[实用新型]一种改善电弧炉工作电网质量的电气装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电气控制技术领域，主要涉及铸造行业中一种消除电弧炉工作时对电网质量影响及对控制设备工作环境破坏的电气装置。

背景技术

20世纪七、八十年代，由于电弧炉采用了炉壁和炉盖水冷、吹氧、喷碳、泡沫除渣、偏心出炉工艺等一系列新技术，在铸造冶炼行业取得了明显的技术优势，于同类冶炼设备相比拥有较强的竞争力。三相交流电弧炉是最常见的直接加热电弧炉，其工作原理为：几万伏特的高压电源经扼流电抗器进入电弧炉特种变压器之后，通过调节特种变压器档位，使电弧炉单相电压降至140V至260V之间，线电压为380V左右；然后由特种变压器二次端直接将电压送到电弧炉炉体的三相人工碳质电极上，有控制设备使三根电极在炉体中根据生产工艺需要实现上升或下落动作，则电极在合适的位置拉出电弧将电能转化为热能使炉体内的冶炼原料融化；原料达到工艺要求的温度条件之后再施以调碳、吹氧等工艺操作，待一切技术参数达标之后转入下一步的工艺处理，至此电弧炉部分工艺完成。

然而电弧炉在正常工作时会产生高次谐波、电压闪变、电压波动等不利影响因素，对电网造成严重的冲击和干扰；这些因素都严重的影响了低压部分控制设备的安全，直接影响其工作寿命；同时由于控制电弧炉动作的核心控制器采集的现场数字信号和模拟信号都是弱电信号，极易受到电弧炉生产过程中冲击电压产生的强电磁信号的干扰，从而可能产生误动作，轻则影响电弧炉的冶炼质量，重则可能造成钢水的报废甚至炉体的损坏或人身的伤亡，给企业和个人带来极大的损失和伤害。

对控制设备的主要干扰信号分析为：

1.电压闪烁和波动：交流电弧炉是供电电网的很大的负载，交流电弧炉在运行中经常产生突然的强烈的电压冲击，导致电网电压的快速波动，频率为0.1～30Hz；这种干扰会造成电网电压的极不稳定，可能造成弧压、弧流信号采集装置的损毁，甚至造成核心控制模块的烧毁，造成整炉钢水的报废，造成巨大的经济损失。

2.高次谐波：交流电弧炉在炼钢过程中其电流会产生非正弦畸变和各次谐波，对电网造成干扰；这种干扰的直接后果是造成控制设备采集的弧压、弧流信号的失真或数字信号的虚假输入，造成核心控制设备的误动作，电极折断、设备烧毁等恶劣后果。

现有的解决方案是：采用有源滤波装置“国外称配电用静止补偿器DSTATCOM”，这种方案的优点是：响应时间快，可减小补偿容量；体积小，重量轻，消耗材料少，运行损耗小；滤波效果好，不受电网频率影响，控制性能强，能实现控制电压波动、闪变，具体稳定电压的作用；同时也能有效地滤除高次谐波，补偿功率因数；然而这种方法的明显缺点是：半导体元件制造在技术上及控制理论上还需要进一步完善，价格昂贵初期投资成本高，设备维护必须对工作人员进行专门的技术培训。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型的目的是提出一种改善电弧炉工作电网质量的电气装置，在异常的工作状态时可以迅速高效的切断信号采集回路，保护后续的信号采集设备，避免重大的设备损坏和生产受到损失；设备一次性投资大大减少，保护可靠，维护简单、故障后复原保护快捷，提高了生产效率，改善了生产环境。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种改善电弧炉工作电网质量的电气装置，包括弧流信号采集部分、弧压信号采集部分、信号变送器；所述的弧流信号采集部分由高压弧流互感器并联浪涌吸收阻尼电阻，浪涌吸收阻尼电阻吸收弧流回路中异常的电流波动，弧流信号经串联电流表之后进入串联电流型信号变送器，由这种设置保护电流型信号变送器；所述的弧压信号采集部分，直接在弧压采集回路前段设置阻容吸收装置即串联的电阻和电容，然后串入电压表、熔断器后经阻尼电阻进入隔离变压器；阻尼电阻会吸收部分的浪涌信号消除电弧炉冶炼过程中产生的高次谐波，使采集的电压信号更接近与于现场实际弧压信号；在隔离变压器的一次侧的输入电压之间并联高额定值的压敏电阻，回路中串入保险端子，起到保护隔离变压器和电压型信号变送器的功能；隔离变压器的二次侧也在输出的电压之间并联了低额定值高灵敏度的压敏电阻，回路中串入带熔断保护的端子，实现保护电压型信号变送器和核心控制模块的模拟信号采集部分E的功能；所述的信号变送器为电流型信号变送器、电压型信号变送器，弧流信号采集部分、弧压信号采集部分的信号被采集入信号变送器。

所述改善电弧炉工作电网质量的电气装置，隔离变压器的变比为1∶1。

由于使用了上述技术方案，本实用新型具有如下优越性：