Система электропитания постоянным током мощных потребителей

 

onHCA@HE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик щ 3 005253(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.01. 77 (21) 2437102/24-07 с присоединением заявки ¹

Р11М К„з

Н, 02 М 7/12//

F 27 В 17/00

Государстиеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет (53! УДК 621.314. . 5 (088. 8)

Опубликовано 1503,83. Бюллетень ¹ 1p

Дата опубликования описания 15. 03. 83

3ЮФ „ „

"», N.Í.Äîðæèåâ, В.Ф,.Сахаров, 10.И.Хохлов, A Bj.БаеВ и Н.И.Чичулин (72) Авторы изобретения государственный научно-исследовательски институт электродной промышленности (7! ) Заявитель (54 ) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ

МОЩНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к системам электропитания мощных потребителей. постоянным током, выпрямленным вентильными преобразователями, предназначается для питания печей графитации в электродной промышленности и может быть использовано также в химической промышленности, в черной и цвет" ной металлургии и в других отраслях техники для реализации энергоемких процессов на постоянном токе.

Известна система электропитания постоянным током мощных потребителей, содержащая выполненные на неуправляемых вентилях некомпенсированные агрегаты, к которым подключена нагрузка. Для регулирования напряжения выпрямительных агрегатов этой системы используется комбинированный способ, при котором ступенчатое изменение напряжения осуществляется . переключающим устройством путем переключения отпаек на первичной обмотке трансформатора, а плавное - внутри ступени с помощью дросселей насыщения, включенных с обеих (анодной и катодной) сторон выпрямительных мостов.

Комбинированный. способ обеспечивает при глубоком плавном регулиро2 ванин выпрямительного напряжения, которое необходимо по технологии графитации, достаточно малое (1-2%) сни-, жение коэффициента мощности преобразователей. Однако, поскольку даже нерегулируемые некомпенсированные выпрямители имеют коэффициент мощности существенно меньший нормируемый величины, то и вся система электропитания, выполненная с использованием данных выпрямителей, имеет низкий коэффициент мощности. Это приводит к значительному снижениюCos f питающей сети. Кроме того, трансформаторы выпрямительных агрегатов в такой системе загружены реактивной мощностью и, следовательно, активная мощность, передаваемая в нагрузку, не может быть доведена до полной мощности всех трансформаторов система.

Известна также система электропитания постоянным током мощных потреби" телей, содержащая компенсированные преобразователи, имеющие трансформатор .и выпрямительные мосты, к каждой паре которых с одной стороны катодной или анодной подключены компенсирующие устройства, а с другой — двухфазные уравнительные реак-.

1005251

55 торы. Регулирование выпрямленного напряжения этой системы осуществляется с помощью управляемых вентилей в некомпенсированных половинах выпря-, мительных мостов преобразователей, т.е. с помощью управляемых вентилей, .5 к которым подключены двухфазные уравнительные реакторы.

Недостатком этой системы электропитания является то, что при глубоком регулировании выпрямительного напряжения с помощью управляемых вентилей коэффициент мощности снижается до недопустимых для мощных систем величин. Это сопровождается существенным снижением cos P питающей сети. 15

Кроме того, такая . система,. требующая установку управляемых вентилей в преобразователи, по сравнению с системами на неуправляемых вентилях более сложна и менее надежна. 20

Наиболее близкой к предлагаемой является система электропитания постоянным током мощных потребителей, например печей графитации, содержащая. регулируемые компенсированные 25 блоки,.каждый из которых состоит из трансформатора с переключающим устройством, к трехфаэным вторичным обмоткам которого подключены выпрямительные мосты с неуправляемыми вентилями, компенсирующего устройства и дросселей насыщения, и регулируемые некомпенсированные блоки, состоящие каждый из трансформатора с переключающим устройством, к трех-. З5 фазным вторичным обмоткам которогь подключены соединенные параЛлельно выпрямительные мосты с неуправляемыми вентилями, и дросселей насыщения.

Однако в этой системе электропитания трансформаторы некомпенсирован- 4п ных выпрямителей загружены потребляемой из сети реактивной мощностью, а трансформаторы компенсированных преобразователей загружены реактивной мощностью, генерируемой в сеть. 45

Поэтому активная мощность, подаваемая в нагрузку, например в графитировочную печь, ни у одного преобразователя, а следовательно, и у всей системы не может быть доведена до полной 50 мощности траноформаторов.

Целью изобретения является получение в нагрузке активной мощности, равной полной мощности всех трансформаторов.

Укаэанная цель достигается тем, что s системе электропитания постоянным током мощных потребителей, на-, пример печей графитации, содержащей .регулируемые компенсированные блоки, 60 каждый из которых состоит из трансформатора с переключающим устройством, к трехфазным вторичным обмоткам которого подключены соединенные параллельно выпрямительные мосты с 65 неуправляемыми вентилями, компенсирующего устройства и дросселей насыщения, и регулируемые некомпенсированные блоки, состоящие каждый из трансформатора с переключающим устройством, к трехфазным вторичным обмоткам которого подключены соединенные параллельно выпрямительные мосты с неуправляемыми вентилями, :и дросселей насыщения, каждый из некомпенсированных. блоков снабжен компенсирующим устройством, причем в каждом из компенсированных и некомпенсированных блоков компенсирующее устройство включено между катодной группой вентилей выпрямительных мостов и одним из выходных выводов, а каждый из дросселей насыщения включен между точкой подключения вторичной обмотки соответствующей фазы и силовым электродом вентиля анодной группы выпрямительных мостов.

Снабжение каждого выпрямителя в системе электропитания компенсирующими устройствами, подсоединенными только с одной стороны выпрямительных мостов, и включение. дросселей насыщения только с другой стороны мостов обеспечивает подачу в печи активной мощности, равной полной мощности всех трансформаторов системы„ поскольку в этом случае в системе электропитания нет необходимости покрывать потребление реактивной мощности одних выпрямителей соседними выпрямителями, так как у каждого выпрямителя обеспечиваетсясозУ =1.

Это освобождает все выпрямители от потребления или генерирования .Реайтивной мощности, а следовательно, активная мощность каждого выпрямителя может быть доведена до полной мощности его трансформатора. В связи с этим активная мощность, подаваемая системой электропитания в печь графитации, может быть доведена до полной мощности всех трансформаторов системы. При этом Goal питающей сети сохраняется неизменным.

На чертеже приведена блок-схема системы электропитания графитировочной печи с развернутой схемой одного из преобразователей.

Система электропитания графитировочной печи 1 содержит регулируемые компенсированные выпрямители 2, имеющие трансформатор 3 с переключающим устройством, выпрямительные мосты с неуправляемыми вентилями 4, с одной стороны которых подсоединены компенсирующие устройства 5, а с другой стороны - дроссели насыщения 6.

При работе системы электропитания отставание по фазе первичного тока каждого выпрямителя от напряжения сети из-за индуктивного сопротивления трансформатора 3 и управляющего

251

ВНИИПИ Заказ 1921/74 Тираж 685 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

1005 действия дросселей насыщения 6 устраняется обратным действием компенсирующих устройств 5, в результате чего Соз Ч преобразователей 2 равен единице, что после включения системы электропитания сохраняет Со6 9 питающей сети и обеспечивает возможность подачи в печь активной мощности, равной полной мощности всех трансформаторов системы. Регулирование активной мощности, подаваемой в печь, 10 осуществляется ступенчато переключением отпаек трансформатора 3 и плавно с помощью дросселей насыщения 6.

Использование предлагаемой систе- 15 мы электропитания графитировочных печей .позволяет по сравнению с известной, довести активную мощность, вводимую в печь, до полной мощности всех трансформаторов системы, так 2р как снабжение каждого выпрямителя компенсирующими устройствами, включенными только с одной стороны выпрямительиых мостов, и включение дросселей насыщения только с другой стороны мостов освобождает каждый выпрямитель от потребления или генерирования реактивной мощности. Таким образом, по сравнению с известной все выпрямители предлагаемой системы передают в нагрузку дополнительную активную мощность, примерно равную . 10% от номинальной мощности трансформатора. A это, в свою очередь, при изготовлении электродов в графитировочных печах позволяет при прежних установленных мощностях трансформаторов сократить длительность кампании графитации, повысить производительность печей и получить элект-. роды более высокого качества. формула изобретения

Система электропитания постоянным током мощных потребителей, например печей графитации, содержащая регулируемые компенсированные блоки, каждый из которых состоит из трансформатора с переключающим устройством, к трехфазным вторичным обмоткам которого подключены соединенные параллельно выпрямительные мосты с неуправляемыми вентилями, компенсирующего устройства и дросселей насыщения, и регулируемые некомпенсированные блоки; состоящие каждый из трансформатора с переключающим устройством, к трехфазным вторичным обмоткам которого подключены соединенные параллельно выпрямительные мосты с неуправляемыми вентилями, и дросселей насыщения, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью получения в нагрузке активной мощности, равной полной мощности всех трансформаторов, каждый из некомпенсированных блоков снабжен компенсирующим устройством, причем в каждом из компенсированных и некомпенсированных блоков компенсирующее устройство включено между катодной группой вентилей выпрямительных мостов.и одним из выходных выводов, а каждый из дросселей насыщения включен между точкой подключения вторичной обмотки соответствующей фазы и силовым электродом вентиля анодной группы выпрямительных мостов.