[发明专利]三相平衡单双极电渣炉

说明书

技术领域

 本发明涉及的一种用于炼钢企业冶炼金属及其合金的三相平衡单双极电渣炉。

背景技术

 目前，炼钢企业所用的电渣炉，基本都是单相电渣炉，主要包括两种类型：单极和双极。在电渣炉重熔过程中，随着熔化的进行，电极不断缩短而钢锭逐渐上涨，导致了电极电阻与钢锭阻值处于变化状态，从而导致了电压、电流波动的问题。

 同时，企业使用单相电渣炉炼钢时，基本都是选取电网A、B、C三相中的两相经过变压器连接到电渣炉，这样造成了流入电网中的电流有一相为零，可能导致了三相不平衡。为了解决不平衡的问题，部分企业利用三个单相电渣炉分别接入电网每一相，避免严重的三相不平衡问题，如此以来，成本相对较高，也不符合节能减排的要求。

发明内容

本发明提供的是一种三相平衡单双极电渣炉，其目的是将普通的电渣炉和纠偏装置作为一体，解决三相不平衡的问题，提高了负载的功率因数，降低企业的生产成本，实现节能减排的目的。

本发明的技术解决方案：其结构是包括纠偏装置、普通电渣炉、短网阻抗、电极、锅炉、三相电源、变压器、LCL滤波电路，其中纠偏装置通过三相进线与电网三相电源相连，电网三相电源中的二相通过变压器与普通电渣炉相连，纠偏装置中的IGBT变流模块的输出端通过LCL滤波电路与三相进线相连，变压器的次级线圈中的a端经过A短网阻抗与锅炉内的A电极的上端相接，锅炉的底部经过B短网阻抗与变压器的次级线圈中的b端相接。

本发明的有益效果：与现有技术相比，解决了单相电渣炉对电网造成的三相不平衡问题，提高了负载的功率因数，减小了电网不平衡问题带来的一系列影响，节约了炼钢企业的投资成本，同时达到节能减排的目的，提高了电能的利用率，减少了对电网的污染。

附图说明

图1是单极电渣炉的拓扑结构示意图。

图2是双极电渣炉的拓扑结构示意图。

 图中的1是纠偏装置、2是普通电渣炉、3是A短网阻抗、4是A电极、5是锅炉、6是三相电源、7是变压器、8是LCL滤波电路、9是IGBT变流模块、10是B电极、11-B是B短网阻抗、12-C是C短网阻抗。

具体实施方式

对照附图1，1、三相平衡单双极电渣炉，其特征是包括纠偏装置1、普通电渣炉2、短网阻抗、电极4、锅炉5、三相电源6、变压器7、LCL滤波电路8，其中纠偏装置1通过三相进线与电网三相电源6相连，电网三相电源6中的二相通过变压器7与普通电渣炉2相连，纠偏装置1中的IGBT变流模块9的输出端通过LCL滤波电路8与三相进线相连，变压器7的次级线圈中的a端经过A短网阻抗3-A与锅炉5内的A电极4的上端相接，锅炉5的底部经过B短网阻抗10-B与变压器7的次级线圈中的b端相接。

所述的纠偏装置，其结构是由LCL滤波电路8、IGBT变流模块9组成，IGBT变流模块9采用三相半桥拓扑结构。

对照图2，三相平衡单双极电渣炉，其结构是包括纠偏装置1、普通电渣炉2、短网阻抗、电极4、锅炉5、三相电源6、变压器7、LCL滤波电路8，其中纠偏装置1通过三相进线与电网三相电源6相连，电网三相电源6中的二相通过变压器7与普通电渣炉2相连，纠偏装置1中的IGBT变流模块9的输出端通过LCL滤波电路8与三相进线相连，变压器7的次级线圈中的a端经过A短网阻抗3-A与锅炉5内的A电极4的上端相接，变压器7的次级线圈中的b端经过B短网阻抗11-B与锅炉5内的B电极10的上端相接，锅炉5的底部经过C短网阻抗12-C与变压器7的次级线圈中的0端相接。

工作时，当普通电渣炉2单独工作时，相当于电网的A、B两相给普通电渣炉2供电，在电网的A、B两相产生大小相等、方向相反的电流；使用开关器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT，IGBT变流模块9通过LCL滤波电路8与电网相连，通过控制IGBT变流模块9各个桥臂上的绝缘栅双极型晶体管IGBT的通断，达到控制纠偏装置输出的三相电流；

当锅炉工作后，纠偏装置实时检测炉体负载的进线电流，通过不平衡算法（dq算法）的分析，实时的计算出三相平衡的电流，此三相平衡的电流与普通电渣炉2在单独工作时具有相同的有功分量；三相平衡的目标电流与普通电渣炉2自身产生的电流相减后，作为纠偏装置的指令电流，纠偏装置跟踪指令电流，利用PWM调制方法产生PWM波，该PWM波控制开关器件的通断来控制流入电网中的纠偏装置的三相电流，经过LCL滤波电路8后接入电网。此时，电网电流为纠偏装置电流与电渣炉自身的电流叠加，实现电渣炉的三相平衡功能。

本发明的三相平衡单双极电渣炉能够适用于大部分的炼钢企业，对电网的电能质量要求比较高的地区，该新型电渣炉优势比较明显，解决了常见的单相电渣炉带来的三相不平衡问题，提高了电渣炉的功率因数，而且对电网的几乎没有污染，保证了电能的质量。