉供电时把其它炉的开关设备4合上对其炉预热供电，以致循环往复，提高整个冶炼过程的效率。通过控制模块3中的控制程序实现了对开关设备4的自动控制，这样在技术上就无需对调压整流变压器1和整流模块2进行停电操作。本发明提供的电源装置6通过改变调压整流变压器1的线路连接方式改变了石墨化炉5驳接下一炉时的停机工序，而无需停电操作变压变流整流装置；即停炉和驳接下一台石墨化炉5不需要停机，实现直接连续驳接石墨化炉5的目的。这样在占地、成本、一次性投资等方面都节约了成本，提高了产品竞争力。同时解决了设备的安全维护问题，且对操作人员要求技术要求降低，节约了每炉冶炼时间和消耗的能源，提高了用户的吨产品能耗。使调压整流变压器1和整流器的新产品也提高了竞争力。

本发明提供了一种电源装置6，包括调压整流变压器1，整流模块2，控制模块3和N个开关设备4，通过与石墨化炉5一一对应连接的开关设备4控制石墨化炉5的冶炼过程，在前一个石墨化炉5进入冷却阶段后，可以直接通过控制模块3将该石墨化炉5对应的开关设备4断开，同时控制另一开关设备4闭合以使对应的后一个石墨化炉5进入加热过程，通过控制模块3的控制实现多个石墨化炉5之间的驳接，在带电状态也可以完成整个切换过程，可以在一次送电过程中完成多个石墨化炉5的冶炼过程，避免频繁的投送电和断电操作，降低了对电气设备投运人员的要求，避免了设备运转过程中由于送电和断电的重复操作造成的隐患，节约了整个工艺过程的成本，时间和能源，降低了运营成本，提高了设备的安全性和可靠性。

在上述实施例的基础上，

请参照图3，图3为本发明提供的另一种电源装置的结构示意图；

作为一种优选地实施例，还包括直流传感器，直流传感器串联在直流母线的主母线上，用于监测主母线上的电流。

考虑到在冶炼过程需要对电路中的直流电流进行实时监测以确保电路安全，在直流母线的主母线上增加设置了串联的直流传感器，直流传感器可以对主母线上的电流进行监测，从而实现对石墨化炉5的冶炼过程的监测，并且对石墨化炉5进线处的电流进行监测，同时还可以在控制系统中设置对应的提示模块，在电流超过阈值时进行警示，以提示工作人员及时发现电流中的安全问题，并进行检修等对应操作。对于直流传感器的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据实际应用情况进行调整。

具体地，通过增加设置串联在直流母线的主母线上的直流传感器实现对石墨化炉5的冶炼过程和电路中直流电流的实时监测，以确保电路安全，提高了整个装置的安全性和可靠性。

作为一种优选地实施例，还包括冷却装置，冷却装置分别与调压整流变压器1和整流模块2连接。

考虑到调压整流变压器1和整流模块2在工作时会产生大量热量，还可以增加设置冷却装置，冷却装置负责调压整流变压器1以及整流器冷却运行时所发出的热量，起到散热冷却的作用，避免由于过热导致的设备损坏等情况，使整个电路保持安全，可靠安全的稳定运行。对于冷却装置的具体实现方式等本申请在此不做特别的限定，冷却装置的一种具体实施例可以参照图3中所示的变压器冷却装置和整流柜冷却装置。

具体地，通过增加设置分别与调压整流变压器1和整流模块2连接的冷却装置，可以避免由于过热导致的设备损坏等情况，使整个电路保持安全，可靠安全的稳定运行，提高了整个电路的安全性和可靠性。

作为一种优选地实施例，开关设备4为断路器和/或隔离开关。

可以理解的是，开关设备4的实现方式有很多种，只需满足自动控制的要求以及电路中的电压要求即可，断路器和/或隔离开关都可以实现，其他例如自动控制刀闸，继电器等开关器件均可以实现。当石墨化炉5为多个时，对应的多个开关设备4可以选择同一类型或同一参数的开关器件，也可以根据石墨化炉5冶炼过程的不同选择不同类型或不同参数的开关器件，对于开关设备4的具体类型和实现方式，以及多个开关设备4是否选择相同类型或相同参数等本申请在此不做特别的限定，可以根据实际应用情况进行选择，且由于石墨化炉的进线通常采用直流母线实现，开关设备4也可称为母线开关。

具体地，可以选择断路器和/或隔离开关作为开关设备4，断路器和/或隔离开关可以建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全，并且可以根据运行需要，换接线路，有效地实现了开关设备4的功能，确保了多个石墨化炉5的不间断冶炼过程。

作为一种优选地实施例，调压整流变压器1包括调压变压器29，第一整流变压器27和第二整流变压器28；

调压变压器29的输出端分别与第一整流变压器27的输入端和第二整流变压器28的输入端连接，第一整流变压器27的输出端和第二整流变压器28的输出端分别与整流模块2连接。

不难理解的是，调压整流变压器1需要完成调压和整流两个功能，才可以使网侧电压转换为石墨化炉5需要的直流电压和电流，因此调压整流变压器1通常由调压变压器29和整流变压器组成，调压变压器29对电网侧输入的电压进行调压后输出到整流变压器，整流变压器与整流模块2配合实现对交流电的整流，最终输出与石墨化炉5可用的直流电，以此完成后续的冶炼过程。同时考虑到需要对电网产生的谐波进行处理，采用了第一整流变压器27和第二整流变压器28两个整流变压器；通过第一整流变压器27移相预设正角度，第二整流变压器28移相对应的预设负角度，预设正角度和预设负角度的角度值相同，因此可以在通过移相方式改善谐波的前提下，实现相位不变，以确保调压整流变压器1的正常输出。

需要说明的是，对于调压变压器29，第一整流变压器27和第二整流变压器28的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据实际电压情况进行选择。

请参照图4，图4为本发明提供的一种调压整流变压器的接线原理图；图4所示为调压变压器29采用粗细调压的方式且调压整流变压器1包括第一整流变压器27和第二整流变压器28时，调压整流变压器1中调压变压器29与第一整流变压器27和第二整流变压器28之间的接线原理图，图中的主变一即为第一整流变压器27，主变二即为第二整流变压器28，第一整流变压器27移相+15°，第二整流变压器28移相-15°，以达到抑制谐波的作用；图中所示U、V、W表示调压变压器29的三相绕组，X1、Y1、Z1表示第一整流变压器27的三相绕组，X2、Y2、Z2表示第二整流变压器28的三相绕组。请参照图5，图5为本发明提供的一种整流模块的接线原理图；图5所示的整流模块2是通过两个整流柜实现的，图中所示a1、a2、a3、a4表示整流柜的输入端口。

具体地，调压整流变压器1包括调压变压器29，第一整流变压器27和第二整流变压器28，调压变压器29实现调压过程，第一整流变压器27和第二整流变压器28与整流模块2配合实现整流过程，可以在满足谐波要求的情况下，保持调压整流变压器1相位保持不变，确保了调压整流变压器1的正常输出，保证了石墨化炉5的正常工作。

作为一种优选地实施例，调压整流变压器1还包括第一调压开关21和第二调压开关22；第一调压开关21分别与调压变压器29和第一整流变压器27连接，第二调压开关22分别与调压变压器29和第二整流变压器28连接；

对应地，整流模块2包括第一整流柜23和第二整流柜24，第一整流柜23的输入端与第一整流变压器27的输出端连接，输出端通过第一直流母线与石墨化炉5连接，第二整流柜24的输入端与第二整流变压器28的输出端连接，输出端通过第二直流母线与石墨化炉5连接。

考虑到调压整流变压器1包括第一整流变压器27和第二整流变压器28，因此设置了对应的第一调压开关21和第二调压开关22，并且整流模块2通过对应的第一整流柜23和第二整流柜24来实现，则第一整流变压器27，第一调压开关21和第一整流柜23构成一个供电系统，第二整流变压器28，第二调压开关22和第二整流柜24构成另一个供电系统；两组供电系统可以分别连接不同的石墨化炉5，进行针对不同石墨化炉5的冶炼过程，第一调压开关21和第二调压开关22可以设置不同的调压参数，以满足两个石墨化炉5的不同加热需求。

可以理解的是，电源装置6可以分别通过第一整流柜23和第二整流柜24整流后的直流母排分别连接两台石墨化炉5，可接2M台石墨化炉5。可以实现网侧不停机连续运行需要，同时又可把另一台石墨化炉5的开关设备4合上并送电进行冶炼工艺过程，并行进行两组冶炼过程。对于第一调压开关21，第二调压开关22，第一整流柜23和第二整流柜24的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定；在实际应用中，可以设置第一调压开关21和第二调压开关22参数一致，调压变压器29为两台整流变压器输出的电流一致，使两台石墨化炉5可以实现并行的同步冶炼，也可以设置第一调压开关21和第二调压开关22参数有所区别，调压变压器29为两台整流变压器输出的电流不一致，使两台石墨化炉5可以工作在两个不同阶段，实现两台石墨化炉5的不同冶炼过程的并行操作。对于调压开关的参数的控制可以是在控制室中对调压开关进行调整来实现，本申请在此不做特别的限定。

具体地，当调压整流变压器1采用的调压方式为粗细调，调压开关采用的是多级粗细调开关时，本实施例可以在现有技术的图1原理图的基础上设计在调压整流变压器1接线时增加了一个多级粗细调开关；由两个多级粗细调开关分别向两台整流变压器高压送电，一个多级粗细调开关作为第一调压开关21控制主变移相-15°，另一多级粗细调开关作为第二调压开关22控制主变移相+15°，这样第一调压开关21和第二调压开关22就可以分别控制一台整流变压器进行石墨化炉5的冶炼。

具体的调压整流变压器1内部接线原理图可参照以下附图。请参照图6，图6为本发明提供的一种调压变压器的接线原理图；图6所示为调压变压器29与网侧电压之间的接线原理图；请参照图7，图7为本发明提供的另一种调压变压器的接线原理图；图7所示为调压变压器29中补偿线圈的接线原理示意图；请参照图8，图8为本发明提供的一种整流变压器的接线原理图；图8所示为当第一调压开关21和第二调压开关22均采用的粗细调的调压方式时，调压变压器29与第一整流变压器27和第二整流变压器28之间的接线原理图；图中所示U、V、W表示调压变压器29的三相绕组，X1、Y1、Z1表示第一整流变压器27的三相绕组，X2、Y2、Z2表示第二整流变压器28的三相绕组。请参照图9，图9为本发明提供的另一种整流模块的接线原理图；图9所示为在图8基础上，整流模块2采用第一整流柜23和第二整流柜24时，调压整流变压器1与两个整流柜之间的接线原理图，图中所示a1、a2、a3、a4表示整流柜的输入端口。

作为一种具体的实施例，在实现连续不停机的基础上，在调压整流变压器1设置两个多级粗细调开关作为第一调压开关21和第二调压开关22分别控制一台整流变压器；即可以在网侧不断电情况下分别控制对应的调压整流变压器1接好的石墨化炉5进行送电冶炼。控制模块3可以控制两台整流变压器对应的直流母线以及开关设备4闭合，然后两个多级粗细调开关分别按照石墨化炉5冶炼工艺要求的预热—升温—结晶—冷却进行各阶段进行控制；既可同时对两台石墨化炉5进行分别送电冶炼，且两台石墨化炉5可分别在不同工艺阶段进行控制，如一台炉子控制运行在结晶阶段，并行送电的另一台炉子则可控制运行在预热阶段。且可在一台结晶的炉子进入冷却工艺阶段后，闭合下一台炉子的开关设备4，并直接进入下一台石墨化炉5的预热阶段，这样实现了在连续不停机的技术要求的前提下，并行同时运行两台石墨化炉5，且可以控制两台石墨化炉5运行在不同的工艺阶段。

本实施例设置的第一调压开关21和第二调压开关22可以实现利用电源装置6一机组对两台石墨化炉5的同时控制，并且无需中途的停电操作，停炉和驳接下一台石墨化炉5不需要停机，进一步提高了冶炼效率，节约了整个工艺过程的成本，时间和能源，降低了运营成本。

作为一种优选地实施例，第一调压开关21为粗细调分接开关。

为了达到合格的天然石墨性质的材料，需要将石墨化炉5中的碳素品从常温状态升高到温度2000℃以上并保持一段时间才形成天然石墨性质的材料。因此调压整流变压器1需要维持阀侧电压大范围的调压范围，一般需要10%-105%的一个调压范围，通常这种情况可以配置调压级数较高的连续式有载粗细调压开关，如55级以上的粗细调调压开关，具有连续有载调压开关大范围调压控制的直流电流可达380-400kA，装置线路及控制基本满足目前冶炼石墨炉的工艺要求。因此选择粗细调分接开关作为第一调压开关21。对于具体选择的开关类型和具体实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据实际应用情况进行调整。

具体地，通过粗细调分接开关实现第一调压开关21的功能，可以更好地满足石墨化炉5对于大范围的调压范围的需求，保证后续石墨化炉5的冶炼过程的正常进行，确保电源装置6可以满足石墨化炉5的电源需求。

作为一种优选地实施例，第二调压开关22为粗细调分接开关。

在通过粗细调分接开关实现第一调压开关21的功能的基础上，第二调压开关22也可对应地选择粗细调分接开关来实现。对于具体选择的开关类型和具体实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据实际应用情况进行调整。

具体地，通过粗细调分接开关实现第二调压开关22的功能，可以更好地满足石墨化炉5对于大范围的调压范围的需求，保证后续石墨化炉5的冶炼过程的正常进行，确保电源装置6可以满足石墨化炉5的电源需求。

作为一种优选地实施例，还包括第一直流传感器25和第二直流传感器26，第一直流传感器25串联在第一直流母线的主母线上，第二直流传感器26串联在第二直流母线的主母线上。

不难理解的是，当调压整流变压器1包括第一调压开关21和第二调压开关22，整流模块2包括第一整流柜23和第二整流柜24时，第一整理柜和第二整流柜24会分别通过第一直流母线和第二直流母线与石墨化炉5进行连接，此时考虑到对两组石墨化炉5的冶炼过程的监测以及不同的控制过程，在第一直流母线的主母线上设置了第一直流传感器25，在第二直流母线的主母线上设置了第二直流传感器26，通过两个直流传感器实现对两台石墨化炉5的监测，以便控制模块3基于监测到的不同的情况来对两台石墨化炉5的不同冶炼过程进行控制；并且直流传感器可以对主母线上的电流进行监测，从而实现对石墨化炉5的冶炼过程的监测，并且对石墨化炉5进线处的电流进行监测，同时还可以在控制系统中设置对应的提示模块，在电流超过阈值时进行警示，以提示工作人员及时发现电流中的安全问题，并进行检修等对应操作。对于直流传感器的具体类型和实现方式等本申请在此不做特别的限定，可以根据实际应用情况进行调整。

具体地，通过设置分别串联在第一直流母线和第二直流母线的主母线上的直流传感器实现对石墨化炉5的冶炼过程和电路中直流电流的实时监测，通过第一直流传感器25和第二直流传感器26实现对两组供电系统的同时监测，有利于实现两台石墨化炉5的并行冶炼过程，以进一步确保电路安全，提高了整个装置的安全性和可靠性。

作为一种具体地实施例，请参照图10，图10为本发明提供的一种调压整流变压器的结构示意图；请参照图11，图11为本发明提供的一种调压变压器的绕组排列示意图；请参照图12，图12为本发明提供的一种第一整流变压器的绕组排列示意图；请参照图13，图13为本发明提供的一种第一整流变压器的绕组排列示意图；调压整流变压器1是由一台连续粗细调调压开关控制的调压变压器29和两台6脉波的整流变压器组成，且调压整流变压器1通过两个多级粗细调开关实现粗细调的调压，三台变压器在油箱中可以为Π字形排列，其中的调压变压器29由两连续粗细调调压开关控制分别向两台整流变压器送电，每台整流变压器的阀侧分别连接各自的石墨化炉5，并基于控制模块3的控制同时对两台石墨化炉5进行冶炼。为了达到电源装置6不停机运行的要求，如图11所示，调压变压器29的绕组由补偿绕组、基本绕组、粗调绕组、细调绕组和高压绕组组成。其中补偿绕组可以连接补偿装置一起提高设备的运行功率因数，高压绕组与电网连接通电后在调变铁芯中形成磁场；通过电磁感应将基本绕组、粗调绕组和细调绕组调压后的电压和电流送入整流变压器高压侧。该调压变压器29的绕组可并联联结两个多级粗细调开关以分别控制两台整流变压器连接的石墨化炉5。调压变压器29的磁路可以为D型轭的三相三柱式。如图12和图13所示，整流变压器绕组排列。整流变压器的绕组是由高压移相绕组、基本绕组和低压绕组组成，它们与铁芯一起通过电磁耦合实现将电网的高电压、电流变换为石墨化炉5所需的低电压、电流。从而满足石墨化炉5冶炼工艺要求。整流变压器的磁路可以为方型轭的三相五柱式，轭与边轭分别占主柱轭65%与45%。对于调压整流变压器1的具体线路实现和绕组排列等本申请在此不做特别的限定。

请参照图14，图14为本发明提供的一种石墨化加工系统的结构示意图。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种石墨化加工系统，包括石墨化炉5和如前述的电源装置6，电源装置6与石墨化炉5连接。

可以理解的是，电源装置6和石墨化炉5之间的供电线路一般通过直流母线实现，对于石墨化炉5的具体类型和内部结构等本申请在此不做特别的限定，可以根据实际应用进行调整。

对于本发明提供的一种石墨化加工系统的介绍请参照上述电源装置6的实施例，本发明在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电源装置，其特征在于，包括调压整流变压器，整流模块，控制模块和N个开关设备，N为大于1的正整数；

所述调压整流变压器的输出端与所述整流模块的输入端连接，所述整流模块的输出端通过直流母线与石墨化炉连接，所述直流母线的主母线通过N条分支母线与N个石墨化炉一一对应连接，N个所述开关设备分别串联在N条所述分支母线上，与N个石墨化炉一一对应连接，所述控制模块分别与N个所述开关设备的控制端连接；

所述控制模块用于控制所述开关设备的导通和关断以控制对应的所述石墨化炉的石墨化过程。

2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，还包括直流传感器，所述直流传感器串联在所述直流母线的主母线上，用于监测所述主母线上的电流。

3.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，还包括冷却装置，所述冷却装置分别与所述调压整流变压器和所述整流模块连接。

4.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，所述开关设备为断路器和/或隔离开关。

5.如权利要求1至4任一项所述的电源装置，其特征在于，所述调压整流变压器包括调压变压器，第一整流变压器和第二整流变压器；

所述调压变压器的输出端分别与所述第一整流变压器的输入端和所述第二整流变压器的输入端连接，所述第一整流变压器的输出端和所述第二整流变压器的输出端分别与所述整流模块连接。

6.如权利要求5所述的电源装置，其特征在于，所述调压整流变压器还包括第一调压开关和第二调压开关；所述第一调压开关分别与所述调压变压器和所述第一整流变压器连接，所述第二调压开关分别与所述调压变压器和所述第二整流变压器连接；

对应地，所述整流模块包括第一整流柜和第二整流柜，所述第一整流柜的输入端与所述第一整流变压器的输出端连接，输出端通过第一直流母线与所述石墨化炉连接，所述第二整流柜的输入端与所述第二整流变压器的输出端连接，输出端通过第二直流母线与所述石墨化炉连接。

7.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，所述第一调压开关为粗细调分接开关。

8.如权利要求7所述的电源装置，其特征在于，所述第二调压开关为粗细调分接开关。

9.如权利要求6所述的电源装置，其特征在于，还包括第一直流传感器和第二直流传感器，所述第一直流传感器串联在所述第一直流母线的主母线上，所述第二直流传感器串联在所述第二直流母线的主母线上。

10.一种石墨化加工系统，其特征在于，包括石墨化炉和如权利要求1至9任一项所述的电源装置，所述电源装置与所述石墨化炉连接。

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