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[摘 要] 该文作者通过变电运行工作经验并结合相关资料，对变电运行工作中易产生危险点及原因进行分析，并提出有效的控制措施，切实保证变电站安全稳定地运行。
[关键词] 变电运行 危险点 控制措施
0、引言
对于大功率和超大功率电弧炉温度和电流不平衡问题的研究无论在理论上还是在方法上都存在一定困难。国内外研究大多集中在如何消除三相不平衡和电极控制方面,大多研究都假设电弧为线性电阻元件且电弧电压为正弦波形,本文采用智能控制理论，对此问题进行分析研究。
1、系统简介
电弧炉电热前床的整个生产过程可以划分为进渣调温阶段、恒温，钢渣分离阶段和放渣保温阶段，随着不同冶炼阶段的炉况变化的特点，智能控制方式需要根据生产工艺采取对应的进程控制策略。进渣调温阶段从密闭鼓风炉排出渣和钢液熔融物进入电弧炉时刻开始，此刻炉渣高度迅速升高，由于上道工序中物料和工艺的不同，炉渣的成分、酸碱度、粘度、熔点和比重等指标会发生变化。此阶段主要控制任务是尽快调整炉温达到钢渣分离的最优温度，此阶段电流不平衡问题突出，控制过程应考虑变压器供电能力对电流的制约和尽量避免炉温振荡剧烈的现象。恒温钢渣分离阶段从炉温达到钢渣分离最优温度的时刻开始，此阶段的主要控制任务是有效保证炉温稳定在钢渣分离的最优温度，根据工艺要求设置合理的恒温分离时间，在恒温钢渣分离的最后阶段为了避免炉渣和钢液的沸腾，提高分离效果以降低废渣的含钢量，同时为了节约耗电量应控制适当减小电流甚至停止供电，但必须保证炉温不得低于某一温度。放渣保温阶段电弧炉中的钢液从虹吸管中吸出，炉渣从放渣口和冰铜口放出，放钢放渣后炉渣高度迅速下降，此阶段主要控制任务是按照工艺要求使炉温保持在某一温度下限以上，以免炉内的物质结壳，导致炉膛的有效容量减小，甚至结死钢虹吸管。
2、系统三级控制体系
电孤炉温度及电极电流平衡智能控制系统主要分为进程级、单元级和驱动级进行三级控制，三级控制系统覆盖了铁合金冶炼电热前床的整个生产过程，它们之间的相互关系说明如下：首先进程级产生符合生产工艺过程要求的电流进程信号、温度进程信号和相应的操作指示，并进一步为单元级的电极三相电流平衡控制提供优化的指令电流信息；单元级接受指令电流并根据三相电流的反馈信息，采用智能结合控制方式给驱动级提供开关控制信号；驱动级接受单元级的开关控制信号，由三部电机分别拖动电弧炉三相电极，改变它们在炉渣中的相对位置，实现电极电流大小的调节，使三相电流平衡并一致趋向指令电流，从而形成符合生产工艺要求的炉温。
2.1智能控制系统进程级
生产过程中选择电极位置、电极电流和炉温的反馈信息以及渣型的设定信息等作为进程级输入信息，根据生产工艺过程不同阶段的特征和具体要求，采用多技术智能控制相结合的手段，产生合理的电流进程信号、温度进程信号以及相应的操作指示。进渣阶段由于炉温受密闭鼓风炉放出的铅渣熔融物温度的影响而发生变化，随之相应地改变电极电流的大小，调整炉温直至满足生产工艺的要求，但是不同的渣型、炉内渣面的高度以及炉温和电极电流之间的大时延、时变和非线性的关系都会干扰电极电流进程和温度进程的确定。依据专家知识先由渣型推导出熔融炉渣阶段所须的最佳目标温度以及保持该温度恒定时对应的电极电流，再考虑实际炉温和炉渣多少得到合理的温度进程和电流进程信息，再送到电极电流优化模块进一步得到合理的电极电流指令信号。
当炉温达到熔融炉渣分离所须的最佳目标温度后，进入恒温钢渣分离阶段，电极电流指令信息由电流进程优化模块提供以保证炉温恒定，此过程中指令电流收敛到某恒定范围内，同时启动恒温计时器，计时的长短根据渣型和实际炉温信息确定，恒温计时器到时后进入节能状态，以避免因钢液沸腾造成钢渣分离效果的削弱，十分钟后给出用声光形式的操作指示信号要求放渣，若炉温降低到设定的温度下限，导致钢液和炉渣的粘滞度增加使下一道工序的不能正常运行，系统会自动重新进入恒温阶段。
2．2智能控制系统单元级
单元级主要任务是调节电弧炉变压器三相电流平衡，减小变压器三相不平衡带来的功率损耗，减少电极的消耗，延长了电极、变压器的使用寿命，满足生产工艺对实际炉温曲线要求。电弧炉三相电流本身具有非线性、多变量、强耦合的复合特点，因而造成负载严重不对称。按照传统的控制方法，一次扰动要经过若干次调节才能使三相电流恢复到平衡点，这样调节过程加长，超调增大，电极升降传动机构频繁动作，缩短了传动机构的维修周期和使用寿命，而理想的调节效果是：通过解耦措施，在只检测三相线电流而不增加任何其它检测量的前提下，当三相电流超过允许偏差时，控制器一次并行地给出三相电极的调节量，使其一次调节到位，避开繁琐的系统建模过程且力求系统简单可靠，又不增加观测数据，为此电流内环采用专家模糊解耦智能控制器。专家模糊解耦智能控制是将专家系统技术和模糊控制技术相结合，把专家系统技术引入到模糊控制之中，目的是利用专家经验进行弱化耦合，由模糊控制器对专家优化后的结果进行模糊控制，得到三个电机的调节时间，进而改变三个电极的位置。
2．3智能控制系统驱动级
系统驱动级主要任务是接受单元级的控制信号，控制三部电机分别拖动电弧炉三个电极，改变它们在炉渣中的相对位置，实现电极电流大小的调节，使三相电流平衡并一致趋向指令电流，从而形成符合生产工艺要求的炉温。国内电极调节大多采用传统的继电器控制，继电器不适合频繁的动作，这里采用大功率双向可控硅无触点电机控制装置。整个装置包括：控制信号放大驱动模块、双向可控硅触发模块、双向可控硅控制模块、三相异步电动机、电机抱闸系统、三个电极、电极配置等。
3、结论
交流电弧炉智能控制系统，采用多传感器融合技术对冶炼现场炉况的变化进行准确测量，并运用多技术相结合控制方法进行综合、分析和判断从而提出合理的控制策略，保证了电弧炉在工艺要求条件下的自动化运行，降低了生产能耗，提高了冶炼的质量和产量，减小了操作工人的劳动强度，增强了企业的市场竞争能力，因此本项目具有良好的应用前景。■
参 考 文 献
[1]戎月莉.计算机模糊控制原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，1995.
[2]花皑，吴培珍.神经网络支持的智能电弧炉调节器[J].工业加热1999.
[3]李士勇.模糊控制·神经控制和智能控制论.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,1996．
[4]诸静等.模糊控制原理与应用[M].北京：机械工业出版社，1995．
[关键词] 变电运行 危险点 控制措施
0、引言
对于大功率和超大功率电弧炉温度和电流不平衡问题的研究无论在理论上还是在方法上都存在一定困难。国内外研究大多集中在如何消除三相不平衡和电极控制方面,大多研究都假设电弧为线性电阻元件且电弧电压为正弦波形,本文采用智能控制理论，对此问题进行分析研究。
1、系统简介
电弧炉电热前床的整个生产过程可以划分为进渣调温阶段、恒温，钢渣分离阶段和放渣保温阶段，随着不同冶炼阶段的炉况变化的特点，智能控制方式需要根据生产工艺采取对应的进程控制策略。进渣调温阶段从密闭鼓风炉排出渣和钢液熔融物进入电弧炉时刻开始，此刻炉渣高度迅速升高，由于上道工序中物料和工艺的不同，炉渣的成分、酸碱度、粘度、熔点和比重等指标会发生变化。此阶段主要控制任务是尽快调整炉温达到钢渣分离的最优温度，此阶段电流不平衡问题突出，控制过程应考虑变压器供电能力对电流的制约和尽量避免炉温振荡剧烈的现象。恒温钢渣分离阶段从炉温达到钢渣分离最优温度的时刻开始，此阶段的主要控制任务是有效保证炉温稳定在钢渣分离的最优温度，根据工艺要求设置合理的恒温分离时间，在恒温钢渣分离的最后阶段为了避免炉渣和钢液的沸腾，提高分离效果以降低废渣的含钢量，同时为了节约耗电量应控制适当减小电流甚至停止供电，但必须保证炉温不得低于某一温度。放渣保温阶段电弧炉中的钢液从虹吸管中吸出，炉渣从放渣口和冰铜口放出，放钢放渣后炉渣高度迅速下降，此阶段主要控制任务是按照工艺要求使炉温保持在某一温度下限以上，以免炉内的物质结壳，导致炉膛的有效容量减小，甚至结死钢虹吸管。
2、系统三级控制体系
电孤炉温度及电极电流平衡智能控制系统主要分为进程级、单元级和驱动级进行三级控制，三级控制系统覆盖了铁合金冶炼电热前床的整个生产过程，它们之间的相互关系说明如下：首先进程级产生符合生产工艺过程要求的电流进程信号、温度进程信号和相应的操作指示，并进一步为单元级的电极三相电流平衡控制提供优化的指令电流信息；单元级接受指令电流并根据三相电流的反馈信息，采用智能结合控制方式给驱动级提供开关控制信号；驱动级接受单元级的开关控制信号，由三部电机分别拖动电弧炉三相电极，改变它们在炉渣中的相对位置，实现电极电流大小的调节，使三相电流平衡并一致趋向指令电流，从而形成符合生产工艺要求的炉温。
2.1智能控制系统进程级
生产过程中选择电极位置、电极电流和炉温的反馈信息以及渣型的设定信息等作为进程级输入信息，根据生产工艺过程不同阶段的特征和具体要求，采用多技术智能控制相结合的手段，产生合理的电流进程信号、温度进程信号以及相应的操作指示。进渣阶段由于炉温受密闭鼓风炉放出的铅渣熔融物温度的影响而发生变化，随之相应地改变电极电流的大小，调整炉温直至满足生产工艺的要求，但是不同的渣型、炉内渣面的高度以及炉温和电极电流之间的大时延、时变和非线性的关系都会干扰电极电流进程和温度进程的确定。依据专家知识先由渣型推导出熔融炉渣阶段所须的最佳目标温度以及保持该温度恒定时对应的电极电流，再考虑实际炉温和炉渣多少得到合理的温度进程和电流进程信息，再送到电极电流优化模块进一步得到合理的电极电流指令信号。
当炉温达到熔融炉渣分离所须的最佳目标温度后，进入恒温钢渣分离阶段，电极电流指令信息由电流进程优化模块提供以保证炉温恒定，此过程中指令电流收敛到某恒定范围内，同时启动恒温计时器，计时的长短根据渣型和实际炉温信息确定，恒温计时器到时后进入节能状态，以避免因钢液沸腾造成钢渣分离效果的削弱，十分钟后给出用声光形式的操作指示信号要求放渣，若炉温降低到设定的温度下限，导致钢液和炉渣的粘滞度增加使下一道工序的不能正常运行，系统会自动重新进入恒温阶段。
2．2智能控制系统单元级
单元级主要任务是调节电弧炉变压器三相电流平衡，减小变压器三相不平衡带来的功率损耗，减少电极的消耗，延长了电极、变压器的使用寿命，满足生产工艺对实际炉温曲线要求。电弧炉三相电流本身具有非线性、多变量、强耦合的复合特点，因而造成负载严重不对称。按照传统的控制方法，一次扰动要经过若干次调节才能使三相电流恢复到平衡点，这样调节过程加长，超调增大，电极升降传动机构频繁动作，缩短了传动机构的维修周期和使用寿命，而理想的调节效果是：通过解耦措施，在只检测三相线电流而不增加任何其它检测量的前提下，当三相电流超过允许偏差时，控制器一次并行地给出三相电极的调节量，使其一次调节到位，避开繁琐的系统建模过程且力求系统简单可靠，又不增加观测数据，为此电流内环采用专家模糊解耦智能控制器。专家模糊解耦智能控制是将专家系统技术和模糊控制技术相结合，把专家系统技术引入到模糊控制之中，目的是利用专家经验进行弱化耦合，由模糊控制器对专家优化后的结果进行模糊控制，得到三个电机的调节时间，进而改变三个电极的位置。
2．3智能控制系统驱动级
系统驱动级主要任务是接受单元级的控制信号，控制三部电机分别拖动电弧炉三个电极，改变它们在炉渣中的相对位置，实现电极电流大小的调节，使三相电流平衡并一致趋向指令电流，从而形成符合生产工艺要求的炉温。国内电极调节大多采用传统的继电器控制，继电器不适合频繁的动作，这里采用大功率双向可控硅无触点电机控制装置。整个装置包括：控制信号放大驱动模块、双向可控硅触发模块、双向可控硅控制模块、三相异步电动机、电机抱闸系统、三个电极、电极配置等。
3、结论
交流电弧炉智能控制系统，采用多传感器融合技术对冶炼现场炉况的变化进行准确测量，并运用多技术相结合控制方法进行综合、分析和判断从而提出合理的控制策略，保证了电弧炉在工艺要求条件下的自动化运行，降低了生产能耗，提高了冶炼的质量和产量，减小了操作工人的劳动强度，增强了企业的市场竞争能力，因此本项目具有良好的应用前景。■
参 考 文 献
[1]戎月莉.计算机模糊控制原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，1995.
[2]花皑，吴培珍.神经网络支持的智能电弧炉调节器[J].工业加热1999.
[3]李士勇.模糊控制·神经控制和智能控制论.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,1996．
[4]诸静等.模糊控制原理与应用[M].北京：机械工业出版社，1995．