[发明专利]三相交流矿热炉低压导体在线寿命监测系统

说明书

本发明是三相交流矿热炉低压导体在线寿命监测系统，该监测系统包括以下监测步骤：步骤1）对矿热炉低压侧各个导电截面的全部并联导体电流进行监测得到矢量电流信号；步骤2）将矢量电流信号和导体设计/实测参数输入至控制处理器中；步骤3）控制处理器根据接收到的信号参数通过相应的矢量相关性和空间时序算法，并经过导体材料和结构专家系统检验，判断导体事故及预警、得到寿命趋势和检维护提示周期。本发明能够准确预警导体事故，提示导体维护，准确记录全部并联导体工作和事故过程，大幅度降低导体事故所致的被迫停炉损失，并且应用范围广，还可用于类似的交流大电流负载电路。

技术领域

本发明涉及低压大电流负载寿命监测技术领域，具体涉及一种三相交流矿热炉低压导体在线寿命监测系统。

背景技术

矿热炉电炉变压器（以下简称“炉变”）输出生产所需的低压电流，经由低压短网、软电缆、电极导体送到电极为炉料提供冶炼所需的能量，矿热炉复杂的电气系统回路包含电炉变压器一次（高压）侧、三次（串联调压）中压侧、二次低压侧、低压短网、电极、导电炉料、（生产过程中的）电弧、炉底及炉壁碳砖等构成。

由于电流太大（数十、过百kA）只能采用并联导体（甚至常用水冷结构），而并联导体的续接联接面与电极间的导电接触面都可能因多种原因出现非正常设计范围的电阻增加现象，导致部分并联导体断路、烧损等问题和事故。

导体事故所导致的停产损失远远大于导体恢复本身的直接损失，因此导体寿命监测具有重要的实际意义和价值。

一直以来，由于矿热炉低压并联导体电流较大、导体间结构局促、工作环境温度高、粉尘大、电磁场强度大等诸多因素，从未有任何实用方法解决导体寿命监测问题。矿热炉设计和设备制造也主要是从增加导体截面以降低电流密度、结构设计优化、强化冷却效果、制造质量提升等方面来被动减少导体事故，增加了设备成本。

针对上述问题，本发明提供一种三相交流矿热炉低压导体在线寿命监测系统，来准确、可靠、完整的预警导体、提示导体维护，并记录全部并联导体工作和事故过程。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种三相交流矿热炉低压导体在线寿命监测系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种三相交流矿热炉低压导体在线寿命监测系统，该监测系统包括以下监测步骤：

步骤1）对矿热炉低压侧各个导电截面的全部并联导体电流进行监测得到矢量电流信号；

步骤2）将矢量电流信号和导体设计/实测参数输入至控制处理器中；

步骤3）控制处理器根据接收到的信号参数通过相应的矢量相关性和空间时序算法，并经过导体材料和结构专家系统检验，判断导体事故及预警、得到寿命趋势和检维护提示周期。

进一步的，在所述步骤1）中，首先构建监测系统低压短网：每根电极与两台炉变相首尾连接，炉变二次侧通过多导体并联结构连接至电极，作为低压补偿的接入，使炉变二次侧到电极形成多点汇流，同段间不同导体的电流不同，头尾同一导体不同段的电流也不同。

进一步的，所述多导体并联结构包括若干个电极导体和分支导体，若干个所述电极导体分别与电极相连接并呈圈型均布在电极的外侧面上，所述分支导体的一端连接电极导体，另一端连接相应的炉变。

进一步的，每个所述电极导体分别连接有两个分支导体，该两个分支导体连接至同一个炉变或分别连接至不同的两个炉变上。

进一步的，在所述电极导体之前、电极低压补偿接入点之后，采用罗氏线圈对二次侧导体、水冷电缆、接入电极导体的每根分支导体进行电流检测，对采集到的线圈信号处理得到各电流的大小及相角作为矢量电流信号，将检测好的矢量电流信号通过设备网传输至控制处理器中。