可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统技术方案

可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统，包括矿热炉，矿热炉与多电极相连，矿热炉采用多电极供电，矿热炉连接双方向极性变换开关的输出端，双方向极性变换开关的输入端连接整流环节输出端，双方向极性变换开关为矿热炉内的多个电极构成的正负电极组提供双向直流电能；整流环节的输入端连接整流变压器的输出端，所述的整流环节及开关变换网络连接控制系统6，控制系统通过上位机进行数据传输。本实用新型专利技术但保留了单向直流供电矿热炉的优点，而且扬弃了其缺点，可以延长正极电极与负极电极的寿命，降低电极消耗量，带来很好的经济效益。

Power supply system of DC submerged arc furnace which can eliminate uneven consumption of positive and negative electrodes

【技术实现步骤摘要】
可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统
本技术涉及冶金电力
，特别涉及可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统。
技术介绍
工频矿热炉供电过程是将电网的三相50Hz高压交流电，经变压器直接降为低压后供给矿热炉内的三相电极，由于工作时低电压大电流运行，短网上的电抗压降达额定输出电压的10～15％左右。这一方面降低了实际入炉功率，又使电极上的电压波动增加，炉况难以掌握，生产效率下降，同时电网功率因数降低，最低的仅0.6左右，长期工作耗电严重，由此决定了工频矿热炉是耗能大户，电能的成本占到全部成本的一半以上。另应看到，由于工频供电的矿热炉，三相电极之间电压很难控制平衡，存在环流，石墨电极极易损坏，电极消耗量极大，造成各生产企业负担很重，效益受到严重影响。同时注入电网谐波含量大，所以工频供电的矿热炉又是污染大户，由于此行业在国内生产厂家相对较多，耗电严重，而其产品又是我国国民经济及世界工业不可缺少的，使用矿热炉的行业，其产品不但满足国内使用，每年还出口为国家创造了大量外汇。为了解决上述问题，国内已有使用直流供电及低频供电的矿热炉系统投入使用，提高了功率因数，减少了电耗，特别是直流供电的矿热炉接电效果达到20％左右，但因直流矿热炉运行时，电流为单一方向，因电子总是从阴极跑向阳极的机理，造成单方向供电的直流矿热炉，存在正极电极要远远快于负极电极消耗掉的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统，不但保留了单向直流供电矿热炉的优点，而且扬弃了其缺点，可以延长正极电极与负极电极的寿命，降低电极消耗量，带来很好的经济效益。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统，包括矿热炉1，矿热炉1与多电极5相连，矿热炉1采用多电极5供电，矿热炉1连接双方向极性变换开关4的输出端，双方向极性变换开关4的输入端连接整流环节2输出端，双方向极性变换开关4为矿热炉1内的多个电极构成的正负电极组提供双向直流电能；整流环节2的输入端连接整流变压器3的输出端，所述的整流环节2及双方向极性变换开关4连接控制系统6，控制系统6通过上位机7进行数据传输。所述的整流环节2输出的多脉波直流电压与电流，提供给双方向极性变换开关4网络，开关网络由四台电动大电流直流开关组成，通过按需要对正向与反向开关的分时合分控制，将单向直流电压变换为双极性的直流供电电源；所述的整流环节2包括一组或多组三相晶闸管整流电路，一组或多组所述三相晶闸管整流电路的输入端与所述整流变压器3的输出端连接，接收所述整流变压器3输出的交流电压，一组或多组所述三相晶闸管整流电路的输出端与所述双方向极性变换开关4连接，由双方向极性变换开关4输出为所述矿热炉1提供电力电源。所述整流环节2使用的一组或多组三相晶闸管整流电路，每组可以为三相桥式可控整流结构、也可以为三相双反星型可控整流，还可以是三相桥式同相逆并联整流，更可以是双反星型同相逆并联整流。所述的整流环节2内部包括一组或多组一组或多组采用三相晶闸管整流电路的整流单元，每组整流单元为6脉波或12脉波，多组构成6脉波整数倍的整流系统。所述整流变压器3为一次相互移相的多台三相整流变压器或一台二次采用裂相移相、每相为多绕组的三相整流变压器。所述整流环节2使用一组三相晶闸管整流电路，每组三相晶闸管整流单元施加触发脉冲，使其组成6脉波整流，经极性变换开关网络后向两根电极的直流矿热炉1供电。所述整流环节2使用两组6脉波三相晶闸管整流电路，对每组三相晶闸管整流单元施加触发脉冲，使其组成12脉波整流，经极性变换开关网络后向2根电极的直流矿热炉1供电。所述整流环节2使用3组12脉波三相晶闸管整流电路，对每组三相晶闸管整流单元施加触发脉冲，使其组成36脉波整流，经极性变换开关网络后向6根电极的直流矿热炉1供电。所述整流环节2使用4组12脉波三相晶闸管整流电路，对每组三相晶闸管整流单元施加触发脉冲，使其组成48脉波整流，经极性变换开关网络后向8根电极的直流矿热炉供电。所述整流环节2使用n组6脉波或12脉波或18脉波或24脉波或36脉波三相晶闸管整流电路，对每组三相晶闸管整流单元施加触发脉冲，当n＝1时，使其组成6、12、18、24、36脉波整流，经极性变换开关网络后向2根电极的直流矿热炉供电；当n＝2时，使其组成12、24、36、48、72脉波整流,经极性变换开关网络后向4根电极的直流矿热炉供电；当n＝3时，使其组成18、36、54、72、108脉波整流,经极性变换开关网络后向6根电极的直流矿热炉供电；当n＝4时，使其组成24、48、72、96、108脉波整流,经极性变换开关网络后向8根电极的直流矿热炉供电。本技术的有益效果：1、本技术提供的一种直流矿热炉的双向直流供电电源系统，其采用双向直流电源，由于分时输出直流，使得电弧稳定，发热效率高，而且，使短网上电抗降低，电压损失减少，提高了入炉功率。2、本技术提供的一种直流矿热炉的双向直流供电电源系统，可提高电网的功率因数，使电网的功率因数达到0.92以上，提高了入炉功率，从而提高了产量。3、本技术提供的一种直流矿热炉的双向直流供电电源系统，其使得电流趋肤效应问题小，电极烧损均匀，电极呈平底状，电极烧损少，正负电极消耗速度一致，降低了电极消耗量，延长了电极寿命。4、本技术提供的一种直流矿热炉的双向直流供电电源系统，其解决了高压开关频繁跳闸，高压开关经常损坏的问题。5、本技术提供的一种直流矿热炉的双向直流供电电源系统，其采用分时向矿热炉进行直流供电，使得电抗对于短网的影响很小，而且短网安装方便，节约了安装成本。6、本技术提供的一种直流矿热炉的双向直流供电电源系统，其与工频电炉比较，噪音很小，几乎感觉不到电路的运行声音。7、本技术提供的一种直流矿热炉的双向直流供电电源系统，因使用中每个方向的直流可以工作相对较长的时间，就完全满足解决单方向使用矿热炉内正电极消耗快点问题的需要，而又不需要采用两组反并联的晶闸管可控整流电路，每个整流环节输出仅仅需要增加4台大电流直流开关，就可以实现将单方向直流变换为双向直流，其成本和控制电路、占地面积要远远低于两套反并联晶闸管整流电路获得双向直流电源的方案，具有最高的性价比。8、本技术提供的一种直流矿热炉的双向直流供电电源系统，其因不需要矿热炉低频供电系统必须的裂相电路、三相六状态频率控制逻辑，所以主电路及控制电路都远较矿热炉三相低频供电系统简单，自然可靠性要远远高于低频供电的电源系统。附图说明图1a为本技术结构示意图一。图1b为本技术结构示意图一。图1c为本技术结构示意图一。图2为本技术6脉波整流双向电源向2电极矿热炉供电电路原理图。图3为本技术12脉波整流双向电源向2电极矿热炉供电电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统，其特征在于，包括矿热炉(1)，矿热炉(1)与多电极(5)相连，矿热炉(1)采用多电极(5)供电，矿热炉(1)连接双方向极性变换开关(4)的输出端，双方向极性变换开关(4)的输入端连接整流环节(2)输出端，双方向极性变换开关(4)为矿热炉(1)内的多个电极构成的正负电极组提供双向直流电能；整流环节(2)的输入端连接整流变压器(3)的输出端，所述的整流环节(2)及双方向极性变换开关(4)连接控制系统(6)，控制系统(6)通过上位机(7)进行数据传输。/n

【技术特征摘要】
1.可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统，其特征在于，包括矿热炉(1)，矿热炉(1)与多电极(5)相连，矿热炉(1)采用多电极(5)供电，矿热炉(1)连接双方向极性变换开关(4)的输出端，双方向极性变换开关(4)的输入端连接整流环节(2)输出端，双方向极性变换开关(4)为矿热炉(1)内的多个电极构成的正负电极组提供双向直流电能；整流环节(2)的输入端连接整流变压器(3)的输出端，所述的整流环节(2)及双方向极性变换开关(4)连接控制系统(6)，控制系统(6)通过上位机(7)进行数据传输。


2.根据权利要求1所述的可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统，其特征在于，所述的整流环节(2)输出的多脉波直流电压与电流，提供给双方向极性变换开关(4)网络，开关网络由四台电动大电流直流开关组成，通过按需要对正向与反向开关的分时合分控制，将单向直流电压变换为双极性的直流供电电源。


3.根据权利要求1所述的可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统，其特征在于，所述的整流环节(2)包括一组或多组三相晶闸管整流电路，一组或多组所述三相晶闸管整流电路的输入端与所述整流变压器(3)的输出端连接，接收所述整流变压器(3)输出的交流电压，一组或多组所述三相晶闸管整流电路的输出端与所述双方向极性变换开关(4)连接，由双方向极性变换开关(4)输出为所述矿热炉(1)提供电力电源。


4.根据权利要求1所述的可消除正负电极消耗不均匀的直流矿热炉供电系统，其特征在于，所述整流环节(2)使用的一组或多组三相晶闸管整流电路，每组为三相桥式可控整流结构或三相双反星型可控整流或...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏，李梁，
申请(专利权)人：陕西高科电力电子有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61