Устройство для электропитания двух трехфазных дуговых электропечей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДВУХ ТРЕХФАЗНЫХ ДУГОВЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ , содержащее трехфазный понижающий трансформатор, два печных .трехфазных трансформатора, первичные обмотки которых связаны с вторичными обмотками понижающего трансформатора. а вторичные обмотки печных трансформаторов соединены с электродами печей , конденсаторную батарею, тиристорный ключ и реактор, отличающееся тем, 4to, с целью повышения надежности энергоснабжения и повышения производительности электропечей , фазные первичные обмотки од- , ного печного трансформатора соединены с началами, а второго - с концами вторичных фазных обмоток понижающего трансформатора, между нулевыми выводами первичных обмоток печных трансформаторов включена конденсаторная батарея, шунтированная тиристорным ключом с реактором, а к началам и концам вторичных фазных обмоток по- j нижающего трансформатора подключены (Л шунтирующие ключи.

(19) (П) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИК

3(51) Н 05 В 7 144 Н 02 3 3

ВСЕСОЮ3й::-.."

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

БИБЛК0ТЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3434156/24-07 (22) 07.05.82 (46) 30.12.83. Бюл. )) 48 (72), Г. К. Рубашов (71) Ленинградское проектно-экспериментальное отделение Института

"ВНИИпроектэлектромонтаж" (53) 621.365.22 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 383227, кл. H 05 е 7/144, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 641660, кл . Н 05 В 7/144, 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЬУХ ТРЕХФАЗНЫХ ДУГОВЫХ 3JIEKTPCПЕЧЕЙ, содержащее трехфазный понижающий трансформатор, два печных трехфазных трансформатора, первичные обмотки которых связаны с вторичными обмотками понижающего трансформатора, а вторичные обмотки печных трансформаторов соединены с электродами печей, конденсаторную батарею, тиристорный ключ и реактор, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности энергоснабжения и повышения производительности электропечей, фазные первичные обмотки одного печного трансформатора соединены с началами, а второго - с концами вторичных фазных обмоток понижающего трансформатора, между нулевыми выводами первичных:обмоток печных трансформаторов включена конденсаторная батарея, шунтированная тиристорным ключом с реактором, а к началам и концам вторичных фазных обмоток по- Pg нижающего трансформатора подключены шунтирующие ключи.

1064483

Изобретение относится к электро которого подключены к питающей сети, технике и может быть применено для вторичные обмотки своими началами 2-4 электроснабжения группы из двух ду- подключены посредством выключателя 5 говых сталеплавильных печей. к первичным обмоткам электропечного

Известно устройство для питания трансформатора 6, а концами 7-9 дуговых электропечей, содержащее 5 аналогично подключены посредством однофазные трансформаторные агрегаты, выключателя 10 к первичным обмоткам каждый из которых выполнен из глав- электропечного трансформатора 11. К ного и вольтодобавочного трансформа- началам и концам обмоток 2-4, 7-9 торов с регулировочными обмотками, понижающего трансформатора 1 подклюсоединенными в замкнутую цепь, в 10 чены шунтирующие выключатели 12 и 13. которую включена конденсаторная ба- Между нулевыми выводами первичных тарея (1) . обмоток электропечных трансформатоНедостатком указанного устройства ров 6 и 11 включена емкость 14 появляется низкий коэффициент мощности. средством вспомогательных выключаНаиболее близким по технической 5 телей 15 и 16. Параллельно емкости сущности к предлагаемому является включен реактор 17 и биполярный тириустройство для электропитания двух сторный ключ 18. трехфазных дуговых электропечей, Схема может быть дополнена вспомосодержащее трехфазный понижающий гательным выключателем 19, включентрансформатор, два печных трехфаз- ным параллельно емкости

20 ных трансформатора, первичные обмот- В нормальном режиме выключатели ки которых связаны с вторичными об- 5 и 10 и вспомогательный выключатель мотками понижающего трансформатора, 15 включены, шунтирующие выключатели а вторичные обмотки печных трансфор- 12 и 13 и вспомогательный выключаматоров соединены с электродами пе- тель 19 отключены. При этом осущестчей, конденсаторную батарею, тирис- вляется электроснабжение дуговых

25 торный ключ и реактор (2J . электропечей.

Недостатком данного устройства Цикл работы дуговой печи включает является наличие специального слож- в себя два различных с точки зрения ного трехобмоточного вольтодобавоч- электропотребления этапа. На первом ного трансформатора с переключателем 30 этапе осуществляется расплав шихты. отпаек, осуществлякщим регулирование При этом печь потребляет резкопере.напряжения в зависимости от режима менную нагрузку, создает толчки репечи, что снижает надежность устрой- активной мошности и колебания напряжения в сети. Наибольший толчок реЦель изобретения — повышение на- 35 активной мощности возникает при техдежности энергоснабжения и повышение нологическом коротком замыкании производительности электропечей. электропечного трансформатора со стороны низшего напряжения. При "обычной" схеме подключения электропечных питания двух трехфазных дуговых 40 трансформаторов, когда работают паэлектропечей, содержащем трехфазный раллельно, например, две электропечи, понижающий трансформато ва печр ф Р ор два печ- толчок реактивной мощности, связанных трансформатора, первичные обмот ный с технологическим коротким замыки которых связаны с вторичными обмотками понижающего транс о мато а канием в одной печи, вызывает падение

Р форматора, 45 напряжения в точке подключения втоа вторичные обмотки печных трансфоРа сфор рой печи и уменьшение мощности, ввоматоров соединены с электродами печей конд димой в нее. Это вызывает снижение производительности второй печи, Аначе, конденсаторную батарею, тиристорный ключ и реактор, фазные пе вичР Ф ервич логично и влияние второй печи на ные обмотки одного печного трансфор50 первую матора соединены с началами, а вто- Установлено, что отклонение напряобмоток понижакю рого — с концами вторичных фазных жения на 5Ъ вызывает уменьшение производительности электропечи на 7% . о моток понижакщего трансформатора, обМоток печн между нулевыми выводами первичных Предлагаемое устройство лишено укао моток печных трансформаторов вклю- н„ занного недостатка. Так, при техночена конденсаторная батарея, шунтилогическом коротком замыкании со сторованная тиристорным ключом с реак- роны вторичных обмоток электропечно-. ,го трансформатора 6 на первичных обтором, а к началам и концам вторичных Фазных обмоток понижающего транс- форматора подкл ора подключены шунтирующие клюмотках трансформатора падает напрячи. жение °

Вследствие того, что относительНа чертеже и е ставлена сх но обмоток понижакщего трансформатора первичные обмотки электропечных трансформаторов вкпб .,чены последова ф p p, первичные обмотки 65 при уменьшении напряжения на обмотках ательно, 1064483 трансформатора 6 увеличивается напряжение на обмотках электропечного трансформатора 11. При этом мощность, вводимая в электропечь, возрастает.

Обычно электропечные трансформаторы выполняются со значительным внутренним сопротивлением. При этом ток к.з. при закорачивании фаз внутри ванны ограничен сопротивлением трансформатора и реактора, встроенного в трансфсрматор обычно этот ток составляет (3-4) 3 „ трансформатора.

Подобные замыкания предусмотрены технологией и обычно ликвидируются .системой автоматики движения электродов или самоликвидируются за счет передвижения шихты. Выключатели со стороны высшего напряжения электропечного трансформатора отключаются только при неустраняющемся коротком замыкании с низкой стороны со зна- 20 чительной выдержкой времени. В режиме расплава технологические короткие замыкания или режимы, близкие к ним, происходят часто.

При всех этих режимах осуществля- 25 ется параметрическое влияние электропечей друг на друга — одна электропечь "помогает другой.

Если происходит отключение выключателя 5 и требуется некоторое 30 время для устранения неполадок в электропечи — смена электрода и т.п., включается шунтирующий выключатель

12 и осуществляется традиционное электроснабжение электропечи.

Аналогично при отключении выключателя 10 от защиты включается шунтирующий выключатель 13.

Влияние дуговых электропечей друг

:на друга уменьшается в предлагаемом устройстве также системой компенсации реактивной мощности, которая действует параметрически. При толчке нагрузки одной из печей, обычно происходящей в одной или двух фазах, возрастает напряжение между нулев и вы-45 водами электропечных трансформаторов, 6,и 11, и емкость 14 оказывается включенной последовательно в контур электрического трансформатора. Ток емкости возрастает по мере увеличения разности напряжения нулевых точек. Наибольшая разность, когда одна иэ печей потребляет реактивную, а вторая - активную мощность . Таким образом, емкость 14 действует пара- 55 метрически.

Параллельно вклкченный тиристорный ключ 18 и реактор 17 выполнякт при необходимости функцию регулирования реактивной мощности путем фазового управления тиристорами. Кроме того, тиристорный ключ осуществляет быстродействующую шунтировку емкости при увеличении напряжения на емкости

14 выше допустимого.

В режиме расплава, т.е. резкопеременных случайных толчков реактивной мощности,по емкости протекает ток, основная гармоника которого имеет утроенную по сравнению: с сетью частоту. Это позволяет теоретически форсировать работу емкости в 9 раз. Реальная форсировка получается меньше за. счет активных потерь. В режиме рафинирования, характеризующемся спокойной нагрузкой, включением вспомогательного выключателя 19 устройство компенсации может быть выведено из работы.

Учитывая повышенную частоту работы, при реализации схемы необходимо использовать силовые конденсаторы 14, рассчитанные на работу с повышенными частотами, например саволовые конденсаторы.

Рассмотренный принцип подключения может быть применен для питания других резкопеременных нагрузок как со случайными, так и с детерминированными режимами, при которых потребляется реактивная мощность, например для питания вентильных нагрузок со сдвинутыми во времени моментами коммутации и т.п.

Преимуществом предлагаемого устройства является также воэможность подключения электропечи к мощной сети без реакторов. Это обстоятельство обусловлено тем, что при коротком замыкании в любой точке сети между понижакщим и электропечным трансформаторами ток к.з. ограничен сопротивлением оставшегося в работе электропечного трансформатора.

Экономический эффект от использования изобретения определяется повышением надежности электропитания за счет параметричности действия устройства и увеличением производительности электропечных агрегатов и составляет

3 тыс. руб. на 1 т полезного объема электропечи.

1064483

Заказ 10364/60

Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Составитель Г. Тараканова

Редактор Е. Кривина Техреду.Гергель Корректор A. Ференц