大容量礦熱爐直流電源設計的幾個關鍵問題！

礦熱爐是鐵合金行（háng）業冶煉矽鐵、鎳鐵、鉻鐵、電石的必備設備，據不完全統計，全國有各種礦熱爐3萬（wàn）多台。長期以來，國內礦熱爐大多采用交流供（gòng）電方式，導致（zhì）功率因數低、電網（wǎng）三相很難控製平衡、效（xiào）率低、運行成本高等問題一直無法解決。相比之下直流電源擁有更大（dà）的優勢，如:直（zhí）流電（diàn）源（yuán）可消除電抗（kàng）壓降、集膚效應、電極（jí）間幹擾效應等問題，並且運行損耗（hào）低、電效率高。因此目前大容量礦熱（rè）爐電源正朝著直流（liú）供電方向發展。文中探討了大容量礦熱爐直流電源設計的幾個關鍵性問題，包括主電路拓撲結構選用，均流係數優化，監控係統設（shè）計與功率因數提高（gāo）等探索性問題。那就快（kuài）來和（hé）小編一起看看吧！

大電流（liú）輸出（chū）需要使用並聯器件以達到運行（háng）要求。隨著並聯器件數量的增加，出現的是均流係（xì）數低的問題。因此，選用適當（dāng）的主電路拓撲（pū）結構以擴大係統輸（shū）出電流，達到減少並聯器件數，優化均流係（xì）數，防止器件損壞的目的顯得尤（yóu）為重要。

礦熱（rè）爐可控（kòng）整流電路（lù）的.基本單元為三（sān）相橋式和雙反星形整流電路。單從（cóng）輸出（chū）電流的大小考（kǎo）慮，在並聯相同數量及容量的電力電（diàn）子器件前提下，雙反星形整流電路的（de）輸出電流是三相橋式整流電路的2倍（bèi）。但在同樣輸出電壓電流情況下，三相橋式整流電路的整（zhěng）流變壓器裝機（jī）容量要低於雙反星形21%，同時整流器（qì）件所承受的反向（xiàng）電（diàn）壓為雙反星形的一半，變壓器繞組利用率比雙反星形高（gāo）一倍。因此，綜合考慮，若輸出電壓較高，三（sān）相（xiàng）橋式整流電路擁有較大優勢。由於（yú）礦熱爐（lú）電源運行時電流達40~150kA，為了滿足輸出電流需求，同時降低電磁幹擾，可用三相橋式（shì）同相逆並聯結構與雙反星形同相逆並聯結構。這兩種結構與前兩種結（jié）構相比，擴（kuò）大了2倍輸出電流（liú）並降低了電磁幹擾。然而這種結構很難滿足大容量礦熱爐電源超過100kA的輸出電（diàn）流要求。為進（jìn）一步擴大輸出電流，降低諧波含量，提（tí）高（gāo）係統功率因數，可選12脈波雙反星形同相逆並聯結構（gòu）與12脈波（bō）三相橋式（shì）同（tóng）相逆並聯結構。12脈波三相（xiàng）橋式同相逆並聯結構的（de）典型特點是:輸出電流大、諧波含量少、電磁幹擾小、繞組利用率高、無需使用平衡電抗器等（děng）。因此在（zài）大容量礦熱（rè）爐直流（liú）電源中，選用脈波數為12脈波及以上的三相橋式同相逆並聯結構較為合適。

由於電力電子器件在材料及製作工藝上（shàng）的不同，其性能指標也有所不同。晶閘管適合應（yīng）用於超大功（gōng）率且工作頻（pín）率較低的場合，一方麵是由於晶閘管額定參數（shù）高（gāo）、控製（zhì）簡單、技術成（chéng）熟（shú）；另一方麵是（shì）由於晶閘管具有較高的浪湧耐受能力、較高的電流參（cān）數和良好的耐過流能（néng）力，可以較好地滿足（zú）運行需求。因此選擇晶閘管作為電路的主功率器件。

大容量礦熱爐直流電（diàn）源設計的（de）幾個關鍵問題！

在大（dà）容量礦熱爐直流供電電源中，不得不采用多個器件並聯的措（cuò）施以承擔較大的整流臂電流。即使通過（guò）上述主電（diàn）路拓撲結構將（jiāng）175V/100kA直流電源的每（měi）個（gè）整流臂所（suǒ）需並聯晶閘管個數降至6個，仍存（cún）在嚴重的均流問題。在多個器件並聯的整流臂（bì）中，若（ruò）均流係（xì）數過低，會出現某些器件未導通，某些（xiē）器件過流的（de）情況。嚴（yán）重時燒壞器件（jiàn），從而使得整流臂中（zhōng）其它支路過流（liú），導致整（zhěng）個整流臂器件損壞。為解決該問題，以下提出幾點優化均流係數的措施。

(1)采（cǎi）用合適的（de）整流臂結構

礦熱爐一般（bān）電力電子器件進入穩態正向導通後其通態壓降很低，相應（yīng）的（de）通態電阻很小。若並（bìng）聯支路母線的配置不合理，則電路自感及互感的差異就會（huì）造成電流（liú）分配的不均衡。因此在工作電流較大的（de）情況下，由於支路（lù）磁場及阻（zǔ）抗差異的影響，位於不同位置的器件導通時，流（liú）過的電流值不同，且與引出母線的位置有關。目前多以母線（xiàn）上進下出(或下進（jìn）上出)式的條形整（zhěng）流臂結構為主流，但實驗證明，這種結構在並聯器件數大於4的情況下，均流係數較低。

為了（le）得到較好的均流效果，將整流臂改為其他結構，使得整流臂中的每個晶閘管從交流進（jìn）線到直流（liú）輸出的路徑完全（quán）一樣，且（qiě）流過每個晶閘管的電流相互解耦，可解決因各元器件到正負母線路徑不（bú）同，導致的（de）各並聯支路阻抗與磁場存在差異（yì），所引發的各支（zhī）路電流分配不均（jun1）勻的問（wèn）題。該種整流（liú）臂（bì）結（jié）構可將各整流臂（bì）的均流效果較常（cháng）用（yòng）的（de）直條結構有明顯改善，可（kě）以做到理論上的..均流。