直流电弧炉用硅整流装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种直流电弧炉用硅整流装置，包括主回路和控制回路；主回路电源经高压隔离开关供电，高压隔离开关的下端通过高压断路器连接有谐波净化装置和高通滤波器，电源隔离开关下端还连接有避雷器和两组整流装置，谐波净化装置、高通滤波器、整流装置和避雷器并联；所述谐波净化装置由5次、7次、11次、13次谐波吸收装置并联而成；谐波吸收装置与高通滤波器并联；高压隔离开关下端通过两组分路的隔离开关分别串联高压断路器，分别向电弧炉的整流变压器供电；该装置采用超大晶闸管组成整流模块，该整流模块不但可以节约设备投入资金，简化了结构，缩小了体积，改造后的电弧炉提高了均流系数和整流效率，提高了装置的可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种冶金工业用电弧炉的电气控制元件，具体是一种整流用晶闸管的使用。
技术介绍
电弧炉被广泛应用于炼钢工艺，利用电极和炉料间产生的电弧来发热，从而熔炼钢铁或者合金。工业上应用的电弧炉可分为三类第一类是直接加热式，电弧发生在专用电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料直接受到电弧热。其主要用于炼钢，也用于熔炼铁、铜、耐火材料、精炼钢液等。第二类是间接加热式，电弧发生在两根专用电极棒之间，炉料受到电弧的辐射热，用于熔炼铜、铜合金等。此种炉子噪声大，熔炼质量差，已逐渐被其它炉类所取代。第三类称为矿热炉，是以高电阻率的矿石为原料，在工作过程中电极的下部一般埋在炉料里面。其加热原理是既利用电流通过炉料时，炉料电阻产生的热量，同时也利用了电极和炉料间的电弧产生的热量，因此又称为电弧电阻炉。目前市场上存在的电弧炉有交流电弧炉和直流电弧炉，直流电弧炉相对于交流电弧炉的电弧稳定且集中，熔池搅拌良好，炉内温度分布均匀，炉衬侵蚀量少；电流和电压波动小、对电网的冲击减少，电缆寿命随之延长；电极损耗少，吨钢电极消耗比交流电弧炉少50%，直流电弧炉总体性能优于交流电弧炉，因此，使用直流电弧炉是很多厂家的选择。由于生产生活用电使用的都是交流电，因此直流电弧炉必须用晶闸管搭建整流电路，将交流电进行整流，输出用户需要的直流电。变压器二次出线的直流电弧炉的核心部件在于产生大功率的直流电源，整流装置随着容量不断增大，整流柜局部过热，整流装置相与相之间以及元件之间电流不平衡等，导致整流机组效率下降和功率因数降低。因此必须在整流装置中发展大功率、高电压，强电流的电化学用整流装置。随着可控硅技术的发展和应用，对直流电弧炉的整流设备的研究前景广阔。整流器就是把单相或三相正弦交流电通过整流元件变成平稳的可调的单方向的直流电流。其实现主要是依靠整流管、晶闸管等元件通过整流来实现。除此之外整流器件还有很多，如可关断晶闸管GT0、逆导晶闸管、双向晶闸管、整流模块、功率模块IGBT、SIT、MOSFET等，这里只探讨晶闸管。晶闸管具有单相导通性，晶闸管加上正向阳极电压后，门极加上适当正向门极电压，使晶闸管导通过程称为触发。晶闸管一旦触发导通后，门极就对它失去控制作用，通常在门极上只要加上一个正向脉冲电压即可，称为触发电压。利用晶闸管的这种特性，将晶闸管按一定关系组合，使交流电单相通过晶闸管电路，从而实现整流。KHS型电弧炉整流电路主电路采用双反星型或三相全控桥同相逆并联技术。用户可根据实际使用需要，选择相应的连接形式。电弧炉原使用整流器件为KP-200A晶闸管，由于使用时间长，元器件老化，故障率高，整流效果不能满足要求。且该晶闸管最大电流200A控制极电压范围200——2000V，容量有限，不适宜大容量整流柜。因此，提出对KHS型电弧炉整流用晶闸管进行重新设计，对适应生产需要是有着现实意义的。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本技术的目的在于，提供一种直流电弧炉用硅整流装置，该装置采用美国GE公司生产线生产的硅片直径Φ77πιπι和ΦΙΟΟπιπι的超大晶闸管组成整流模块，该整流模块不但可以节约设备投入资金，而且简化了整流装置的结构，缩小了体积，更为重要的是，改造后的电弧炉提高了均流系数和整流效率，提高了装置的可靠性。为了达到上述目的，本技术采用如下技术解决方案一种直流电弧炉用硅整流装置，该装置包括主回路和控制回路；所述主回路包括电源，电源经高压隔离开关QS供电，高压隔离开关QS的下端通过高压断路器DK3连接有谐波净化装置和高通滤波器，电源隔离开关QS下端还连接有避雷器和两组整流装置，谐波净化装置、高通滤波器、整流装置和避雷器并联；所述谐波净化装置由5次、7次、11次、13次谐波吸收装置并联而成；5次、7次、11次、13次谐波吸收装置与所述高通滤波器并联；高压隔离开关QS下端通过两组分路的隔离开关Kp K2分别串联高压断路器DKpDK2,分别向电弧炉的整流变压器供电；高压断路器DKp DK2分别连接一个整流变压器，两个整流变压器均具有一个一次绕组，两个二次绕组；其中一个整流变压器的一个二次绕组由整流器Tl变换成输出的直流电源连接电弧炉的正极，另一个二次绕组接整流器Τ2变换成输入的直流电源连接电弧炉的负极，从而构成闭合回路；另一个整流变压器采用同样的连接方式接整流器Τ3、Τ4，然后分别连接电弧炉的正负极也构成闭合回路；整流器Tl、12、13、14组成四组整流桥，四组整流桥两两安装在整流柜八、整流柜B内；整流器Tl下端安装直流互感器TAl，整流器Τ3下端安装直流互感器ΤΑ2，电流信号UfpUf2作为控制电路中的 电流反馈信号；直流互感器ΤΑ1、ΤΑ2分别串接电阻，直流互感器TAl串接电抗器Ldl、直流互感器ΤΑ2串接电抗器Ld2 ；电抗器Ldl和电抗器Ld2的下端并联后连接电弧炉的正极，电弧炉的负极分别经整流器T2、T4将电流送至两个整流变压器。本技术还包括如下其他技术特征所述电源为三相供电电源。所述5次、7次、11次、13次谐波吸收装置均采用电感、电阻、电容串联后接地。所述高通滤波器由电感与电阻和电容的并联电路相串联后接地。所述整流器Tl、T2之间安装电压表V2,整流器T3、T4之间安装电压表Vp所述电弧炉正负极之间安装有BH断路、轻载保护。所述整流柜A、B中还配备有直流参数综合测量仪。所述的控制回路包括电位器W、选择开关K1、给定积分器、报警继电器J1、两路控制通路；其中，电位器W通过选择开关Kl接入给定积分器，给定积分器的两个输出端连接两路控制通路；每路所述的控制通路包括比较器、电流调节器、电流反馈模块、数字触发器、模拟触发器、脉冲列调制、两个选择开关、脉冲功放、脉冲故障显示、脉冲末级、过流保护电路和电流截止模块，其中，给定积分器通过比较器接入电流调节器，电流调节器的输出端通过第一个选择开关连接数字触发器和模拟触发器，数字触发器和模拟触发器的输出端均通过第二个选择开关接入脉冲功放，脉冲功放的输出端接入脉冲末级后进入整流柜；脉冲列调制的输出端接入脉冲功放；脉冲故障显示的输出端接入脉冲末级；电流反馈的一路输出进入比较器，另一路输出接入数字式模拟信号调节器，电流反馈的输入端连接主回路中的一个直流互感器；过流保护电路的输入端连接主回路中的一个直流互感器，过流保护电路的一个输出端通过电流截止模块连接数字触发器和模拟触发器，第二个输出端连接报警继电器J1，第二个输出端通过电压器接地。所述整流器Tl、T2、T3、T4均采用美国GE公司生产线生产的硅片直径Φ77πιπι和Φ IOOmm的晶闸管。附图说明图1是本技术的主回路的结构示意图。图2是本技术的控制回路的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术的直流电弧炉用硅整流装置，包括主回路和控制回路。所述主回路包括三相供电电源(10KV，50Hz)，三相供电电源经高压隔离开关QS供电；由于电弧炉主要表现出感性特性，产生很大的无功功率，对`电源影响很大，严重时使电源发生畸变，品质变坏，因此高压隔离开关QS的下端通过高压断路器DK3连接有谐波净化装置和高通滤波器，电源隔离开关QS下端还连接有避雷器和两组整流装置，谐波净化装置、高通滤波器、整流装置和避雷器并联；所述谐波净化装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电弧炉用硅整流装置，其特征在于，该装置包括主回路和控制回路；所述主回路包括电源，电源经高压隔离开关QS供电，高压隔离开关QS的下端通过高压断路器DK3连接有谐波净化装置和高通滤波器，电源隔离开关QS下端还连接有避雷器和两组整流装置，谐波净化装置、高通滤波器、整流装置和避雷器并联；所述谐波净化装置由5次、7次、11次、13次谐波吸收装置并联而成；5次、7次、11次、13次谐波吸收装置与所述高通滤波器并联；高压隔离开关QS下端通过两组分路的隔离开关K1、K2分别串联高压断路器DK1、DK2，分别向电弧炉的整流变压器供电；高压断路器DK1、DK2分别连接一个整流变压器，两个整流变压器均具有一个一次绕组，两个二次绕组；其中一个整流变压器的一个二次绕组由整流器T1变换成输出的直流电源连接电弧炉的正极，另一个二次绕组接整流器T2变换成输入的直流电源连接电弧炉的负极，从而构成闭合回路；另一个整流变压器采用同样的连接方式接整流器T3、T4，然后分别连接电弧炉的正负极也构成闭合回路；整流器T1、T2、T3、T4组成四组整流桥，四组整流桥两两安装在整流柜A、整流柜B内；整流器T1下端安装直流互感器TA1，整流器T3下端安装直流互感器TA2，电流信号uf1、uf2作为控制电路中的电流反馈信号；直流互感器TA1、TA2分别串接电阻，直流互感器TA1串接电抗器Ld1、直流互感器TA2串接电抗器Ld2；电抗器Ld1和电抗器Ld2的下端并联后连接电弧炉的正极，电弧炉的负极分别经整流器T2、T4将电流送至两个整流变压器。...

【技术特征摘要】
1.一种直流电弧炉用硅整流装置，其特征在于，该装置包括主回路和控制回路；所述主回路包括电源，电源经高压隔离开关QS供电，高压隔离开关QS的下端通过高压断路器DK3连接有谐波净化装置和高通滤波器，电源隔离开关QS下端还连接有避雷器和两组整流装置，谐波净化装置、高通滤波器、整流装置和避雷器并联； 所述谐波净化装置由5次、7次、11次、13次谐波吸收装置并联而成；5次、7次、11次、13次谐波吸收装置与所述高通滤波器并联； 高压隔离开关QS下端通过两组分路的隔离开关KpK2分别串联高压断路器DKpDK2,分别向电弧炉的整流变压器供电；高压断路器DKpDK2分别连接一个整流变压器，两个整流变压器均具有一个一次绕组，两个二次绕组；其中一个整流变压器的一个二次绕组由整流器Tl变换成输出的直流电源连接电弧炉的正极，另一个二次绕组接整流器T2变换成输入的直流电源连接电弧炉的负极，从而构成闭合回路；另一个整流变压器采用同样的连接方式接整流器T3、T4，然后分别连接电弧炉的正负极也构成闭合回路； 整流器Tl、T2、T3、T4组成四组整流桥，四组整流桥两两安装在整流柜A、整流柜B内； 整流器Tl下端安装直流互感器TAl，整流器T3下端安装直流互感器TA2，电流信号Uf1、Uf2作为控制电路中的电流反馈信号；直流互感器TAl、TA2分别串接电阻，直流互感器TAl串接电抗器Ldl、直流互感器TA2串接电抗器Ld2 ;电抗器Ldl和电抗器Ld2的下端并联后连接电弧炉的正极，电弧炉的负极分别经整流器T2、T4将电流送至两个整流变压器。2.如权利要求1所述的直流电弧炉用硅整流装置，其特征在于，所述电源为三相供电电源。3.如权利要求1所述的直流电弧炉用硅整流装置，其特征在于，所述5次、7次、11次、13次谐波吸收装置均采用电感、电阻、电容串联后接地。4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆地，王胜，许岩，何育民，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：实用新型
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