專利名稱：小型軋鋼車間供配電系統(tǒng)生產(chǎn)間隙無(wú)功補(bǔ)償裝置控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣控制領(lǐng)域，特別是提供了一種小型軋鋼車間供配電系統(tǒng)生產(chǎn)間隙無(wú) 功補(bǔ)償裝置控制器；適用于棒線材等小型軋鋼企業(yè)供電系統(tǒng)電網(wǎng)供電質(zhì)量的提高及功 率因數(shù)的改善，有很好的節(jié)能效果。
技術(shù)背景目前諧波與電磁干擾、功率因數(shù)降低己并列為電力系統(tǒng)的三大公害。如何濾除供 配電系統(tǒng)中的高次諧波、提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，對(duì)改善供電質(zhì)量和確保電力系 統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著非常積極的意義。對(duì)于供電系統(tǒng)容量較小的小型軋鋼車間，低壓的分散補(bǔ)償，即在整流變二次側(cè)采 用TSC裝置，可以降低整流變壓器、動(dòng)力變壓器和線路的損耗，用戶從中獲得節(jié)能效 益，回收補(bǔ)償裝置的投資成本，是用戶首選的諧波吸收和無(wú)功補(bǔ)償方案。但這種方案不能解決棒線材等小型軋鋼車間生產(chǎn)過(guò)程中，在軋鋼的生產(chǎn)間隙，由 于軋機(jī)不工作或工作在空載的情況下，補(bǔ)償設(shè)施不工作，但由于車間其它動(dòng)力變壓器 還在運(yùn)行，如果沒(méi)有無(wú)功補(bǔ)償裝置，此時(shí)供電電網(wǎng)的功率因數(shù)為0.75~0.8之間，造成 電能的浪費(fèi)，且不符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T的用電要求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種小型軋鋼車間供配電系統(tǒng)生產(chǎn)間隙無(wú)功補(bǔ)償裝置控制 器，解決了棒線材等小型軋鋼車間生產(chǎn)過(guò)程中，在軋鋼的生產(chǎn)間隙，由于軋機(jī)不工作 或工作在空載的情況下電網(wǎng)功率因數(shù)低的問(wèn)題，提高供電質(zhì)量，節(jié)約電能。棒材工程在軋鋼的生產(chǎn)間隙，例如換輥和倒班，軋機(jī)不工作或工作在空載的情況下，由于動(dòng)力變壓器還在工作，例如供水系統(tǒng)的供水泵、加熱爐鼓風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)、液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)、吊車、檢修及照明等用電設(shè)備都可能處于正常工作狀態(tài)，如果TSC裝置不工作，此時(shí)供電電網(wǎng)的功率因數(shù)較低，不符合當(dāng)?shù)毓╇姴块T的用電要求。本發(fā)明 可解決在不軋鋼的生產(chǎn)間隙，由于動(dòng)力系統(tǒng)不設(shè)補(bǔ)償裝置，電網(wǎng)功率因數(shù)低的問(wèn)題。 本發(fā)明包括配電系統(tǒng)母線總電壓總電流信號(hào)采集，上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板、整流變壓器二次側(cè)TSC裝置。配電系統(tǒng)母線電壓電流信號(hào)采集分別采集10kV母線I段、II 段母線的電壓信號(hào)及電流信號(hào)；在10kV母線設(shè)置了一臺(tái)高壓監(jiān)控柜，高壓監(jiān)控柜內(nèi)裝兩套上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板(即上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板)，分別控制10kV母線I段、II段母線所帶供電系統(tǒng)整流變壓器二次側(cè)TSC裝置；上級(jí)網(wǎng)檢測(cè)無(wú)功功率板通過(guò)采集到的10kV母線電流信號(hào)，時(shí)時(shí)分析計(jì)算電網(wǎng)中的無(wú)功功率和電網(wǎng)的功率因數(shù)是否達(dá)到0.92，如果達(dá)到0.92，系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果沒(méi)有達(dá)到0.92，按照預(yù)先設(shè)定的無(wú)功功率投切順序，根據(jù)計(jì)算結(jié)果由上級(jí)網(wǎng)檢測(cè)無(wú)功控制板發(fā)出無(wú)功功率投切信號(hào)，控制下級(jí)網(wǎng)5臺(tái)軋機(jī)整流變壓器及1臺(tái)冷床整流變壓器二次側(cè)TSC裝置的投切順序和容量，即控制TSC裝置在不同工況下根據(jù)需要投入相應(yīng)的補(bǔ)償容量；投入信號(hào)的要求只有在第一路發(fā)出投入信號(hào)后第二路才能發(fā)信號(hào)，第二路發(fā)出信號(hào)后第三路才能發(fā)信號(hào)以此類推;當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到功率因數(shù)不達(dá)標(biāo)時(shí)，發(fā)出第一路投入信號(hào)，接到第一路投入信號(hào)的粗軋機(jī)TSC補(bǔ)償裝置投入使用，投入后，若功率因數(shù)仍不達(dá)標(biāo)，系統(tǒng)發(fā)出第二路、第三路信號(hào)以此類推，直至10kV母線功率因數(shù)達(dá)到0.92以上，高壓監(jiān)控柜內(nèi)上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板與各段母線下所掛的TSC裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。
本小型軋鋼車間在10kV母線設(shè)置了一臺(tái)高壓監(jiān)控柜，高壓監(jiān)控柜的主控制單元是上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板，由A/D信號(hào)轉(zhuǎn)回路、可編程控制器等組成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，高壓監(jiān)控柜系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單，只需要增加采集電網(wǎng)電壓的電壓互感器、采集電流信號(hào)的電流互感器和一塊上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板，利用已有的TSC裝置很好的解決軋鋼間隙功率因數(shù)不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，在節(jié)約電能方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
通過(guò)可編程邏輯控制器采集10kV母線的電氣參數(shù)，并進(jìn)行計(jì)算，并與各段母線下整流變壓器二次側(cè)所掛的TSC裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，對(duì)其發(fā)出電容器投切控制命令，對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，提高棒材生產(chǎn)線不軋鋼工況下的供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，保證供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有效地節(jié)約電能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為小型軋鋼車間供配電系統(tǒng)生產(chǎn)間隙無(wú)功補(bǔ)償裝置控制器工作原理圖。其中，總電流信號(hào)采集l、總電壓信號(hào)采集2、上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板3、供電系統(tǒng)整流變壓器二次側(cè)TSC裝置控制板4、供電系統(tǒng)整流變壓器二次側(cè)控制器5、電容補(bǔ)償投切控制6。
圖2為小型軋鋼車間供配電系統(tǒng)諧波吸收和無(wú)功補(bǔ)償組成框圖。圖3為小型軋鋼車間供配電系統(tǒng)生產(chǎn)間隙無(wú)功補(bǔ)償裝置控制器流程圖。
具體實(shí)施方式
高壓監(jiān)控柜的主控制單元，由無(wú)功控制板組成。無(wú)功控制板主要通過(guò)分別采集10kV 母線I段、II段母線的電壓信號(hào)及電流信號(hào)。電壓檢測(cè)采集10kV母線PT柜(電壓
互感器柜)10kV/100V電壓信號(hào)，用于同步電源檢測(cè)。
總電流檢測(cè)采集10kV母線高壓B相電流信號(hào)，把B相電流互感器二次側(cè)5A電 流信號(hào)，作為變壓器一次側(cè)總電流，即10kV母線的總電流。
圖1中的上級(jí)網(wǎng)檢測(cè)無(wú)功功率板通過(guò)采集到的10kV母線電流信號(hào)，分析計(jì)算電路 中的無(wú)功功率，按照預(yù)先設(shè)定的無(wú)功功率投切順序，根據(jù)計(jì)算結(jié)果上級(jí)網(wǎng)檢測(cè)無(wú)功控 制板發(fā)出無(wú)功功率投切信號(hào)。投入信號(hào)的要求只有在第一路發(fā)出投入信號(hào)后第二路 才能發(fā)信號(hào)，第二路發(fā)出信號(hào)后第三路才能發(fā)信號(hào)以此類推。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到功率因數(shù) 不達(dá)標(biāo)時(shí)，發(fā)出第一路投入信號(hào)，接到第一路投入信號(hào)的粗軋機(jī)TSC補(bǔ)償裝置投入使 用，投入后，若功率因數(shù)仍不達(dá)標(biāo)，系統(tǒng)發(fā)出第二路、第三路信號(hào)以此類推，直至10kV 母線功率因數(shù)達(dá)到O. 92以上。
權(quán)利要求
1、一種小型軋鋼車間供配電系統(tǒng)生產(chǎn)間隙無(wú)功補(bǔ)償裝置控制器，其特征在于，包括配電系統(tǒng)母線總電壓總電流信號(hào)采集，上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板、整流變壓器二次側(cè)TSC裝置；配電系統(tǒng)母線電壓電流信號(hào)采集，分別采集10kV母線I段、II段母線的電壓信號(hào)及電流信號(hào)；在10kV母線設(shè)置了一臺(tái)高壓監(jiān)控柜，高壓監(jiān)控柜內(nèi)裝兩套上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板，分別控制10kV母線I段、II段母線所帶供電系統(tǒng)整流變壓器二次側(cè)TSC裝置；上級(jí)網(wǎng)檢測(cè)無(wú)功功率板通過(guò)采集到的10kV母線電流信號(hào)，時(shí)時(shí)分析計(jì)算電網(wǎng)中的無(wú)功功率和電網(wǎng)的功率因數(shù)是否達(dá)到0.92，如果達(dá)到0.92，系統(tǒng)正常運(yùn)行；如果沒(méi)有達(dá)到0.92，按照預(yù)先設(shè)定的無(wú)功功率投切順序，根據(jù)計(jì)算結(jié)果由上級(jí)網(wǎng)檢測(cè)無(wú)功控制板發(fā)出無(wú)功功率投切信號(hào)，控制下級(jí)網(wǎng)5臺(tái)軋機(jī)整流變壓器及1臺(tái)冷床整流變壓器二次側(cè)TSC裝置的投切順序和容量，即控制TSC裝置在不同工況下根據(jù)需要投入相應(yīng)的補(bǔ)償容量；投入信號(hào)的要求只有在第一路發(fā)出投入信號(hào)后第二路才能發(fā)信號(hào)，第二路發(fā)出信號(hào)后第三路才能發(fā)信號(hào)以此類推；當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到功率因數(shù)不達(dá)標(biāo)時(shí)，發(fā)出第一路投入信號(hào)，接到第一路投入信號(hào)的粗軋機(jī)TSC補(bǔ)償裝置投入使用，投入后，若功率因數(shù)仍不達(dá)標(biāo)，系統(tǒng)發(fā)出第二路、第三路信號(hào)以此類推，直至10kV母線功率因數(shù)達(dá)到0.92以上，高壓監(jiān)控柜內(nèi)上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板與各段母線下所掛的TSC裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。
2、 按照權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，高壓監(jiān)控柜的主控 制單元是上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板，由A/D信號(hào)轉(zhuǎn)回路、可編程控制器組成。
全文摘要
一種小型軋鋼車間供配電系統(tǒng)生產(chǎn)間隙無(wú)功補(bǔ)償裝置控制器，屬電氣控制領(lǐng)域。包括配電系統(tǒng)母線電總電流信號(hào)采集，上級(jí)網(wǎng)無(wú)功檢測(cè)控制板(3)、供電系統(tǒng)整流變壓器二次側(cè)TSC裝置控制板(4)、供電系統(tǒng)整流變壓器二次側(cè)控制器(5)、電容補(bǔ)償投切控制(6)。本小型軋鋼車間在10kV母線設(shè)置了一臺(tái)高壓監(jiān)控柜，通過(guò)電壓電流檢測(cè)元件和可編程控制器采集10kV母線的電氣參數(shù)，利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，并與各段母線下整流變壓器二次側(cè)所掛的TSC裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，對(duì)其發(fā)出電容器投切控制命令，對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，提高棒材生產(chǎn)線不軋鋼工況下的供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，保證供電系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有效地節(jié)約電能。
文檔編號(hào)H02J3/18GK101630845SQ20091009132
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者于沈亮, 余香木, 候俊達(dá), 劉自春, 劉蘆陶, 呂冬梅, 吳東康, 宋道峰 申請(qǐng)人:北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司