CN202978272U - 适用于中频炉的智能滤谐波节能装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，包括：谐波滤波主机、第一/二接触器、电抗器、电容器、中频电源、互感器及可程式控制器，前述谐波滤波主机与中频电源串联，与第一接触器并联，输出抽头连有LC滤波补偿回路，V线上还连接有互感器；前述可程式控制器一端与互感器连接、另一端接在第二接触器的控制线圈上。本实用新型的有益之处在于：在谐波滤波主机的输出抽头上通过由可程式控制器智能控制的第二接触器控制连接电抗器和电容器，提供了一个智能的谐波的导流通道，将中频电源产生的大量谐波通过电抗和电容的耦合而相互抵消，同时，既可避免电容器的功因过补现象，又可避免电容器频繁切换的问题。

Description

适用于中频炉的智能滤谐波节能装置
技术领域
本发明涉及一种滤谐波装置，具体涉及一种节能的、适用于中频炉的智能滤谐波装置。
背景技术
随着冶金行业由燃煤的高炉（冲天炉）向电炉的转变，特别是中频炉在冶金行业的应用，大量的中频炉的中频电源在进行频率变换的过程中，电流畸变率达到30%左右，电压畸变率约10%，电流的变换会引起电网电流畸变，影响电网的供电质量，从而使电网供电品质下降、电网附加损耗增加，同时还会导致网内的用电设备损耗增加、寿命缩短，严重影响周边电器的正常工作。
目前中频炉谐波污染的治理，主要采取无源滤波器、组合滤波器和有源滤波器三种方式，均并联在线路中。这三种方式中，前两种只能有针对性的对5次和7次谐波进行治理，其谐波治理后，电流畸变率达到15%左右，谐波电流仍然不能达到12%的要求，对谐波电压基本没有治理效果，更不能满足小于5%的标准要求，不能有效的消除谐波；有源滤波方式虽然滤波效果好，消谐后谐波含量约占10%左右，但存在价格昂贵、故障率高、体积大等缺点。
此外，许多国产的中频炉还存在功率因数低的问题，采用无功补偿时，由于中频炉负荷变化比较频繁，所以，会引起电容器自动投切动作频繁，电容器受谐波影响大，冲击电流，寿命、容量衰减快。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能有效消除中频炉设备在频率变换时产生的谐波，并抑制浪涌电流、提高功率因素、保证电网品质的滤谐波节能装置,而且该滤谐波装置可对电容器投切实现智能控制。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，包括：谐波滤波主机、第一接触器、第二接触器、电抗器、电容器、中频电源、互感器以及可程式控制器，前述谐波滤波主机的输入端与三相电源连接、输出端与中频电源连接；前述第一接触器与谐波滤波主机并联；前述电抗器的输出端与电容器连接、输入端与第二接触器连接，第二接触器的输入端再与谐波滤波主机的输出抽头连接，前述电容器内部采用三角形连接方式接线；谐波滤波主机的输出端具有U\V\W三条线，前述互感器连接于V线上；前述可程式控制器的输入端与互感器连接、输出开关接在第二接触器的控制线圈上。
前述的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，前述电抗器为三相调谐电抗器。
优选的，前述三相调谐电抗器的电抗率为5-16%。
更为优选的，前述三相调谐电抗器的电抗率为7%。
前述的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，前述中频电源为三相六脉冲整流的中频电源。
前述的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，还包括：电力监控仪表，前述电力监控仪表的电压采样线接在谐波滤波主机的输入端，电流采样线通过互感器转换后接入，前述互感器穿在三相电源的输出端上。
优选的，前述电力监控仪表具有数据传输模块。
本发明的有益之处在于：在中频电源前串联谐波滤波主机可有效阻止中频炉产生的谐波电流和谐波电压向电网传输,然后在谐波滤波主机的输出抽头上通过由可程式控制器智能控制的第二接触器控制连接电抗器和电容器，形成LC滤波回路，可提供一个智能的谐波的导流通道，将中频电源产生的大量谐波通过电抗和电容的耦合而相互抵消；相互抵消的同时，既可避免因滤波电容器在中频炉不工作时长期投入工作而造成的功因过补现象，又可避免因功因控制方式造成电容器频繁切换的问题。
附图说明
图1是本发明适用于中频炉的智能滤谐波节能装置的一个具体实施例的电路结构示意图；
图2（a）、（b）分别是加装本发明滤谐波装置前中频炉的电压、电流波形图；
图3（a）、（b）分别是加装本发明滤谐波装置后中频炉的电压、电流波形图；
图中附图标记的含义：1-谐波滤波主机，2-第一接触器，3-第二接触器，4-电抗器，5-电容器，6-中频电源，7-互感器，8-可程式控制器，9-电力监控仪表，10-三相电源。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参照图1，本发明的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置包括：谐波滤波主机1、第一接触器2、第二接触器3、电抗器4、电容器5、中频电源6、互感器7以及可程式控制器8。各器件具体的连接方式如下：
      谐波滤波主机1的输入端R\S\T与三相电源10的A\B\C连接，输出端U\V\W与中频电源6的L1\L2\L3连接，谐波滤波主机1与中频电源6形成串联关系；第一接触器2的两端分别与谐波滤波主机1的输入端R\S\T、输出端U\V\W连接，二者形成并联关系；电抗器4的输出端U1\V1\W1与电容器5的三个接线柱a\b\c连接，输入端R1\S1\T1与第二接触器3的输出端连接，第二接触器3的输入端再与谐波滤波主机1的输出抽头CR\CS\CT连接，其中，电容器5内部采用三角形连接方式接线；谐波滤波主机1的输出端具有U\V\W三条线，互感器7连接于V线上；可程式控制器8的输入端与互感器7连接，具体的，互感器7的L和K接在可程式控制器8的I+和I-上，可程式控制器8的输出开关接在第二接触器3的控制线圈上。
作为一种优选的方案，电抗器4为三相调谐电抗器，更为优选的是，该三相调谐电抗器的电抗率为5-16%，其中以电抗率为7%的三相调谐电抗器的使用效果最佳。
作为一种优选的方案，中频电源6为三相六脉冲整流的中频电源。
在本发明中，与谐波滤波主机1并联的第一接触器2在滤波电路故障或维护时可以切换到市电状态工作，从而使中频炉不会因滤波电路停止工作而影响生产进度的正常进行；互感器7用于测量滤波电路工作时的电流，并将电流输入给可程式控制器8，可程式控制器8将互感器7测量到的电流和设定电流进行比较，决定第二接触器3是否启动，这样可以根据电流的大小，自动、智能的控制接在谐波滤波主机1的输出抽头CR\CS\CT上的LC滤波补偿回路的工作以及功率因数补偿部分的动作，该LC滤波补偿回路由滤波补偿电抗器4和电容器5组成。由于是电流控制，电流值达到设定值时，启动LC滤波补偿电路，既避免了LC滤波补偿电路在中频炉不工作时继续工作的问题，也使功率因数补偿电容不会随外界负荷的变化而发生过补或少补的动作切换，减少了电容器5频繁投切的现象。
为了更好的监测滤谐波节能装置的效果，本发明的滤谐波节能装置还包括：电力监控仪表9。电力监控仪表9安装于谐波滤波主机1的输入端，其电压采样线接在谐波滤波主机1的输入端R\S\T上，电流采样线通过互感器（未图示）转换后接入，该互感器穿在三相电源10的输出端A\B\C上。接入电力监控仪表9后，可实时的、有效的将滤谐波节能装置的工作状态、电力数据测试并显示出来，供操作人员或设备人员观测和判断设备是否正常工作、中频炉工作的电力数据是否正常。
作为一种优选的方案，电力监控仪表9具有数据传输模块，其测试得到的数据通过数据传输模块可实现智能传输、远程监控。
本发明的智能滤谐波节能装置兼有消谐、减小浪涌和改善功率因数的作用，消谐后电流畸变率降到10%以下，电压畸变率降到5%以下，电压波形和电流波形校正为正弦波，具体参见图2（a）、（b）和图3（a）、（b）；本发明的智能滤谐波节能装置还具有故障率低、价格合理、容量大等特点，容量可达175KW-6000KW；同时，由于智能滤谐波节能装置的电容器除了具有补偿吸收谐波作用之外，还对系统的功率因数进行了补偿，从而使系统的功率因数始终保持在0.95以上。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，包括：谐波滤波主机（1）、第一接触器（2）、第二接触器（3）、电抗器（4）、电容器（5）、中频电源（6）、互感器（7）以及可程式控制器（8），上述谐波滤波主机（1）的输入端与三相电源连接、输出端与中频电源（6）连接；上述第一接触器（2）与谐波滤波主机（1）并联；上述电抗器（4）的输出端与电容器（5）连接、输入端与第二接触器（3）连接，第二接触器（3）的输入端再与谐波滤波主机（1）的输出抽头连接，上述电容器（5）内部采用三角形连接方式接线；谐波滤波主机（1）的输出端具有U\V\W三条线，上述互感器（7）连接于V线上；上述可程式控制器（8）的输入端与互感器（7）连接、输出开关接在第二接触器（3）的控制线圈上。
2.根据权利要求1所述的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，上述电抗器（4）为三相调谐电抗器。
3.根据权利要求2所述的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，上述三相调谐电抗器的电抗率为5-16%。
4.根据权利要求3所述的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，上述三相调谐电抗器的电抗率为7%。
5.根据权利要求1所述的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，上述中频电源（6）为三相六脉冲整流的中频电源。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，还包括：电力监控仪表（9），上述电力监控仪表（9）的电压采样线接在谐波滤波主机（1）的输入端，电流采样线通过互感器转换后接入，上述互感器穿在三相电源的输出端上。
7.根据权利要求6所述的适用于中频炉的智能滤谐波节能装置，其特征在于，上述电力监控仪表（9）具有数据传输模块。
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