新型短網側低壓動態無功補償裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種新型短網側低壓動態無功補償裝置。解決了現有冶金行業的供電系統中設備自然功率因數較低導致爐變效率低下、無功消耗過大和三相不平衡比較嚴重的缺陷，包括高壓供電網絡系統、與高壓供電網絡系統串聯的短網系統、與短網系統串聯的冶金設備，冶金設備并聯有低壓動態補償裝置，短網系統與冶金設備共同并聯有爐變系統，爐變系統的高壓側接高壓供電網絡系統。冶金設備與低壓動態補償裝置相串聯，大量無功電流直接經低壓電容器和冶金設備形成的回路流過，不在經過短網系統、爐變系統及高壓供電網絡系統，在提高功率因數的同時，可提高爐變的有功輸出率，降低爐變、短網的無功消耗。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及低壓無功補償領域，尤其是一種提高冶金行業供電系統功率因素的新型短網側低壓動態無功補償裝置。
技術介紹
冶金行業是指對金屬礦物的勘探、開采、精選、冶煉、以及軋制成材的行業，包括黑色冶金工業和有色冶金工業兩大類，是重要的原材料工業部門，為國民經濟各部門提供金屬材料，也是經濟發展的物質基礎。然而其電能消耗卻非常大，占企業生產成本的70%左右，因此降低電能消耗、改善冶煉電爐的綜合效能對冶金企業至關重要。冶金行業供電系統主要由高壓供電網絡、電站變、爐變、短網系統組成，而短網系統為低壓大電流系統，其最大電流可達數十萬安培，不得不采用水冷裝置對供電系統進行強制冷卻，設備自然功率因數僅為O. 7-0. 8，低功率因數導致爐變效率低下、無功消耗過大、三相不平衡嚴重，進而導致冶 煉效率低壓、電費劇增、低效高耗。冶煉設備工作時供電系統有快速、瞬變的無功和聞次諧波，引起冶煉系統電壓、電流波形畸變，增加線損和爐變損耗，降低電能質量。電能質量問題主要有冶煉系統所需無功功率較大，供電系統產生諧波、電壓閃變、沖擊和涌流現象，低壓短網側三相空間結構不對稱導致三相不平衡、增加損耗，功率因數低、電壓跌落現象嚴重。現有的電爐二次補償裝置投切開關主要采用真空接觸器或復合開關，其具有投切涌流大、機械壽命短、抗粉塵能力差等缺點。在冶金行業中采用高壓側補償的方式易出現低壓側過補償、無功倒送等問題，不能及時的補償短網側的無功。
技術實現思路
本技術解決了現有冶金行業的供電系統中設備自然功率因數較低導致爐變效率低下、無功消耗過大和三相不平衡比較嚴重的缺陷，提供一種新型短網側低壓動態無功補償裝置，提高設備自然功率因數，提高爐變效率，降低無功消耗，同時也使三相不平衡趨于穩定。本技術還解決了現有技術中引起冶煉系統電壓、電流波形畸變，增加線損和爐變損耗并降低電能質量的缺陷，提供一種新型短網側低壓動態無功補償裝置，防止冶煉系統電壓、電流波形畸變，降低線損和爐變損耗以提高電能質量。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是一種新型短網側低壓動態無功補償裝置，補償系統包括高壓供電網絡系統、與高壓供電網絡系統串聯的短網系統、與短網系統串聯的冶金設備，冶金設備并聯有低壓動態補償裝置，短網系統與冶金設備共同并聯有爐變系統，爐變系統的高壓側接高壓供電網絡系統。冶金設備與低壓動態補償裝置相串聯，大量無功電流直接經低壓電容器和冶金設備形成的回路流過，不在經過短網系統、爐變系統及高壓供電網絡系統，在提高功率因數的同時，可提高爐變的有功輸出率，降低爐變、短網的無功消耗；功率因數提高就可以延長冶金設備的使用壽命，優化冶金設備供電質量，實現節能降耗、提高冶金設備可靠性的效益；低壓動態補償裝置能防止冶煉系統電壓、電流波形畸變，降低線損和爐變損耗以提高電能質量，實現對短網的快速、動態無功補償。作為優選，低壓動態補償裝置包括雙向晶閘管觸發裝置、與雙向晶閘管觸發裝置相串聯的熔斷器、與雙向晶閘管觸發裝置相串聯的冶金行業用低壓電容器，雙向晶閘管觸發裝置的控制接口與PLC控制器相連；雙向晶閘管觸發裝置與低壓電容器之間連接有箔繞方形干式鐵芯電抗器。補償方式分為共補和分補，雙向晶閘管觸發裝置具有電壓上升率高和觸發功率大的特點，解決了采用帶有雙向警察管的隔離型光耦作為門極驅動器件時由于電壓臨界上升參數過低而產生的上電誤導通現象；PLC控制器可以根據短網側補償容量大小，任意擴展控制補償裝置的路數，數百路采用一套PLC控制器。作為優選，雙向晶閘管觸發裝置采用基于IGBT的過零晶閘管觸發裝置，IGBT器件帶有齊納二極管保護；低壓電容器為星形連接。雙向晶閘管觸發裝置基于IGBT，其抗沖擊能力大為提高，比較適用于冶金行業補償裝置；齊納二極管保護，耐壓為1200-1600V，電流達8A，且IGBT的電壓臨界上升率達5000V/US。·作為優選，箔繞方形干式鐵心電抗器包括方形的鐵心、鐵心兩端的鐵軛及纏繞在鐵心外的線圈。方形結構，制作方便，同時降低了損耗和產品成本，電抗器串聯后，可降低系統無功及電壓沖擊對低壓電容器的影響，同時濾除系統中的部分諧波，提高設備的使用壽命O作為優選，線圈為三層鋁箔疊繞而成，鋁箔的層與層之間粘合有絕緣預浸布，線圈的內表面和外表面均有絕緣預浸布包裹。線圈為鋁箔，多層鋁箔疊繞，并在層間設置絕緣預浸布，減小層間渦流損耗，降低發熱量；鋁箔整體由絕緣預浸布包裹，鋁箔線圈疊繞牢固，提高電抗器整體的機械強度；鋁箔作為線圈繞制簡單，而且可以保證線圈表面平整。作為優選，絕緣預浸布的厚度為O. I-ο. 25_，絕緣預浸布由基材及在基材外表浸潰并烘焙的環氧樹脂組成，所述的基材由聚脂薄膜和聚脂纖維交織而成。基材為絕緣材料，環氧樹脂為絕緣材料，絕緣預浸布經過規定溫度預烘后自身會產生粘性，與鋁箔粘帖牢固。作為優選，鋁箔層間的絕緣預浸布及線圈內、外表面的絕緣預浸布均伸出到纏繞的鋁箔的上端外。絕緣預浸布的端部伸出可以防止線圈端部短路現象的發生。作為優選，線圈的下端具有引出排，引出排采用鋁排，鋁箔與鋁排之間采用氬弧焊焊接固定；下端的引出排沿著線圈的內部從線圈的下端延伸到上端，伸出到線圈上端的屬于下端的引出排的連接部位與屬于上端的引出排的連接部位相對線圈的中線線對稱。引出排采用鋁排，與線圈的材質性能相同，損耗小，確保良好的導電性；鋁箔與鋁排之間用氬弧焊可以得到較好的焊接效果，焊接牢固，焊渣少，平整度也較高。作為優選，鐵心采用同一尺寸的硅鋼片層疊而成，硅鋼片為方形結構。方形結構是鐵心的寬度方向尺寸減小，縮小鐵心的體積，硅鋼片使用一個規格，制作簡單；硅鋼片層疊形成多段結構，使得電感三相平衡度好，鐵心不易磁飽和。作為優選，低壓電容器使用耐120°C以上的高溫膜、低場強設計，單臺電容器設有中間抽頭。可滿足不同分組不同補償容量的需求，同時保證了抵押電容器在冶金行業復雜供電系統中的圓形可靠性；解決了常用的低壓自愈式電容器抗諧波及涌流能力差、抗粉塵及高溫能力差的特點，保證了短網側無功補償裝置的運行可靠性。本技術的有益效果是冶金設備與低壓動態補償裝置相串聯，大量無功電流直接經低壓電容器和冶金設備形成的回路流過，不在經過短網系統、爐變系統及高壓供電網絡系統，在提高功率因數的同時，可提高爐變的有功輸出率，降低爐變、短網的無功消耗。附圖說明圖I是本技術一種系統阻抗結構示意圖；圖2是本技術一種低壓動態無功補償裝置系統圖；圖3是本技術一種線圈結構示意圖；圖4是本技術圖3所示線圈的俯視圖；圖5是本技術一種線圈局部放大圖； 圖6是本技術一種鋁箔與鋁排連接示意圖；圖中1、高壓供電網絡系統阻抗，2、爐變系統阻抗，3、短網系統阻抗，4、低壓動態補償裝置阻抗，5、冶金設備阻抗，6、PLC控制器，7、雙向晶閘管觸發裝置，8、箔繞方形干式鐵心電抗器，9、低壓電容器，10、絕緣預浸布，11、鋁箔，12、進線排，13、出線排，14、鐵心。具體實施方式下面通過具體實施例，并結合附圖，對本技術的技術方案作進一步具體的說明。實施例一種新型短網側低壓動態無功補償裝置，包括高壓供電網絡系統、與高壓供電網絡系統串聯的短網系統、與短網系統串聯的冶金設備，冶金設備并聯有低壓動態補償裝置，短網系統與冶金設備共同并聯有爐變系統，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型短網側低壓動態無功補償裝置，其特征在于補償裝置包括高壓供電網絡系統、與高壓供電網絡系統串聯的短網系統、與短網系統串聯的冶金設備，冶金設備并聯有低壓動態補償裝置，短網系統與冶金設備共同并聯有爐變系統，爐變系統的高壓側接高壓供電網絡系統。

【技術特征摘要】
1.ー種新型短網側低壓動態無功補償裝置，其特征在于補償裝置包括高壓供電網絡系統、與高壓供電網絡系統串聯的短網系統、與短網系統串聯的冶金設備，冶金設備并聯有低壓動態補償裝置，短網系統與冶金設備共同并聯有爐變系統，爐變系統的高壓側接高壓供電網絡系統。2.根據權利要求I所述的新型短網側低壓動態無功補償裝置，其特征在于低壓動態補償裝置包括雙向晶閘管觸發裝置、與雙向晶閘管觸發裝置相串聯的熔斷器、與雙向晶閘管觸發裝置相串聯的冶金行業用低壓電容器，雙向晶閘管觸發裝置的控制接ロ與PLC控制器相連；雙向晶閘管觸發裝置與低壓電容器之間連接有箔繞方形干式鐵芯電抗器。3.根據權利要求2所述的新型短網側低壓動態無功補償裝置，其特征在于雙向晶閘管觸發裝置采用基于IGBT的過零晶閘管觸發裝置，IGBT器件帶有齊納ニ極管保護；低壓電容器為星形連接。4.根據權利要求2或3所述的新型短網側低壓動態無功補償裝置，其特征在于箔繞方形干式鉄心電抗器包括方形的鉄心、鐵心兩端的鐵軛及纏繞在鉄心外的線圈。5.根據權利要求4所述的新型短網側低壓動態無功補償裝置，其特征在于線圈為三層鋁箔疊繞而成，鋁...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫新年，楊圣利，喻德來，
申請(專利權)人：杭州銀湖電氣設備有限公司，
類型：實用新型
國別省市：