[发明专利]冶炼电炉电气参数在线测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及冶炼电炉技术领域，尤其是冶炼电炉电气参数在线测量系统。

背景技术

通常冶金行业中采用的冶炼电炉都是大型耗能装置，有的炼钢电弧炉容量高达5000kVA，交变电流达2000A以上。强大的交流电流，严重的电磁干扰，复杂的二次布线网络，以及恶劣的高温环境，给电炉电气参数的准确测量带来极大的困难，使之成为电力工业一直在攻克的重大难题。本课题主要是针对冶炼电炉电气参数测量问题所展开，研究的切入点包括：大电流测量方案的设计、电气参数测量方案的确定。

目前，国内对冶炼电炉二次侧大电流的测量，除了采用大型电流互感器外，通常采用变压器带三次绕组和将一次侧高压互感器抽头的办法，这几种方法虽能有效地实现大电流的测量，但仍存在以下不足：

(1)大型电流互感器

电流互感器变比大所导致的结果：首先能耗大，每台大型的互感器相当于一个大的耗能电炉，长期安装在电路中要耗掉大量的电能；其次成本高，由于直流互感器采用大量的铜线绕成，从而使制造成本较高；最后体积大，重量大，安装麻烦且测量精度低。

(2)变压器带三次绕组法

此方法虽然能较准确的测控母线上的电流值，但付出的代价却相当大：比如25000kVA的电炉变压器，增加三次绕组后，体积约增大1/3，不仅增加铁心、铜线重量和占地空间，仅变压器用油就比无三次绕组时增加十几吨，增加的电量损耗大于5％，造价也相应高出几十万元。

(3)变压器一次侧装互感器并抽头法

此方法的理论基础，建立在变压器功率恒定且二次电压不变的假设之上。而炼钢过程中炉况的不断变化导致变压器功率变化，从而二次电流急剧增高，烧毁变压器。大型变压器本身是一个大的电抗器，二次电流需要一定的延时，才能反映一次电流的变化，故该方法不能及时准确地反映变压器二次电流的实际动态状况，采用分流技术对冶炼电炉短网电流进行测量。经分流后的电流将大大减小，测量端只通过小型互感器即可，这样不仅可以减小能耗，降低成本，而且结构紧凑。

冶炼电炉的安全、可靠、准确和经济运行必须依靠安装在生产现场上的监测电压、电流、功率、电能、功率因数、频率、相位等电气参数的仪器仪表来保证。随着微处理技术、数字化测量技术和通讯技术的飞速发展，对交流电气参数测试系统智能化、自动化和网络化的要求也越来越高。在国外，研制生产的电气参数现场综合测试仪已基本解决了一系列现场电量参数的检测问题，并能接近在实验室检测的水平。如：德国EMH公司推出的PTS1.1、PTS1.3型多功能电能表现场检测装置，澳大利亚红相电力设备公司生产的679型0.1级现场测试仪，这些产品可测量各种电能参数、自动量程切换、采用全数字处理，抗干扰能力强。上述这两种现场测试仪器虽然准确性高，但功能单一，价格昂贵。在国内，电气参数现场测试仪的研制生产受到我国电力工业飞速发展的影响，制造水平不断提高，如以深圳科陆公司为代表的CL302系列三相电测量仪表检测装置、南京丹迪克公司的DK系列三相电测量仪表检测装置，这些产品从单一的电能计量现场测试发展到多功能可检测电压、电流、功率、频率、相位等多种功能的现场测试仪器。但这些产品一方面存在体积大、重量重、操作繁琐、成本价格也较高。另一方面在产品的稳定性、可靠性还需进一步改进完善提高。

因此，对于上述问题有必要提出冶炼电炉电气参数在线测量系统。

发明内容

本发明目的是克服了现有技术中的不足，提供了冶炼电炉电气参数在线测量系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

冶炼电炉电气参数在线测量系统，包括计算机监控系统、CAN总线和三组电气参数测量电路板，三组电气参数测量电路板均通过CAN总线连接计算机监控系统，所述电气参数测量电路板包括MCU、交流信号转换模块、交流信号采集处理模块、温度控制模块和看门狗，所述交流信号转换模块通过交流信号采集处理模块连接MCU，所述温度控制模块和看门狗均连接MCU。

优选地，所述交流信号转换模块包括电流互感器、电压互感器和抗混叠滤波器，所述电流互感器、电压互感器均连接抗混叠滤波器。

优选地，所述MCU连接CAN总线驱动器，所述CAN总线驱动器通过CAN总线连接CAN总线驱动器，所述CAN总线驱动器通过MAX232连接上位机。

优选地，所述MCU还连接有系统数据通信模块和电源检测电路。

优选地，所述MUC采用AT89S52单片机。