專利名稱：礦熱爐無(wú)功功率混合補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦熱爐無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)，特別是一種礦熱爐無(wú)功功率混合補(bǔ)償系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在實(shí)際電力系統(tǒng)中，礦熱爐的大部分負(fù)載是感性負(fù)載，而三相短網(wǎng)的感抗占整個(gè)礦熱爐感抗的70%以上，可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)礦熱爐中三相短網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償，提高三相短網(wǎng)的功率因數(shù)，在礦熱爐無(wú)功功率補(bǔ)償中尤其重要。目前我國(guó)多在電爐變壓器的低壓側(cè)設(shè)置全額電容補(bǔ)償，如圖1所示，U1、U2和U3分別為礦熱爐的高壓側(cè)、中壓側(cè)和低壓側(cè)，且三相短網(wǎng)2中每相短網(wǎng)均設(shè)置有兩條短網(wǎng)連線， 電爐變壓器1通過(guò)三相短網(wǎng)2以Δ連接方式接入三相電極3，如圖2所示。三相短網(wǎng)2的全額電容補(bǔ)償通過(guò)電容器8實(shí)現(xiàn)，電容器8通過(guò)三相短網(wǎng)2也以Δ連接方式接入三相電極 3。雖然上述措施對(duì)三相短網(wǎng)進(jìn)行了無(wú)功補(bǔ)償，大幅提高短網(wǎng)的功率因數(shù)，但是仍然存在以下問(wèn)題(1)電爐變壓器為三相變壓器時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)三相分補(bǔ)，對(duì)三相短網(wǎng)2的補(bǔ)償不平衡；(2)由于電容器的補(bǔ)償容量與低壓側(cè)電壓的平方成正比，在礦熱爐有載分接調(diào)整二次電壓過(guò)程中如果調(diào)整降低電壓，則電容器的補(bǔ)償容量會(huì)大幅度下降，無(wú)法達(dá)到完全無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?，其中有載分接調(diào)整是指在保證不中斷負(fù)載電流的情況下，實(shí)現(xiàn)電爐變壓器繞組中分接頭之間切換，從而改變繞組的匝數(shù)(即電爐變壓器的電壓比)，以達(dá)到二次調(diào)壓的目的；(3)當(dāng)?shù)V熱爐空載時(shí)，需要及時(shí)將電容器斷開(kāi)，如果未斷開(kāi)電容器，礦熱爐中功率因數(shù)則會(huì)超過(guò)1. 0而向電網(wǎng)倒送無(wú)功功率；(4)電容器在隨機(jī)投入時(shí)可能必須承受極大的沖擊電流，且在隨機(jī)切斷時(shí)電容器中接觸器觸頭可能出現(xiàn)嚴(yán)重的拉弧現(xiàn)象，因此嚴(yán)重影響了電容器的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種礦熱爐無(wú)功功率混合補(bǔ)償系統(tǒng)，可以對(duì)三相短網(wǎng)進(jìn)行相位分補(bǔ)，保證三相短網(wǎng)補(bǔ)償?shù)娜嗥胶猓以诘V熱爐有載分接調(diào)整降低電壓或者空載時(shí)，分別為FC補(bǔ)償裝置提供容性補(bǔ)償或者感性補(bǔ)償。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種礦熱爐無(wú)功功率混合補(bǔ)償系統(tǒng)，包括電爐變壓器、三相短網(wǎng)和三相電極，其中所述電爐變壓器的低壓側(cè)連接所述三相短網(wǎng)前端的各相輸入端，所述三相短網(wǎng)后端的各相輸出端以Δ連接方式接入所述三相電極，且所述三相短網(wǎng)的各相輸出端均設(shè)置有兩條短網(wǎng)連線，其特征在于還包括第一 FC補(bǔ)償裝置、第二 FC補(bǔ)償裝置、第三FC補(bǔ)償裝置和SVG補(bǔ)償裝置，所述第一 FC補(bǔ)償裝置的輸入端連接所述三相短網(wǎng)中第一相輸出端的一條短網(wǎng)連線且輸出端連接另一條短網(wǎng)連線；所述第二 FC補(bǔ)償裝置的輸入端連接所述三相短網(wǎng)中第二相輸出端的一條短網(wǎng)連線且輸出端連接另一條短網(wǎng)連線；所述第三FC補(bǔ)償裝置的輸入端連接所述三相短網(wǎng)中第三相輸出端的一條短網(wǎng)連線且輸出端連接另一條短網(wǎng)連線；所述電爐變壓器的中壓側(cè)雙向連接所述SVG補(bǔ)償裝置，用于中壓補(bǔ)償。所述第一 FC補(bǔ)償裝置、第二 FC補(bǔ)償裝置和第三FC補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)相同，且各FC補(bǔ)償裝置均由第一接觸器、電抗器、雙向SCR、第一接觸器組、保護(hù)器件組、第二接觸器組和單相電容組構(gòu)成，所述FC補(bǔ)償裝置的輸入端依次通過(guò)所述第一接觸器、所述電抗器和所述雙向SCR與所述第一接觸器組連接，且通過(guò)所述保護(hù)器件組與所述第二接觸器組連接，所述第一接觸器組、所述第二接觸器組中各接觸器分別與所述單相電容組中對(duì)應(yīng)的單相電容的一端連接，所述單相電容的另一端為所述FC補(bǔ)償裝置的輸出端，其中所述第一接觸器組、 所述第二接觸器組均由N個(gè)并聯(lián)的接觸器組成且所述單相電容組由N個(gè)并聯(lián)的單相電容組成，且N為正整數(shù)。所述單相電容的電容量總和等于礦熱爐的總無(wú)功功率需求量。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是1、傳統(tǒng)的礦熱爐無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)中設(shè)置在電爐變壓器的低壓側(cè)的三相短網(wǎng)只連接一個(gè)電容器，對(duì)其三相進(jìn)行統(tǒng)一補(bǔ)償，不能實(shí)現(xiàn)三相分補(bǔ)，本實(shí)用新型則在三相短網(wǎng)的三相輸出端分別連接一個(gè)FC補(bǔ)償裝置，由此實(shí)現(xiàn)了三相短網(wǎng)的三相分補(bǔ)，保證了三相短網(wǎng)補(bǔ)償?shù)钠胶猓?、本實(shí)用新型還在電爐變壓器的中壓側(cè)連接SVG補(bǔ)償裝置，以在礦熱爐有載分接調(diào)整降低電壓時(shí)，為補(bǔ)償電容量極大降低的FC補(bǔ)償裝置提供容性補(bǔ)償，在礦熱爐空載時(shí)， SVG補(bǔ)償裝置可以自動(dòng)調(diào)整不產(chǎn)生無(wú)功功率，且為投入的FC補(bǔ)償裝置提供感性補(bǔ)償，使得 FC補(bǔ)償裝置也不會(huì)產(chǎn)生無(wú)功功率，從而保證不會(huì)造成倒送無(wú)功，保證礦熱爐中功率因數(shù)保持在1. 0以下；3、本實(shí)用新型中FC補(bǔ)償裝置設(shè)置有投入開(kāi)關(guān)，該投入開(kāi)關(guān)由第一接觸器、電抗器和雙向SCR構(gòu)成，投入開(kāi)關(guān)由上一次投入的單相電容和此次輸入的正弦電壓選擇投入角， 且根據(jù)該投入角選擇投入合適的單相電容，由此該FC補(bǔ)償裝置在投入單相電容時(shí)不必頻繁地切換，防止了出現(xiàn)極大沖擊電流，從而增加了 FC補(bǔ)償裝置的使用壽命。

圖1是傳統(tǒng)礦熱爐無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳統(tǒng)三相短網(wǎng)、三相電極與電容器的連接示意圖；圖3是本實(shí)用新型的電路方框圖；圖4是本實(shí)用新型中三相短網(wǎng)、三相電極與FC補(bǔ)償裝置的連接示意圖；圖5是本實(shí)用新型中FC補(bǔ)償裝置的電路圖。圖中標(biāo)記1為電爐變壓器，2為三相短網(wǎng)，3為三相電極，4為SVG補(bǔ)償裝置，5為第一 FC補(bǔ)償裝置，6為第二 FC補(bǔ)償裝置，7為第三FC補(bǔ)償裝置，8為電容器，9為短網(wǎng)連線， Ul為高壓側(cè)，U2為中壓側(cè)，U3為低壓側(cè)。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖3所示，該礦熱爐無(wú)功功率補(bǔ)償系統(tǒng)包括電爐變壓器1、三相短網(wǎng)2、三相電極 3,SVG(Statle Var Generator，靜止式無(wú)功發(fā)生器)補(bǔ)償裝置4、第一FC(Fixed Capacitor, 固定電容)補(bǔ)償裝置5、第二 FC補(bǔ)償裝置6和第三FC補(bǔ)償裝置7，其中第一 FC補(bǔ)償裝置5、 第二 FC補(bǔ)償裝置6和第三FC補(bǔ)償裝置7的結(jié)構(gòu)相同。電爐變壓器1的高壓側(cè)Ul為進(jìn)線端，中壓側(cè)U2與SVG補(bǔ)償裝置4雙向連接，用于中壓補(bǔ)償；低壓側(cè)U3連接三相短網(wǎng)2前端的各相輸入端，且三相短網(wǎng)2后端的各相輸出端以Δ連接方式接入三相電極3，第一FC補(bǔ)償裝置5、第二 FC補(bǔ)償裝置6和第三FC補(bǔ)償裝置7分別與三相短網(wǎng)2后端的各相輸出端雙向連接，以Δ連接方式接入三相電極3，用于低壓三相分補(bǔ)。如圖4所示，三相短網(wǎng)2的各相輸出端均設(shè)置有兩條短網(wǎng)連線9，第一 FC補(bǔ)償裝置5的輸入端S、輸出端W分別連接三相短網(wǎng)2中第一相短網(wǎng)輸出端的兩條短網(wǎng)連線9，第二 FC補(bǔ)償裝置6的輸入端S、輸出端W分別連接三相短網(wǎng)2中第二相短網(wǎng)輸出端的兩條短網(wǎng)連線9，且第三FC補(bǔ)償裝置7的輸入端S、輸出端W分別連接三相短網(wǎng)2中第三相短網(wǎng)輸出端的兩條短網(wǎng)連線9。由于本實(shí)用新型中采用三個(gè)FC補(bǔ)償裝置對(duì)三相短網(wǎng)2的各相分別進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了三相短網(wǎng)2的三相分補(bǔ)，使得三相短網(wǎng)2的補(bǔ)償達(dá)到平衡。再者，在礦熱爐有載分接調(diào)整二次電壓過(guò)程中如果降低電壓，則FC補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償容量會(huì)大幅度下降，此時(shí)SVG補(bǔ)償裝置4投入容性無(wú)功進(jìn)行彌補(bǔ)。另外，在礦熱爐空載時(shí)，電爐變壓器1中壓側(cè)的SVG補(bǔ)償裝置 4可以自動(dòng)調(diào)整不產(chǎn)生無(wú)功功率，且在FC補(bǔ)償裝置投入時(shí)，其容性無(wú)功可以由SVG補(bǔ)償裝置 4的感性無(wú)功抵消，從而保證不會(huì)造成倒送無(wú)功，使得礦熱爐中功率因數(shù)保持在1. 0以下。如圖5所示，該FC補(bǔ)償裝置包括第一接觸器Κ0、電抗器L、雙向SCR (Silicon Controlled Rectifier，可控硅整流器)、第一接觸器組K、保護(hù)器件組P、第二接觸器組H和單相電容組C，其中第一接觸器組K由N個(gè)并聯(lián)的接觸器組成K1，K2，……，KN-I，KN ；第二接觸器組H由N個(gè)并聯(lián)的接觸器組成H1，H2，……，HN-1，HN ；單相電容組C由N個(gè)并聯(lián)的單相電容組成C1，C2，……，CN-1，CN，且N為正整數(shù)。該FC補(bǔ)償裝置的輸入端通過(guò)第一接觸器K0、電抗器L、雙向SCR與第一接觸器組K連接，且該FC補(bǔ)償裝置的輸入端還通過(guò)保護(hù)器件組P與第二接觸器組H連接，第一接觸器組K、第二接觸器組H中各接觸器分別與單相電容組C中對(duì)應(yīng)的單相電容的一端連接，單相電容C的另一端為FC補(bǔ)償裝置的輸出端。 在電容補(bǔ)償過(guò)程中，F(xiàn)C補(bǔ)償裝置中的第一接觸器K0、電抗器L和雙向SCR構(gòu)成投入開(kāi)關(guān)，且該投入開(kāi)關(guān)和第一接觸器組K構(gòu)成投入通路，保護(hù)器件組P和第二接觸器組H構(gòu)成旁路通道。投入開(kāi)關(guān)根據(jù)上一次投入的電容量和此次輸入的正弦電壓選擇投入角，通過(guò)第一接觸器組K選擇投入合適數(shù)量的單相電容投入開(kāi)關(guān)增加或者減少投入的單相電容。旁路通路維持此次投入的單相電容，投入通路則選擇下一次投入的單相電容，如此循環(huán)。因此，該FC 補(bǔ)償裝置防止了出現(xiàn)極大沖擊電流，從而增加了 FC補(bǔ)償裝置的使用壽命。[0032]另外，F(xiàn)C補(bǔ)償裝置的單相電容組C中單相電容的電容耐壓值由電爐變壓器的最高電壓決定，且單相電容的電容量總和等于礦熱爐的總無(wú)功功率需求量。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種礦熱爐無(wú)功功率混合補(bǔ)償系統(tǒng)，包括電爐變壓器(1)、三相短網(wǎng)(2)和三相電極 (3)，其中所述電爐變壓器(1)的低壓側(cè)連接所述三相短網(wǎng)(2)前端的各相輸入端，所述三相短網(wǎng)(2)后端的各相輸出端以Δ連接方式接入所述三相電極(3)，且所述三相短網(wǎng)(3)的各相輸出端均設(shè)置有兩條短網(wǎng)連線，其特征在于還包括第一 FC補(bǔ)償裝置(5)、第二 FC補(bǔ)償裝置(6 )、第三FC補(bǔ)償裝置(7 )和SVG補(bǔ)償裝置(4 )，所述第一 FC補(bǔ)償裝置(5 )的輸入端連接所述三相短網(wǎng)(3)中第一相輸出端的一條短網(wǎng)連線且輸出端連接另一條短網(wǎng)連線；所述第二 FC補(bǔ)償裝置(6)的輸入端連接所述三相短網(wǎng)(2)中第二相輸出端的一條短網(wǎng)連線且輸出端連接另一條短網(wǎng)連線；所述第三FC補(bǔ)償裝置(7)的輸入端連接所述三相短網(wǎng)(2)中第三相輸出端的一條短網(wǎng)連線且輸出端連接另一條短網(wǎng)連線；所述電爐變壓器(1)的中壓側(cè)雙向連接所述SVG補(bǔ)償裝置(4)，用于中壓補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦熱爐無(wú)功功率混合補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述第一FC補(bǔ)償裝置、第二 FC補(bǔ)償裝置和第三FC補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)相同，且各FC補(bǔ)償裝置均由第一接觸器 (Κ0)、電抗器(L)、雙向SCR、第一接觸器組(K)、保護(hù)器件組(P)、第二接觸器組(H)和單相電容組(C)構(gòu)成，所述FC補(bǔ)償裝置的輸入端依次通過(guò)所述第一接觸器(Κ0)、所述電抗器(L)和所述雙向SCR與所述第一接觸器組(K)連接，且通過(guò)所述保護(hù)器件組(P)與所述第二接觸器組(H)連接，所述第一接觸器組(K)、所述第二接觸器組(H)中各接觸器分別與所述單相電容組(C)中對(duì)應(yīng)的單相電容的一端連接，所述單相電容(C)的另一端為所述FC補(bǔ)償裝置的輸出端，其中所述第一接觸器組(K)、所述第二接觸器組(H)均由N個(gè)并聯(lián)的接觸器組成且所述單相電容組(C)由N個(gè)并聯(lián)的單相電容組成，且N為正整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦熱爐無(wú)功功率混合補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于所述單相電容的電容量總和等于礦熱爐的總無(wú)功功率需求量。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種礦熱爐無(wú)功功率混合補(bǔ)償系統(tǒng)，屬于礦熱爐無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域。該礦熱爐無(wú)功功率混合補(bǔ)償系統(tǒng)的電爐變壓器的低壓側(cè)連接三相短網(wǎng)的各相輸入端，三相短網(wǎng)的各相輸出端以△連接方式接入所述三相電極，其中三相短網(wǎng)的各相輸出端均設(shè)置有兩條短網(wǎng)連線，三個(gè)FC補(bǔ)償裝置的輸入端、輸出端分別連接三相短網(wǎng)中各相輸出端的兩條短網(wǎng)連線；電爐變壓器的高壓側(cè)與SVG補(bǔ)償裝置雙向連接。通過(guò)本實(shí)用新型，實(shí)現(xiàn)了三相短網(wǎng)的三相分補(bǔ)，保證了三相短網(wǎng)補(bǔ)償?shù)钠胶?，且在礦熱爐有載分接調(diào)整降低電壓或者空載時(shí)，由SVG補(bǔ)償裝置提供容性補(bǔ)償或者感性補(bǔ)償，從而保證無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02J3/26GK202167859SQ20112029049
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者夏昕, 李建中, 楊正中, 鄭武強(qiáng), 郭鋒 申請(qǐng)人:重慶安諧新能源技術(shù)有限公司