[发明专利]矿热炉二次无功补偿控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶炼用矿热炉的无功补偿领域，实现矿热炉二次无功补偿装置的三相不等量 循环投切和矿热炉运行状态监测，是一种矿热炉二次无功补偿控制系统及控制方法。

背景技术

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，其投资小，但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，同时也起不到节能增产的效果，控制方法均为手动控制。而比较理想的是在矿热炉 二次侧进行无功补偿，二次无功补偿可以使大量的无功电流直接经专用低压电容器和电弧形 成的回路流过，而不再经过补偿点前的短网、变压器及供电网路，在提高功率因数的同时， 还可提高变压器出力，降低损耗。目前矿热炉二次无功补偿控制系统多为用功率因数控制器 或PLC控制，采集数据量少，控制精度不高，控制方式单一，且时有过补偿或欠补偿现象出 现，达不到最佳的补偿效果。

发明内容

本发明的目的就是提供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 矿热炉二次无功补偿控制系统及控制方法，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目 的。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：设计一种矿热炉二次无功补偿控制系统， 其特征是：包括主控计算机、显示器、输入设备、两块转换接口、两台智能电力变送器、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、可编程控制 器、温度变送器、补偿装置、报警装置和传输标准接口和电源系统；其中，

主控计算机电连接有显示器和输入设备，主控计算机通过两块转换接口与传输标准接口 电连接，通过传输标准接口分别连接智能电力变送器和可编程控制器；

两台智能电力变送器的一台的一个端口通过传输标准接口电连接，另外端口分别电连接 一次侧电压互感器和一次侧电流互感器；两台智能电力变送器的另一台的一个端口通过传输 标准接口电连接，另外端口分别电连接二次侧电压互感器和二次侧电流互感器；

可编程控制器PLC连接分别连接补偿装置C、报警装置AL和温度变送器T，负责控制补偿 装置C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；

一次侧电压互感器和一次侧电流互感器及二次侧电压互感器和二次侧电流互感器、电压 互感器和电流互感器分别与电力变送器相连，用于向主控计算机提供矿热炉变压器一次和二 次低压侧数据，并由主控计算机对此数据进行处理、分析、判断、存储并重新构成控制命令 来控制相应补偿装置。

所述的主控计算机对此数据进行处理、分析、判断、存储并重新构成控制命令来控制相 应补偿包括如下步骤：

1)用户运行主程序后，系统首先调用初始化子程序(S101)。

2)然后判断矿热炉变压器一次侧电压是否正常(S102)。

3)如果矿热炉变压器一次侧电压正常，则判断矿热炉变压器一次侧电流是否正常( S103)；否则切除电容并报警(S106)。

4)上述判断结果(S103)，如果矿热炉变压器一次侧电流正常，则判断矿热炉变压器二 次侧电压是否正常(S104)；否则切除电容并报警(S106)。

5)上述判断结果(S104)，如果矿热炉变压器二次侧电压正常，则判断矿热炉变压器二 次侧短网和电容器温度是否正常(S105)；否则切除电容并报警(S106)。

6)上述判断结果(S105)，如果矿热炉变压器二次侧短网和电容器温度正常，则判断是 否自动运行(S108)；否则切除电容并报警(S106)。

7)接着到切除电容并报警(S106)，判断报警是否恢复正常(S107)。

8)上述判断结果(S107)，如果系统报警未复位，则恢复为上述步骤(S102)；如果系 统报警复位，则继续执行(S108)。

9)上述判断结果(S108)，如果系统进行自动控制，调用投切子程序(S109)，否则结 束。