一种矿热炉二次侧电流检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于冶金技术领域，具体涉及一种矿热炉二次侧电流检测系统。
【背景技术】
[0002]目前，国内矿热炉大都采用人工手动调节一次侧电流平衡的控制策略来控制三相电极功率平衡，这一方法在电炉三相负载对称的条件下是有效的。
[0003]但一般来说，因供电电网三相电压不平衡、炉子短网长度不一致、三相电极堆料不均匀等原因，电炉的三相负载总是不对称的。即使在供电网电压对称的情况下，因熔池中心点和系统中心点之间存在电压漂移，导致三相电极负载的电压不等，当采用三相一次电流平衡的供电方式时，电炉变压器三相电源的有功功率和矿热炉三相熔池获得的有功功率不平衡，炉子容量越大，功率不平衡现象越严重。这种三相熔池功率不平衡会加剧炉料熔化的不均匀，使各相熔池炉料电阻不等，引起自焙电极消耗的严重不均匀，导致三相电极工作端位置严重不对称，严重时甚至出现电流死相，进而恶化炉况，导致产品质量指标波动大、产量低，单位产品冶炼电耗大大增加等缺点。
[0004]另一方面，如何对三相电极的有功功率在线监测，并通过调整三相电极工作端位置以调节三相电极的工作电流，保证三相电极功率平衡，是控制的难点。
[0005]由于矿热炉变压器二次电流高达数万安培，如此大电流的检测不仅困难，而且检测精度低，现有技术往往是通过变压器一次侧的电流折算出变压器二次侧的电流，这样的理论计算会存在较大偏差，这些问题的存在导致三相熔池有功功率无法在线真实检测，导致三相熔池有功功率的平衡控制难，难以维持三相电极有功功率的平衡和三相熔池温度场的均匀，给矿热炉熔炼过程优化控制实施带来了困难。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是克服现有矿热炉二次侧电流检测困难且精度低的问题。
[0007]为此，本实用新型提供了一种矿热炉二次侧电流检测系统，包括依次连接的检测模块、数据调理模块、采集模块和显示与存储模块；所述检测模块与矿热炉变压器低压侧出线端连接，检测模块将获得的矿热炉变压器二次侧电流信号转换成与矿热炉变压器二次侧电流的微分成正比的电压信号输送给数据调理模块，数据调理模块将检测模块输送来的电压信号转换成与被测电流成正比的电压模拟量信号，所述采集模块接收数据调理模块传送的电压模拟量信号，并将其转换成电压数字量信号，所述显示与存储模块接收采集模块的电压数字量信号，并对将其处理转换成电流数值显示并存储。
[0008]上述检测模块采用罗氏线圈电子式电流互感器。
[0009]上述罗氏线圈电子式电流互感器的罗氏线圈与铜管间预留2?3厘米的空间。
[0010]上述罗氏线圈电子式电流互感器为多个时采用依次串联连接。
[0011]上述罗氏线圈电子式电流互感器单个传感头额定一次电流值为4000?40000A。
[0012]上述数据调理模块采用积分器。
[0013]上述采集模块采用数据采集卡。
[0014]上述显示与存储模块采用工控机。
[0015]本实用新型的有益效果:
[0016](I)本实用新型提供的这种矿热炉二次侧电流检测系统实现了对矿热炉变压器二次侧大电流的精确测量，检验了以前理论计算的误差，为设计人员或矿热炉生产企业提供真实的数据，为以后实现对电极的控制和三相熔池功率平衡提供有效依据，达到节能增效，提尚广量，提尚经济效益的目标；
[0017](2)本实用新型提供的这种矿热炉二次侧电流检测系统采用罗氏线圈电子式电流互感器，与传统的电磁式电流互感器相比，具有抗电磁干扰性好、消除了磁饱和与铁磁谐振，具有测量准确度高、频率响应范围宽、易于以数字量输出、重量轻、生产成本低等优点。
[0018]以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型矿热炉二次侧电流检测系统的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型中单个罗氏线圈安装示意图。
[0021]图3是本实用新型中多个罗氏线圈串联示意图。
[0022]附图标记说明:1、检测模块；2、数据调理模块；3、采集模块；4、显示与存储模块；5、罗氏线圈；6、铜管。
【具体实施方式】
[0023]实施例1:
[0024]为了克服现有矿热炉二次侧电流检测困难且精度低的问题，本实施例提供了一种如图1所示的矿热炉二次侧电流检测系统，包括依次连接的检测模块1、数据调理模块2、采集模块3和显示与存储模块4 ;所述检测模块I与矿热炉变压器低压侧出线端连接，检测模块I将获得的矿热炉变压器二次侧电流信号转换成与矿热炉变压器二次侧电流的微分成正比的电压信号输送给数据调理模块2，数据调理模块2将检测模块I输送来的电压信号转换成与被测电流成正比的电压模拟量信号，所述采集模块3接收数据调理模块2传送的电压模拟量信号，并将其转换成电压数字量信号，所述显示与存储模块4接收采集模块3的电压数字量信号，并对将其处理转换成电流数值显示并存储。
[0025]该实用新型提供的这种矿热炉二次侧电流检测系统实现了对矿热炉变压器二次侧大电流的精确测量，检验了以前理论计算的误差，为设计人员或矿热炉生产企业提供真实的数据，为以后实现对电极的控制和三相熔池功率平衡提供有效依据，达到节能增效，提尚广量，提尚经济效益的目标。
[0026]实施例2:
[0027]本实施例提供了一种矿热炉二次侧电流检测系统，包括依次连接的检测模块1、数据调理模块2、采集模块3和显示与存储模块4 ;所述检测模块I与矿热炉变压器低压侧出线端连接，检测模块I将获得的矿热炉变压器二次侧电流信号转换成与矿热炉变压器二次侧电流的微分成正比的电压信号输送给数据调理模块2，数据调理模块2将检测模块I输送来的电压信号转换成与被测电流成正比的电压模拟量信号，所述采集模块3接收数据调理模块2传送的电压模拟量信号，并将其转换成电压数字量信号，所述显示与存储模块4接收采集模块3的电压数字量信号，并对将其处理转换成电流数值显示并存储。
[0028]其中，所述检测模块I采用罗氏线圈电子式电流互感器，罗氏线圈5安装于矿热炉变压器低压侧出线端，单个罗氏线圈安装方式如图2所示，所述罗氏线圈电子式电流互感器的罗氏线圈5与铜管6间预留2?3厘米的空间。所述罗氏线圈电子式电流互感器为多个时采用依次串联连接，假设矿热炉变压器低压侧出线端有8根铜管6，每根铜管6上安装一个罗氏线圈5，每个罗氏线圈5用屏蔽电缆串联起来进行矢量求和，罗氏线圈5的串联方式如图3所示，每个罗氏线圈5在安装时安装方向要一致。
[0029]所述罗氏线圈电子式电流互感器单个传感头额定一次电流值为4000?40000A，额定二次输出电压值为0.2V，8个传感头输出值为O?3V。
[0030]所述数据调理模块2采用积分器，积分器的作用是对电流传感头输出的微分信号进行积分调理，并对电流信号的幅值及相位进行调整，输出信号为O?4V。
[0031]所述采集模块3采用数据采集卡，数据采集卡为16位分辨率，最高采样率为500kSa/s/ch, 8通道模拟量输入，量程为O?5V，设置有USB接口，主要功能是实现数据的A/D转换，并且能通过USB与工控机连接，实现数据的传输。
[0032]所述显示与存储模块4采用工控机，工控机为工业一体机，主要功能是实现数据的处理、显示与存储。
[0033]本实用新型提供的这种矿热炉二次侧电流检测系统采用罗氏线圈电子式电流互感器，与传统的电磁式电流互感器相比，具有抗电磁干扰性好、消除了磁饱和与铁磁谐振，具有测量准确度高、频率响应范围宽、易于以数字量输出、重量轻、生产成本低等优点。
[0034]以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种矿热炉二次侧电流检测系统，其特征在于:包括依次连接的检测模块(1)、数据调理模块(2)、采集模块(3)和显示与存储模块(4);所述检测模块(I)与矿热炉变压器低压侧出线端连接，检测模块(I)将获得的矿热炉变压器二次侧电流信号转换成与矿热炉变压器二次侧电流的微分成正比的电压信号输送给数据调理模块(2)，数据调理模块(2)将检测模块(I)输送来的电压信号转换成与被测电流成正比的电压模拟量信号，所述采集模块(3)接收数据调理模块(2)传送的电压模拟量信号，并将其转换成电压数字量信号，所述显示与存储模块(4)接收采集模块(3)的电压数字量信号，并对将其处理转换成电流数值显不并存储。
2.如权利要求1所述的矿热炉二次侧电流检测系统，其特征在于:所述检测模块(I)采用罗氏线圈电子式电流互感器。
3.如权利要求2所述的矿热炉二次侧电流检测系统，其特征在于:所述罗氏线圈电子式电流互感器的罗氏线圈(5)与铜管(6)间预留2?3厘米的空间。
4.如权利要求2所述的矿热炉二次侧电流检测系统，其特征在于:所述罗氏线圈电子式电流互感器为多个时采用依次串联连接。
5.如权利要求2所述的矿热炉二次侧电流检测系统，其特征在于:所述罗氏线圈电子式电流互感器单个传感头额定一次电流值为4000?40000A。
6.如权利要求1所述的矿热炉二次侧电流检测系统，其特征在于:所述数据调理模块(2)采用积分器。
7.如权利要求1所述的矿热炉二次侧电流检测系统，其特征在于:所述采集模块(3)采用数据采集卡。
8.如权利要求1所述的矿热炉二次侧电流检测系统，其特征在于:所述显示与存储模块(4)采用工控机。
【专利摘要】本实用新型提供了一种矿热炉二次侧电流检测系统，包括依次连接的检测模块、数据调理模块、采集模块和显示与存储模块；检测模块与矿热炉变压器低压侧出线端连接，检测模块将获得的矿热炉变压器二次侧电流信号转换成与矿热炉变压器二次侧电流的微分成正比的电压信号输送给数据调理模块，数据调理模块将检测模块输送来的电压信号转换成与被测电流成正比的电压模拟量信号，采集模块接收数据调理模块传送的电压模拟量信号，并将其转换成电压数字量信号，显示与存储模块接收采集模块的电压数字量信号，并对将其处理转换成电流数值显示并存储。该实用新型实现对矿热炉变压器二次侧大电流的精确测量，为实现对电极的控制和三相熔池功率平衡提供有效依据。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN204613298
【申请号】CN201520259363
【发明人】张传伟, 王瑀
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月27日