[发明专利]一种改良的矿热炉低压无功补偿专用装置

说明书

(一)技术领域

本发明涉及无功补偿技术领域，具体为一种改良的矿热炉低压无功补偿专用装置。

(二)背景技术

矿热炉供电是由高压专用特种变压器将高压35千伏、10千伏一次性降至110伏-200伏，矿热炉用电使用电流较大。目前，国家规定16500KVA以下容量是用电炉被淘汰的对象，今后发展方向30000KVA、40000KVA的矿热炉，在使用中，功率因素普遍很低，有的只有0.7左右，能耗很大。目前补偿方式都采用高压侧固定补偿，投资小，但固定补偿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，补偿最高只能达到功率因素的0.9-0.92，但达到这个标准，在炉边低压侧功率因素一般都在0.8左右，没有达到提高变压器的有功功率的最佳要求，起不到增产节能的效果。

现在业内找出了最佳补偿方法，采用低压侧补偿，现有一些厂家采用在低压200V端采用接触器投切电容器的方式，但由于矿热炉低压侧电流补偿容量大，目前专用接触器容量小，只有单台在60A左右，采用3个接触头并联使用，接触器动作中，触点接触电阻不可能相等。电流分配不匀，很容易损坏，一般16500KVA矿热炉补偿低压用接触器都在300个到500个，可靠性差、维护量大，使用半年左右就出现批量损坏。

(三)发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种矿热炉低压无功补偿专用装置，其在确保功率因素高的前提下，可靠性高、维护方便，使用寿命较长。

其技术方案是这样的：其包括控制仪，其特征在于：所述控制仪对变压器输入端的信号采集后控制与矿热炉三相的输出端分别相连接的晶闸管。

其进一步特征在于：

所述控制仪包括控制器、触发器，控制器连接控制器电源，触发器连接同步电源、触发电源，矿业炉在变压器高压侧的三相电压和三相电流的信号分别通过电压变送器和电流变送器送至控制器，控制器根据功率因素高低以及谐波情况指挥触发器，所述触发器控制晶闸管中大功率双向可控硅触发，同步电源控制触发器的触发时间；

所述大功率双向可控硅与过电压保护装置并联；

所述晶闸管是由大功率双向可控硅SCR、电流互感器LH、电容器C、电抗器L、快速熔断器RD组成；所述同步电源是由同步变压器组成；所述过电压保护装置是由过电压保护器SPD、电容C1、电阻R1组成。

本发明的上述结构采用晶闸管，而晶闸管的电容器、大功率双向可控硅使用寿命长，维护工作少、响应时间短，晶闸管容量大，晶闸管不并联、也不串联，没有电流分布不均的问题，线路简单、维护方便。

(四)附图说明

图1为矿热炉与本发明使用原理示意图；

图2为同步电源的原理图；

图3为本发明的方框图；

图4为过电压保护装置电原理图；

图5为本发明一相的低压无功补偿的电原理图。

(五)具体实施方式

见图1、图3、本发明包括控制仪2，控制仪2包括控制器、触发器，控制器连接控制器电源，触发器连接同步电源、触发电源，矿业炉3在变压器4高压侧的三相电压和三相电流的信号分别通过电压变送器和电流变送器送至控制器，控制器根据功率因素高低以及谐波情况指挥触发器，触发器控制与矿热炉三相的输出端分别相连接的晶闸管1，晶闸管1中大功率双向可控硅触发，同步电源控制触发器的触发时间；大功率双向可控硅与过压保护装置并联；见图5，晶闸管是由大功率双向可控硅SCR、电流互感器LH、电容器C、电抗器L、快速熔断器RD组成，每相可以并联多个晶闸管1，具体数量根据矿热炉的容量而定(图5中表达有四个晶闸管)；见图2，同步电源是由同步变压器组成；见图4，过电压保护装置是由过电压保护器SPD、电容C1、电阻R1组成。

下面结合附图描述本发明的工作过程：见图1，矿热炉在变压器高压侧取的三相电压和三相电流，分别通过各相的电压、电流变送器变换成0-3毫安左右的信号送至控制器，控制器电源供给控制器一个稳定的电压，使控制器稳定工作，控制器将取样来的信号，根据功率因素高低以及谐波情况指挥触发器应投切的电容数量，并根据谐波情况选择滤波回路，触发器根据控制器提供的信号，对所需投入的电容回路提供双向可控硅的触发电压，使可控硅导通，电容投入运行；同步电源控制触发器的触发时间，确保过零触发(在电源交流正弦波零点时投入电容)，投入时无涌流，电流过零切除，切除不产生高电压；触发电源通过触发变压器提供触发器工作电压；过电压保护通过SPD过电压保护器，在电压过高时起到保护作用。

本发明中的控制器包括放大电路装置、滤波装置、AD转换装置、CPU，取样信号通过放大、滤波、AD转换后经CPU处理控制输出，其结构、原理均属通用技术。