湿法冶金作业过程中电能质量控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种湿法冶金作业过程中电能质量控制装置，大容量电解整流器连接在待补偿母线上，电能质量控制装置本体并联在补偿母线上，补偿母线通过进线柜与待补偿母线连接；信号检测装置、自动控制装置、微机保护装置和后台监控系统分别与电能质量控制装置本体连接，所述电能质量控制装置本体包括进线柜、5次滤波支路、7次滤波支路、11次滤波支路、13次及高通滤波支路、磁控电抗器支路和控制屏。本实用新型专利技术能够动态的、快速的、连续的对无功功率进行补偿，较现有方案有较高的性价比，具有良好的社会经济效益，适于在湿法冶金系统推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统自动化
，具体是涉及一种湿法冶金作业过程中电能质量控制装置。
技术介绍
有色金属冶炼厂的生产规模日趋大型化，从而使得湿法冶金系统采用的电解整流设备容量不断增大。进而使得电解整流设备产生的谐波，输入企业自身配电系统及电网的问题尤为突出。大规模铜冶炼厂湿法冶金系统电解整流器通常采用双反星形带平衡电抗器的接线结构。为抑制幅值较高的较低次谐波，整流器通常制成12脉波的联接方式。这样12脉波的整流装置产生11次、13次、23次等特征谐波，减少了幅值较高的5次、7次谐波。在电解槽面不作业时，5次、7次谐波电流值均未超出国家电能质量标准要求；但当电解槽面进行出、装槽作业时，由于直流侧负载的变化引起电解整流变交流侧有载调压开关档位的升、降粗调变化,以及整流器可控硅触发角度的细调变化，5次、7次谐波有持续30分钟左右的突增阶跃的变化，超出国家电能质量标准要求。在电解车间持续生产过程中，11次、13次谐波大电流均超出国家电能质量标准的要求。这将导致电网中的谐波污染非常严重，恶化电网供电质量，并产生一系列的问题，如：电能传输和利用效率降低；电气设备发热严重，加速绝缘老化，降低使用寿命，甚至发生故障或烧毁；干扰通讯；保护开关误动作等。现有的湿法冶金系统主要采用无功补偿装置提高电能质量，其主要是将总补偿容量的电容器分为多个电容器组，根据负荷大小自动投切电容器组，尽可能的达到无功平衡。在此模式下，若要得到较高的补偿精度，就需要将总补偿容量分成更多的组，这将造成设备投资增大，占地空间增大，设备可靠性降低等问题。
技术实现思路
本技术针对上述不足，提出了一种湿法冶金作业过程中电能质量控制装置，以实现电能质量各项指标性能优良，增强对环境适应能力，同时降低制造和维护成本。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案实现。湿法冶金作业过程中电能质量控制装置，大容量电解整流器与待补偿母线连接，电能质量控制装置本体与补偿母线并联，补偿母线通过进线柜与待补偿母线连接，信号检测装置、自动控制装置、微机保护装置和后台监控系统分别与电能质量控制装置本体连接；信号检测装置通过各检测元件实时地检测系统的电压、电流及功率因数；自动控制装置通过设定的目标值来控制电能质量控制装置本体的运行；后台监控系统对运行参数进行实时地监测、历史数据查询、分析；所述电能质量控制装置本体包括进线柜、5次滤波支路、7次滤波支路、11次滤波支路、13次及高通滤波支路、磁控电抗器支路和控制屏。进线柜、5次滤波支路、7次滤波支路、11次滤波支路、13次及高通滤波支路和磁控电抗器支路连接补偿母线；控制屏通过控制电缆分别与进线柜、5次滤波支路、7次滤波支路、11次滤波支路、13次及高通滤波支路、磁控电抗器支路连接。电能质量控制装置的控制方法如下：控制屏通过采集检测到的电压信号和电流信号，得出各滤波支路的投切规则，发出控制指令控制各滤波支路的投切开关，通过各滤波支路已配置好的分支电容和电抗串联回路，对于需要滤除的相应频率谐波电流提供低阻抗通道，吸收该谐波电流；并且，由于负载变化引起的无功功率及谐波电流治理支路容性负载的接入的总变化，通过控制屏内MCR(磁控电抗器)控制器对系统无功功率进行采集；通过自动控制晶闸管的导通角，改变铁芯的磁饱和度，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，中和电容器组的容性无功功率，使无功功率连续可调，实现无功功率的柔性补偿。本技术的优点在于，通过控制屏的控制指令改变晶闸管的导通角，调节磁控电抗器铁芯的磁饱和度，改变其输出的感性无功功率，中和电容器组的容性无功功率，实现无功功率的连续可调。通过各滤波支路对系统谐波进行治理，并对基波进行无功补偿。通过调节磁控电抗器的磁饱和度，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，实现无功功率的柔性补偿。控制屏采用全数字自动控制方法，在供电系统侧由于负荷变化引起的无功功率变化及谐波电流治理支路容性负载的变化的情况下，仍具有良好的动态性能及稳定精度。对装置设备的运行参数进行实时地监测、历史数据查询、分析。总之，本技术针对湿法冶金系统大容量整流器所产生的特征谐波，各滤波支路能够滤除对应的谐波，并且能够动态的、快速的、连续的对无功功率进行补偿，较现有技术有较高的性价比，具有良好的社会经济效益，适于在湿法冶金系统推广使用。附图说明图1是本技术的系统原理图；图2是本技术一个实施例系统结构示意图；图中：1－大容量电解整流器，2－电能质量控制装置本体，3－自动控制装置，4－信号检测装置，5－微机保护装置，6－待补偿母线，7－补偿母线，8－后台监控系统；101-进线柜，102-5次滤波支路，103-7次滤波支路，104-11次滤波支路，105-13次及高通滤波支路，106-磁控电抗器支路，107-控制屏。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1，其显示了一种湿法冶金作业过程中电能质量控制的系统原理图。湿法冶金系统的大容量电解整流器1连接在待补偿母线6上，在运行过程中将产生大量的谐波电源。电能质量控制装置本体2并联在补偿母线7上，补偿母线7通过进线柜101与待补偿母线6连接。信号检测装置4通过各检测元件实时地检测系统的电压、电流及功率因数。自动控制装置3通过设定的目标值来控制电能质量控制装置本体2的运行，以实现根据工况自动地进行电能质量控制。微机保护装置5通过采集到的电压、电流保护信号对电能质量控制装置本体2进行保护。后台监控系统8采用了多项先进软件技术、软件算法、以最优的软件方案实现对本套系统装置设备的运行参数进行实时地监测、历史数据查询、分析。图2详细地显示了电能质量控制装置本体2的系统电路结构图。电能质量控制装置本体2包括进线柜101、5次滤波支路102、7次滤波支路103、11次滤波支路104、13次及高通滤波支路105、磁控电抗器支路106和控制屏107。控制屏107通过采集检测到的电压信号和电流信号，得出各滤波支路的投切规则，发出控制指令控制各滤波支路的投切开关，通过已配置好的分支电容和电抗串联回路，对于需要滤除的相应频率谐波电流提供低阻抗通道，吸收该谐波电流；并且，由于负载变化引起的无功功率及谐波电流治理支路容性负载的接入的总变化，通过控制屏107内MCR控制器对系统无功功率进行采集；通过自动控制晶闸管的导通角，改变铁芯的磁饱和度，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，中和电容器组的容性无功功率，使无功功率连续可调，实现无功功率的柔性补偿。本技术由待补偿母线6通过进线电源柜向补偿母线7供电，并在补偿母线7上设有5次滤波支路102、7次滤波支路103、11次滤波支路104、13次及高通滤波支路105和磁控电抗器支路106(MCR支路)，另配套有控制屏107。各滤波支路均包括有电容器和固定电抗器，投切开关连接在补偿母线7上。通过采集到的电压信号和电流信号，控制屏107发出控制指令控制投切开关，滤除对应的谐波；磁控电抗器MCR连接在补偿母线7上，通过控制屏107的控制指令改变晶闸管的导通角，调节磁控电抗器支路106铁芯的磁饱和度，改变其输出的感性无功功率，中和电容器组的容性无功功率，实现无功功率的连续可调。本技术采用了固定电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
湿法冶金作业过程中电能质量控制装置，大容量电解整流器与待补偿母线连接，电能质量控制装置本体与补偿母线并联，补偿母线通过进线柜与待补偿母线连接，其特征在于，信号检测装置、自动控制装置、微机保护装置和后台监控系统分别与电能质量控制装置本体连接；信号检测装置通过各检测元件实时地检测系统的电压、电流及功率因数；自动控制装置通过设定的目标值来控制电能质量控制装置本体的运行；后台监控系统对运行参数进行实时地监测、历史数据查询、分析；所述电能质量控制装置本体包括进线柜、5次滤波支路、7次滤波支路、11次滤波支路、13次及高通滤波支路、磁控电抗器支路和控制屏；进线柜、5次滤波支路、7次滤波支路、11次滤波支路、13次及高通滤波支路和磁控电抗器支路连接补偿母线；控制屏通过控制电缆分别与进线柜、5次滤波支路、7次滤波支路、11次滤波支路、13次及高通滤波支路、磁控电抗器支路连接。

【技术特征摘要】
1.湿法冶金作业过程中电能质量控制装置，大容量电解整流器与待补偿母线连接，电能质量控制装置本体与补偿母线并联，补偿母线通过进线柜与待补偿母线连接，其特征在于，信号检测装置、自动控制装置、微机保护装置和后台监控系统分别与电能质量控制装置本体连接；信号检测装置通过各检测元件实时地检测系统的电压、电流及功率因数；自动控制装置通过设定的目标值来控制电能质量控制装置本体的运行；后台监控系统对运...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻仁盛，黄薇，陈伟光，刘文胜，李凤周，
申请(专利权)人：江西瑞林电气自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36