矿热炉高低压联合无功补偿控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及矿热炉控制系统，矿热炉高低压联合无功补偿控制装置，其特征是：包括从矿热炉变压器一次高压侧和二次低压侧进行数据采集的一次侧电压互感器、一次侧电流互感器、二次侧电压互感器、二次侧电流互感器，一次侧电压互感器、一次侧电流互感器分别连接Ｐ１电力变送器的输入口，二次侧电压互感器、二次侧电流互感器分别连接Ｐ２电力变送器的输入口，Ｐ１电力变送器和Ｐ２电力变送器通过接口与主控计算机电连接；一可编程控制器ＰＬＣ同时电连接补偿装置Ｃ１、Ｃ２、报警装置ＡＬ１、ＡＬ２和温度变送器Ｔ，一可编程控制器ＰＬＣ通过接口与主控计算机电连接。它提高了功率因数、加大了矿热炉变压器有效输出率、降低了损耗。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及矿热炉控制系统，矿热炉高低压联合无功补偿控制装置。它能实 现矿热炉高低压无功补偿装置的联合运行、三相不相等补偿容量的循环投切和矿热炉运行 状态监测报警，特别适用于容量在16500kVA及以上矿热炉的无功补偿装置。
技术介绍
矿热炉的电气系统主要由高压供电网络、电炉变压器、补偿器、短网、水冷系统、电 极系统、炉膛和控制系统组成，其负载特征介于阻性和感性之间，低电压大电流的短网和水 冷系统的结构以及工作特点，决定矿热炉的自然功率因数很难达到0. 85以上，这样就需要 对供电线路进行无功补偿，以将功率因数提高到国家规定的0. 90或以上，以达到平衡电网 无功的目的。目前供电部门和铁合金企业多选择高压补偿，该补偿方式是把电容器并联到高压 一次侧的三相母线上，单一高压补偿的优点是设备简单、投资少。缺点是由于补偿作用只能 使接入点之前的线路，供电系统电网一侧受益，满足供电系统对该负荷线路功率因数方面 的要求，对冶炼企业来讲，从包括矿热炉变压器绕组、短网、水冷电缆、炉内导电铜管直至铜 瓦、电极的全部二次侧低电压大电流回路的无功功率得不到补偿，不能增加变压器的输出 功率，更不能使矿热炉冶炼产品产量的提高和电耗、矿耗降低，使企业的投资不能产生实质 的经济效益；另外目前的高压补偿多采用固定式补偿方式，补偿装置不能适应炉子生产过 程中负荷变化，会出现过补偿或欠补偿现象。针对矿热炉变压器低压短网侧的大量无功消耗和不平衡性，兼顾有效提高功率因 数而实施低压无功补偿。其优点是低压补偿将补偿点前移至短网，缩短了无功电流路径，就 地补偿短网的大量无功消耗，在有效提高功率因数的同时，降低了变压器和短网的损耗，提 高了变压器的出力，增加冶炼有效输入功率，改善了三相电极的强、弱相状况。但随着矿热 炉容量越来越大，30000kVA以上的矿热炉越来越多，如果只用单一的低压补偿，必然会使二 次电压提高过大，电极电流减小、电弧拉长，电极上抬，造成电极难以下插；另外入炉有效输 入功率增大后，使熔化还原区宽度增大，靠近炉壁，热损失增加，炉况恶化，高温侵蚀损坏炉 衬，使炉膛寿命下降。
技术实现思路
本技术的目的就是设计出一种能够在复杂环境中完成指定任务并保证系统 综合性能最优的矿热炉高低压联合无功补偿控制装置，以达到提高功率因数、加大矿热炉 变压器有效输出率、降低损耗、减小三相不平衡度、增加产量、提高自动化程度和增强人机 交互功能的矿热炉高低压联合无功补偿控制装置及控制方法。为达到上述目的，本技术的技术解决方案是矿热炉高低压联合无功补偿控 制装置，其特征是包括从矿热炉变压器一次高压侧和二次低压侧进行数据采集的一次侧 电压互感器TVl、一次侧电流互感器TAl、二次侧电压互感器TV2、二次侧电流互感器TA2，一3次侧电压互感器TVl、一次侧电流互感器TAl分别连接Pl电力变送器的输入口，二次侧电压 互感器TV2、二次侧电流互感器TA2分别连接P2电力变送器的输入口，Pl电力变送器和P2 电力变送器通过接口与主控计算机电连接，向主控计算机提供矿热炉变压器一次高压侧和 二次低压侧电流、电压数据；一可编程控制器PLC同时电连接补偿装置Cl和补偿装置C2、 报警装置ALl和报警装置AL2和温度变送器T，一可编程控制器PLC同时通过接口与主控计 算机电连接。所述的接口是RS232 或 RS-422 或 RS-485。所述的补偿装置Cl是高压补偿电容，补偿装置C2是低压补偿电容。所述的报警装置ALl是高压报警器，报警装置AL2是低压报警器。本技术的特点与效果有1.采用两块智能电力变送器Pl和P2分别实时采集矿热炉变压器一次侧和二次 短网的电气参数，使信息全面、参数完整，为主控计算机PC实施精确控制提供了硬件保证。2.主控计算机PC功能强大，负责完成数据处理和存储、算法实施、控制输出等任 务，采用高级编程语言实现多线程任务处理，为各个模块系统的并行、协调工作提供了软件 保证。3.采用RS485总线连接各个控制模块，保证了整个控制系统工作时的数据和信息 共享，也为添加新的控制模块提供了方便途径。4.控制系统用主控计算机PC做上位机，可编程控制器PLC做下位机，上位机PC 发出命令给下位机PLC，使PLC进行分散控制，通过上位机对PLC的监控，可用方便的实现工 厂生产过程的自动化监控。5.显示器D提供图形交互界面，输入设备KM提供了操作人员H与控制系统的交 互操作，同时将人纳入闭环控制系统，负责下达控制命令、监视矿热炉的工作状态和处理系 统异常情况。附图说明参照附图对本技术矿热炉高低压联合无功补偿控制装置做进一步详细说明 如下图1是本技术的矿热炉高低压联合无功补偿系统框图；图2为本技术的矿热炉高低压联合无功补偿系统主程序流程图；图3为图2的高压部分投切子程序流程图；图4为图2的低压部分投切子程序流程图。具体实施方式矿热炉高低压联合无功补偿控制装置如图1所示，包括从矿热炉变压器一次高压 侧和二次低压侧进行数据采集的一次侧电压互感器TV1、一次侧电流互感器TA1、二次侧电 压互感器TV2、二次侧电流互感器TA2，一次侧电压互感器TV1、一次侧电流互感器TAl分别 连接Pl电力变送器的输入口，二次侧电压互感器TV2、二次侧电流互感器TA2分别连接P2 电力变送器的输入口，Pl电力变送器和P2电力变送器通过接口与主控计算机电连接，向主 控计算机提供矿热炉变压器一次高压侧和二次低压侧电流、电压数据；可编程控制器PLC4同时电连接补偿装置Cl和C2、报警装置ALl和AL2和温度变送器T，可编程控制器PLC同 时通过接口与主控计算机电连接，主控计算机通过控制可编程控制器PLC完成对补偿装置 的投切、报警信号的接收与发送以及温度保护信号的接收与执行。控制系统除电源系统PS外，还包括主控计算机PC、显示器D、输入设备KM (键盘、 鼠标)。以下结合图1描述各部分的具体功能和连接方式1)主控计算机PC是保证控制系统性能的核心部分，负责实时检测、数值计算、信 息处理、算法实现、过程控制等任务。同时，通过RS232接口，控制两台智能电力变送器Pl 和P2的数据采集，通过可编程控制器PLC操纵控制补偿装置Cl和C2，及实现报警装置ALl 和AL2的信号发送和报警控制。2)显示器D与主控计算机PC相连，是操作人员H和控制系统的交互界面，负责参 数设置、数据显示、补偿装置和电力变送器工作状态显示和投切容量指示等工作。3)输入设备KM与主控计算机PC相连，是操作人员H和控制系统的交互手段，负责 参数输入、画面定位、系统操作和手动投切等工作。4)电压互感器TVl和TV2，分别与电力变送器Pl和P2相连，负责一次侧和二次侧 电压信号的检测，并输出信号给电力变送器Pl和P2。5)电流互感器TAl和TA2，分别与电力变送器Pl和P2相连，负责一次侧和二次侧 电流信号的检测，并输出信号给电力变送器Pl和P2。6)电力变送器Pl和P2，负责电压互感器TVl和TV2、电流互感器TAl和TA2的数 据采集、处理和存储，并将数据通过转换接口 RSl和RS2发送给主控计算机PC。7)转换接口 RSl和RS2，分别负责电力变送器Pl和P2和可编程控制器PLC与主 控计算机PC的本文档来自技高网...

【技术保护点】
矿热炉高低压联合无功补偿控制装置，其特征是：包括从矿热炉变压器一次高压侧和二次低压侧进行数据采集的一次侧电压互感器ＴＶ１、一次侧电流互感器ＴＡ１、二次侧电压互感器ＴＶ２、二次侧电流互感器ＴＡ２，一次侧电压互感器ＴＶ１、一次侧电流互感器ＴＡ１分别连接Ｐ１电力变送器的输入口，二次侧电压互感器ＴＶ２、二次侧电流互感器ＴＡ２分别连接Ｐ２电力变送器的输入口，Ｐ１电力变送器和Ｐ２电力变送器通过接口与主控计算机电连接，向主控计算机提供矿热炉变压器一次高压侧和二次低压侧电流、电压数据；一可编程控制器ＰＬＣ同时电连接补偿装置Ｃ１、补偿装置Ｃ２、报警装置ＡＬ１、报警装置ＡＬ２和温度变送器Ｔ，一可编程控制器ＰＬＣ同时通过接口与主控计算机电连接。

【技术特征摘要】
矿热炉高低压联合无功补偿控制装置，其特征是包括从矿热炉变压器一次高压侧和二次低压侧进行数据采集的一次侧电压互感器TV1、一次侧电流互感器TA1、二次侧电压互感器TV2、二次侧电流互感器TA2，一次侧电压互感器TV1、一次侧电流互感器TA1分别连接P1电力变送器的输入口，二次侧电压互感器TV2、二次侧电流互感器TA2分别连接P2电力变送器的输入口，P1电力变送器和P2电力变送器通过接口与主控计算机电连接，向主控计算机提供矿热炉变压器一次高压侧和二次低压侧电流、电压数据；一可编程控制器PLC同时电连接补偿装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传伟，
申请(专利权)人：张传伟，
类型：实用新型
国别省市：87[]