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一拖二中頻電爐采用12脈沖整流線路。這種線路有三個優(yōu)點(diǎn):(1)諧波干擾小,(2)整流器工作在全導(dǎo)通狀態(tài),電壓和電流始終同相位,因此無論輸出功率大小,中頻電源的電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)始終大于0.95。
中頻電源的整流變壓器采用了D/Y-11,d0接線形式,變壓器的二次有二組三相輸出,
這二組輸出的線電壓相等,都是575V,但是相位相差30o。二組輸出分別接I和II組整流橋。
通常的三相6脈沖橋式整流線路在工作時會對電網(wǎng)產(chǎn)生5次,7次,11次,13次和更高次的諧波干擾電流,這些諧波電流的大小分別是工頻基波電流的1/5,1/7,1/11和1/13。如果采用三相6脈沖可控硅橋式整流線路,它們工作時產(chǎn)生的諧波干擾有可能造成當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)諧波超標(biāo)(取決于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的短路容量,短路容量應(yīng)大于400MVA),或?qū)е履承┚茉O(shè)備和儀器不能正常工作。
采用六相12脈沖橋式整流線路后,由于變壓器的特殊接線方法,5次,7次諧波電流將在變壓器內(nèi)部相互抵消,從而使對電網(wǎng)的諧波干擾大幅度降低。12脈沖可控硅橋式整流線路的最低次諧波是11次,大小是工頻基波電流的1/11。上圖為一臺采用6脈沖橋式整流線路的中頻電源和另一臺采用12脈沖橋式整流線路的中頻電源諧波電流的實(shí)測值。可控硅諧振串聯(lián)逆變器具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)。電爐無論是冷態(tài),熱態(tài),加半爐料或加滿料時,串聯(lián)逆變器都能夠輸出額定功率。也就是說在全部熔化過程中,串聯(lián)逆變器始終工作在額定輸出狀態(tài)。因此能夠提高設(shè)備利用率,加快熔化速度,降低能耗。
(2)可控硅串聯(lián)逆變器采用改變工作頻率的方法調(diào)節(jié)輸出功率,它僅需要固定的直流電壓供電。因此二個串聯(lián)逆變器能夠共用一套整流電源,實(shí)現(xiàn)雙向供電。這是真正的雙向供電系統(tǒng),二臺電爐同時得到功率,無需任何切換開關(guān)進(jìn)行電爐之間切換,在二臺電爐上,功率在0%—100%范圍內(nèi)能夠任意調(diào)節(jié)。
兩組可控硅串聯(lián)逆變器組,由快速可控硅KK管、快恢復(fù)二極管ZK、緩沖模塊、控制系統(tǒng)、補(bǔ)償電容器組構(gòu)成,各帶一臺爐體。使用大截面的水冷銅排保證了能量較少損失;
一套串聯(lián)諧振逆變器用的快速可控硅KK管,由KK1、KK2所示結(jié)構(gòu)的幾組模塊并聯(lián)而成,觸發(fā)信號采用集中的觸發(fā)脈沖,一致性好,保證了同橋壁的可控硅同時導(dǎo)通、關(guān)斷;
觸發(fā)控制系統(tǒng)還具有防止上下橋同時導(dǎo)通的保護(hù);
每只KK管均并有一只快回復(fù)二極管,為當(dāng)所并可控硅由導(dǎo)通到受反壓關(guān)斷時所產(chǎn)生的過電壓及負(fù)載提供旁路;
每組本裝置前端串有一只限流電感,用來抑制電流上升率,保護(hù)可控硅安全工作;
的保護(hù)功能
控制系統(tǒng)的保護(hù)措施包括:
l 電網(wǎng)電壓高保護(hù)
l 電網(wǎng)電壓低保護(hù)
l 冷卻水溫高保護(hù)
l 冷卻水壓低保護(hù)
l 冷卻水流量低保護(hù)
l 可控硅過電壓保護(hù)
l 可控硅過電流保護(hù)
(4)可靠的限制功能,包括:
l 滿功率限制
l 功率限制
l 電容器工作溫度限制
l 感應(yīng)線圈電壓限制
l 輸出電流限制
l 工作頻率限制
l 逆變可控硅關(guān)斷時間極限限制
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當(dāng)出現(xiàn)限流,限壓,頻率限制等時,系統(tǒng)自動進(jìn)入相應(yīng)的限制功能,有效的避免了由于瞬間加料過多等引起的誤保護(hù),當(dāng)系統(tǒng)退出限制功能后,自動恢復(fù)正常工作狀態(tài)。