CN203894347U - 矿热炉电参数综合监测系统 - Google Patents

Abstract

一种矿热炉电参数综合监测系统所包括的第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器、第二电流互感器、第三电压互感器、第三电流互感器通过一次电量综合采集单元与综合检测单元连接，矿热炉变压器挡位控制器与综合检测单元连接，第一鼠笼式空芯电流互感器依次通过第一综合调理单元、二次电量综合采集单元与综合检测单元连接，第二鼠笼式空芯电流互感器依次通过第二综合调理单元、二次电量综合采集单元与综合检测单元连接，第四至第八电压互感器通过二次电量综合采集单元与综合检测单元连接。本系统可实时精确测量，实现电能利用率的最大化以及生产效益最大化。

Description

矿热炉电参数综合监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种矿热炉电参数综合监测系统。 

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。 

矿热炉运行的电气参数与以下设备有非常密切的关系：一次侧电源、高压补偿、矿热炉变压器、中压补偿、二次短网、低压补偿以及三相电极的埋深与炉料阻抗特性。 

一次侧电源的电能质量直接影响矿热炉的负荷大小，其功率因数考核也影响到电能费用的大小；高压补偿能提高一次侧的功率因数，并一定程度提高一次侧的电压幅值，对矿热炉的负荷有一定影响；矿热炉变压器在运行过程中产生一定的有功损耗并且消耗大量的无功功率，其二次挡位直接影响矿热炉的负荷大小；中压补偿能降低变压器的一次线圈负荷，提高一次侧的功率因数；二次短网的截面积、长短、电流密度以及布置方式决定了二次短网的电感，也直接影响短网的电压降以及消耗的无功功率；低压补偿就地补偿大量无功功率，降低变压器二次侧的电流和视在功率，提高变压器一次侧的功率因数，另外还能降低短网的电压降，提高电极的电压，提高入炉有功功率；三相电极的埋深与炉料的阻抗特性直接影响矿热炉炉内的负荷大小。 

以上设备均能对矿热炉运行生产的负荷产生较大影响。而且这些设备都是人工单独控制，生产过程中各个设备的电气参数也会相互影响，因此合理控制上述设备对矿热炉的稳定运行有着重要的影响。 

第一，现在矿热炉的操作员工控制电极升降还是传统地以一次侧的电流作为控制依据，由于受到变压器的接线方式、中压补偿、低压补偿、高低压电流换算误差等因素的影响，实际运行效果很不理想，矿热炉运行不稳定，甚至产生故障。 

第二，矿热炉使用低压补偿后，一次侧的功率因数可以达到设计要求，视在功率大幅度减小，但炉内的电气参数变化并不大。此时如果一次侧继续提高视在功率，炉内的视在功率以及其他电气参数无法正确判断及掌握，严重影响了低压补偿的增产节能效果。 

第三，由于矿热炉炉型很多，冶炼产品复杂，制造厂家设计参数不同，造成每一台矿热炉的电气参数都有所不同。因此必须对矿热炉的各项电气参数进行全面的测试，与原始设计的参数进行对比，了解设计参数对电气参数的影响情况，对设计部门合理设计参数提供数据帮助和改进依据。 

第四，用户缺乏对矿热炉电气参数的统一综合检测，无法了解整个矿热炉生产冶炼系统中有功功率和无功功率的分配，无法了解各个设备的运行情况和使用效率，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电参数综合监测系统，以解决现有技术中存在的问题。 

实用新型内容

考虑到至少一个上述问题而完成了本实用新型，并且本实用新型的一个目的在于提供一种矿热炉电参数综合监测系统，其特征在于包括： 

矿热炉变压器一次侧的第一电压互感器和第一电流互感器； 

高压补偿侧的第二电压互感器和第二电流互感器； 

中压补偿侧的第三电压互感器和第三电流互感器； 

矿热炉变压器挡位控制器； 

矿热炉变压器二次侧出线端的第四电压互感器和第一鼠笼式空芯电流互感器； 

低压补偿点的第六电压互感器； 

低压补偿侧的第七电压互感器、第八电压互感器和第二鼠笼式空芯电流互感器； 

电极上的第五电压互感器； 

一次电量综合采集单元； 

二次电量综合采集单元； 

第一综合调理单元； 

第二综合调理单元；和 

综合检测单元； 

其中，所述第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器、第二电流互感器、第三电压互感器、第三电流互感器通过一次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接，所述矿热炉变压器挡位控制器与所述综合检测单元连接，所述第一鼠笼式空芯电流互感器依次通过第一综合调理单元、二次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接，所述第二鼠笼式空芯电流互感器依次通过第二综合调理单元、二次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接，所述第四至第八电压互感器通过所述二次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接。 

根据本实用新型另一方面，所述系统还包括显示装置。 

根据本实用新型另一方面，所述系统还包括存储装置。 

根据本实用新型另一方面，所述系统还包括通讯与接收装置。 

根据本实用新型另一方面，所述系统还包括保护装置。 

根据本实用新型另一方面，所述系统还包括报警装置。 

根据本实用新型另一方面，所述系统还包括输入与导出装置。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本系统对矿热炉生产过程中近乎所有关键的电气参数进行实时的精确测量，建立矿热炉生产冶炼的电气参数模型，分析各个部分或设备各自电气参数的合理性，指导用户合理调节矿热炉变压器的挡位，进行合理的无功补偿，适时控制三相电极升降，从而达到：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；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。最终实现电能利用率的最大化以及生产效益最大化。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是根据本实用新型优选实施例的矿热炉电参数综合监测系统的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图，通过优选实施例来描述本实用新型的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本实用新型，而不应理解为对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本实用新型的保护范围之内。 

参见图1，其中示出了本实用新型优选实施例的矿热炉电参数综合监测系统。该矿热炉电参数综合监测系统包括：矿热炉变压器一次侧的第一电压互感器和第一电流互感器；高压补偿侧的第二电压互感器和第二电流互感器；中压补偿侧的第三电压互感器和第三电流互感器；矿热炉变压器挡位控制器；矿热炉变压器二次侧出线端的第四电压互感器和第一鼠笼式空芯电流互感器；低压补偿点的第六电压互感器；低压补偿侧的第七电压互感器、第八电压互感器和第二鼠笼式空芯电流互感器；电极上的第五电压互感器；一次电量综合采集单元；二次电量综合采集单元；第一综合调理单元；第二综合调理单元；和综合检测单元。 

其中，所述第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器、第二电流互感器、第三电压互感器、第三电流互感器通过一次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接，所述矿热炉变压器挡位控制器与所述综合检测单元连接，所述第一鼠笼式空芯电流互感器依次通过第一综合调理单元、二次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接，所述第二鼠笼式空芯电流互感器依次通过第二综合调理单元、二次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接，所述第四至第八电压互感器通过所述二次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接。 

优选地，所述矿热炉电参数综合监测系统还包括显示装置(图中未示出)。 

优选地，所述矿热炉电参数综合监测系统还包括存储装置(图中未示出)。 

优选地，所述矿热炉电参数综合监测系统还包括报警装置(图中未示出)。 

优选地，所述矿热炉电参数综合监测系统还包括保护装置(图中未示出)。 

优选地，所述矿热炉电参数综合监测系统还包括通讯与接收装置(图中未示出)。 

优选地，所述矿热炉电参数综合监测系统还包括输入与导出装置(图中未示出)。 

优选地，本实用新型在矿热炉变压器的一次侧、高压补偿侧、中压补偿侧采用电压互感器、电流互感器采样电压和电流，采用一次电量综合采集单元获取一次侧、高压补偿侧、中压补偿侧的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。在矿热炉变压器的二次侧出线端、低压补偿点、低压补偿首尾端、电极上采用电压互感器采样二次电压，在矿热炉变压器的二次侧出线端、低压补偿侧采用鼠笼式空芯电流互感器采样二次电流，采用综合调理单元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单元获取二次侧、低压补偿侧、电极上的有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、阻抗等参数。 

优选地，矿热炉电参数综合监测系统可以为工控机，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，矿热炉电参数综合监测系统装备了工控机，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、高压补偿侧、中压补偿侧、矿热炉变压器、变压器出线端、低压补偿点、低压补偿侧、电极上的各种电参数的数据及各种实时和历史曲线。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。 

综上所述，本实用新型的有益效果在于： 

本系统对矿热炉生产过程中近乎所有关键的电气参数进行实时的精确测量，建立矿热炉生产冶炼的电气参数模型，分析各个部分或设备各自电气参数的合理性，指导用户合理调节矿热炉变压器的挡位，进行合理的无功补偿，适时控制三相电极升降，从而达到：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；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。最终实现电能利用率的最大化以及生产效益最大化。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。 

本实用新型不限于上述具体实施例。可以理解的是，在不脱离本实用新型的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种矿热炉电参数综合监测系统，其特征在于包括： 

矿热炉变压器一次侧的第一电压互感器和第一电流互感器； 

高压补偿侧的第二电压互感器和第二电流互感器； 

中压补偿侧的第三电压互感器和第三电流互感器； 

矿热炉变压器挡位控制器； 

矿热炉变压器二次侧出线端的第四电压互感器和第一鼠笼式空芯电流互感器； 

低压补偿点的第六电压互感器； 

低压补偿侧的第七电压互感器、第八电压互感器和第二鼠笼式空芯电流互感器； 

电极上的第五电压互感器； 

一次电量综合采集单元； 

二次电量综合采集单元； 

第一综合调理单元； 

第二综合调理单元；和 

综合检测单元； 

其中，所述第一电压互感器、第一电流互感器、第二电压互感器、第二电流互感器、第三电压互感器、第三电流互感器通过一次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接，所述矿热炉变压器挡位控制器与所述综合检测单元连接，所述第一鼠笼式空芯电流互感器依次通过第一综合调理单元、二次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接，所述第二鼠笼式空芯电流互感器依次通过第二综合调理单元、二次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接，所述第四至第八电压互感器通过所述二次电量综合采集单元与所述综合检测单元连接。 

2.根据权利要求1所述的矿热炉电参数综合监测系统，其特征在于还包括显示装置。 

3.根据权利要求1或2所述的矿热炉电参数综合监测系统，其特征在于还包括存储装置。 

4.根据权利要求1或2所述的矿热炉电参数综合监测系统，其特征在于还包括通讯与接收装置。 

5.根据权利要求3所述的矿热炉电参数综合监测系统，其特征在于还包括通讯与接收装置。 

6.根据权利要求1或2所述的矿热炉电参数综合监测系统，其特征在于还包括保护装置。 

7.根据权利要求1或2所述的矿热炉电参数综合监测系统，其特征在于还包括报警装置。 

8.根据权利要求1或2所述的矿热炉电参数综合监测系统，其特征在于还包括输入与导出装置。