Устройство для стабилизации режима потребления электроэнергии дуговой трехфазной электропечи

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и уменьшение бросков тока. Регулятор обеспечивает обычную работу печи в спокойных режимах, не близких к короткому замыканию, и обеспечивает регулирование при режимах горения дуг, близких к короткому замыканию или возникшему короткому замыканию, заключающееся в снижении уровня питающего напряжения. Переключатель каналов управления обеспечивает три режима работы устройства: режим работы с форсированием времени ликвидации короткого замыкания, режим работы с регулированием питающего напряжения и режим работы с форсированием времени ликвидации короткого замыкания и регулирования питающего напряжения. 1 ил.

союз соВетских социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 05 В 7 148 твв »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ по изОБРетениям и ОТКРытиям пРи Гннт сссР (21) 4422722/24-07 (22) 01.03.88 (46) 15. 08.90. Бюл. М 30 (71) Центральное производственно-техническое предприятие "Центроэнергочермет" (72) И. А. Игнатов, О. А. Бадажков, Р, В. Минеев, А, И. Коробов и Н. В. Мойкин (53) 621.365.22(088.8) (56) Свенчанский А, Д. Электрические промышленные печи. М.: Энергоиздат, 1981.

Tom SjohwistThyristor svistshed

capasitors for reactive -рооег compensation. l B0N gnd STEED INCINEERS.

April 1977, vol, 54. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ РЕЖИМА ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ДУГОВОЙ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ

Изобретение относится к электротермии, а именно к устройствам регулирования тока электропечи, и может быть использовано в дуговых сталеплавильнык печах различных типов, мощностей и емкостей, Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и уменьшение бросков тока.

На чертеже представлена блок-схема устройства, К высоковольтным выводам печного трансформатора дуговой сталеплавильной печи 1 подключен блок 2 компенсации реактивной мощности. На входы блока,.2 подключены выходы датчиков 3, 4, 5 напряжения дуг трех фаз печи и,Я0„„1585906 А 1.2 (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии и уменьшение бросков тока. Регулятор обеспечивает обычную работу печи в спокойных режимах, не близких к короткому замыканию и регулирование при режимах горения дуг, близких к короткому замыканию или возникшему короткому замыканию, заключающееся в снижении уровня питающего напряжения. Переключатель каналов управления обеспечивает три режи ма работы устройства; режим работы с форсированием времени ликвидации ко.роткого замыкания, режим работы с регулированием питающего напряжения и режим работы с форсированием времени ликвидации короткого замыкания и регулирования питающего напряжения.

1 иле датчиков б, 7, 8 тока дуг трех фаз печи. Каждая фаза печи 1 имеет тиристорные регуляторы 9, 10, 11 напряжения, подключенные своими входами к питающей сети, а выходами — к первичной обмотке печного трансформатора печи 1. Выходы датчиков 3, 4, 5 на пряжения дуг печи подключены соответственно на входы блоков 12, 13, 14 изменения фазы напряжения ° Выходы

: датчиков тока соединены с входами блоков:изменения фазы тока 15, 16, 17. Два входа блоков 18; 19, 20 формирования первичных сигналов-импульсов подключены к выходам датчиков 3, 4, 5 напряжения и выходам блоков 12, 13, 14 изменения фазы напряжения. Два

3 1585906 4 входа блоков 21, 22, 23 формирования вторичных сигналов-импульсов соединены с выходами цатчиков 6, 7, 8 тока, выходы блоков 18 и 21 формирования. первичных и вторичных сигналов импульсов фазы А соединены с входами блока 24 формирования третьих сигналов-импульсов фазы А, выходы блоков

19 и 22 формирования первичных и вто- 10 ричных сигналов-импульсов фазы В соединены с входами блока 25 формирования третьих сигналов-импульсов фазы

В, выходы блоков 20 и 23 формирования первичных и вторичных сигналов-импуль15 сов фазы С соединены с входами блока

26 формирования третьих сигналов-импульсов фазы С, Выход блока 24 формирования третьих сигналов-импульсов фазы А,через последовательно соединенные блок 27 счета третьих сигналовимпульсов фазы А, второй вход которого соединен с выходом блока 28 задания времени счета, блок 29 цифроаналогового преобразования, блок 30 25 сравнения третьих сигналов фазы А„ второй вход которого соединен с вьмодом от блока 21 задания нормированного уровня, блок 32 задания тиристорного регулятора 9 напряжения фа.зы А, подключен на вход фазы А переключате- . ля 33 каналов управления. Такие же цепочки при помощи аналогичных блоков

34-39 собираются для фазы В и при помощи блоков 40-45 для фазы С. При одинаковьм .условиях горения электричес35 ких дуг фаз А, В и С вторые входы блоков 27, 34 и 40 можно, например, подключить на выход блока 28, а блоки

35 и 41 из схемы исключить; вторые же входы блоков 30, 3.7 и 43 подключить к выходу блока 31, а блоки 38 и 44 из схемы исключить. Второй выход фазы А переключателя 33 каналов управления через блок 46 сложения задания фазы А подключен к входу тиристорного регулятора 9. Аналогично второй вьмод фазы

В переключателя 33 через блок 47 подключен к входу регулятора 10 фазы В, а второй выход фазы С переключателя к 48 — к Bxogy регу t1 фазы С, Второй выход фазы А переключателя 33 каналов управления под.ключен к второму входу блока 49 кор-, рекции задания тиристорного регулятора 9 напряжения фазы А. Аналогично второй выход фазы В включен на второй вход блока коррекции 50, а второй вьмод фазы С вЂ” на второй вход блока коррекции 51. Выход блока 52 задания напряжения соединен с первыми входами упомянутых блоков 49, 50 и 51 фаз А, В и соответственно С. Выход блока 49 через соединенные параллельно аналогичные блоки 53 и 54 подключен на второй вход блока 46 сложения задания. Такие же цепочки собираются при помощи блоков коррекции 50, 55, 56 -. для фазы В и 51, 57, 58 для фазы С.

При этом вторые входы блоков 53-58 подключены: блок 57 — к первому выходу фазы В переключателя 33, блок 58— фазы А, блок 55 — фазы С, блок 56— фазы А, блок 53 — фазы С, блок 54— фазы В.

Выходы переключателя 33 каналов управления соединены через блоки ïåрключения 59, 60, 61 с входами регу1 ляторов 62-64 мощности каждой фазы и с входом блоков 65-67 ускоренного перемещения электродов.

Устройство для трехфазной дуговой сталеплавильной печи промышленной частоты питания работает следующим образом.. Полученные при.помощи датчиков напряжения 3, 4 и 5 фаз А, В и С электрические сигналы, пропорциональные мгновенным значениям напряжения дуг фаз А, В, С,.а также сигналы мгновенных значений напряжения дуг фаз, измененные по фазе на 7 при помощи блоков 12, 13 и 14 изменения фаз.,А, В, С, сравниваются в блоках 18 — фазы А, 19 — фазы В, 20 — фазы С формирования первичных сигналов-импульсов.

Полученные при помощи датчиков тока

6 - фазы А, 7 — фазы В, 8 — фазы С индивидуально в каждой фазе электрические сигналы, пропорциональные мгновенным значениям тока дуг фаэ, а также сигналы мгновенных значений тока дуг, измененные по фазе на 7 при помощи блоков изменения фазы 15— фазы А, 16 — фазы В, 17 — фазы С, сравниваются в блоках 21 - фазы А, 22 — фазы В, 23 — фазы С формирования вторичных сигналов-импульсов. В моменты равенства амплйтуд измеренных и сдвинутых по фазе сигналов напряжений и токов дуг печи формируются первичные и вторичные сигналы-импульсы, причем передний фронт данных импульсов получается при нечетных номерах равенства амплитуд, а задний фронт — при четных номерах

1585906 б соответствии с ния сигналы рассогласования поступают в блоки 32 вЂ, фазы А, 39 — фазы В, 45фазы С задания тиристорному регулятору напряжения, где и формируются сигналы управления тиристорным регулятором напряжения по фазам, пропорционально возникшему сигналу рассогласоа j = 1,3,5.. ° 2nj-1; вания и поступающие на вход переклю10 чателя 33 каналов управления. При этом сигнал на выходе блоков 32, 39, 45 появляется только при положительном сигнале рассогласования равенства амплитуд в ,„ закономерностью:

1 при U

1 а

0 при U; а i 1,3,5...2ni-1 ;

5 а i 2,4,6. ° .2ni, U> О, ° I

О г,1 при i. а г

О при

= О, Э иэм

У где U. i ° —. измеренные напряжение и ток дуги электрода;

1 °

U, i, — измененные по фазе наг пряжение и ток дуги эле- 15 ктрода; п, nj — порядковые номера равенства амплитуд измеренных и измененных по фазе сигналов напряжения и тока; а., а2 — первичные и вторичные 1 сигналы-импульсы.

Далее сравнивают индивидуально для кадой Фазы полу енные первичнь)е и 25 вторичные сигналы-импульсы в блоках

24 — фазы А, 25 — фазы Б, 26 — фазы

С формирования третьих сигналов-импульсов, Длительность третьих сигналов импульсов составляет не более 30

75 мкм в моменты несовпадения первичных и вторичных сигналов-импульсов.

Третьи сигналы-импульсы эа период времени 0,1 с, задаваемый блоками 28— фазы А, 35 — фазы В . 41 - фазы С за- - З5 дания времени счета, суммируются в блоках 27 — фазы А, 34 — фазы B 40— фазы С счета третьих сигналов-импульсов и при помощи цифроаналоговых преобразователей 29 — фазы А, 36 — фазы 4g

В, 42 — фазы С преобразуются в акала говые сигналы, по величине пропорциональные количеству полученных третьих сигналов-импульсов за время 0,1 с для каждой фазы. 45

На блоках задания 31 — фазы А, 38— фазы В, 44 — фазы С нормированного уровня третьих сигналов устанавливают величину сигнала, соответствующую величине сигнала, получаемого с выхода блоков 29, 36, 42 при количестве третьих сигналов-импульсов равном

400 1/с, Аналоговые сигналы, соответствующие по амплитуде количеству третьих сигналов-импульсов, поступают на вход блоков 30 — фазы А, 37 — фазы В, 43 — фазы С сравнения уровня третьих сигналов, где сравниваются с заданными. Полученные в результате сравнегде U — напряжение задания, формируемое для трех фаз блоками 31, 38и44;

Uz — уровень третьих сигналов, изм формируемый для трех фаз блоками 29, 36, 42.

Данное условие обеспечивает обычную работу печи в спокойных режимах, не близких к короткому замыканию, и регулирование при режимах горения дуг, близких к короткому замыканию или возникшему короткому замыканию, заключающееся в снижении уровня питающего напряжения.

Переключатель 33 каналов управления обеспечивает три режима работы устройства: режим работы с форсированием времени ликвидации короткого замыкания (выведены иэ работы блоки 46-58, ра ботают блоки 59-67); режим работы с регулированием питающего напряжения (выведены из работы блоки 59-67, работают блоки 4658)режим работы с форсированием времени ликвидации короткого замыкания и регулирования питающего напряжения (работают и блоки 59-67, и блоки 4658) .

В первом случае сигналы управления трех фаэ печи поступают на входы блоков 59 — фазы А, 60 — фазы В, 61 фазы С переключения, которые при уровне сигнала управления, равного например, 0,5 U3, отключают регуляторы мощности 62 — фазы А, 63 — фазы В, 64 — фазы С и включают в работу блоки 65 — фазы А, 66 — фазы В, 67 — фазы С ускоренного перемещения электродов, Управление производится индивидуально для.каждой фазы. При ликвидации короткого замыкания управляющий

1585906 сигнал на блоках 59, 60, 61 становится ниже порогового значения или, что наиболее вероятно, пропадает и схема возвращается в первоначальное положе5 ние, т.е. нормальный режим работы с включенными регуляторами мощности фаз ° Блок 62 играет роль источника пи-. тания.

В режиме работы с регулированием . 10 питающего напряжения сигналы управления трех фаз печи поступают на входы

;блоков 48 — фазы С, 47 — фазы В, 46 фазы А сложения задания и входы блоков 49-58 .коррекции задания, установ- 15 ка срабатывания которых пропорциональна П для каждой фазы. Управление регуляторами напряжения в данном случае будет следующее. Если электрод фазы А близок к короткому замыканию 20 или находится в состоянии короткого замыкания, а электроды фаз В и С на ходятся в нормальном режиме, управление тиристорным.регулятором 9 фазы А производится по цепочке блоков 32, 33, 46, 9. При этом сигнал управления пропорционален разности сигналов, полученных в блоке 30. Сигналы управления на выходах блоков 39, 45, 48, 47, 49-58 равны нулю. Напряжение на об- 30 мотке фазы А печного трансформатора уменьшается до 0,25 (при коротком замыкании от номинального пропорционально возникшему сигналу рассогласования с сохранением номинальным напря- 35 жения обмоток фаз В и С. Аналогичное управление производится для электродов фаз В и С в их состоянии, близком к короткому замыканию или при коротком замыкании. Схема предусматривает раз- 40 дельное управление по трем фазам печи с регулированием уровня питающего напряжения до 0,25 от номинального при состоянии электродов, близком к короткому замыканию. При коротком за- 45 мыкании фаз А и В сигнал от блока 52 поступает на второйвход блока46 поцепочкеблоков 58-57-54-48, а на второй вход блока 47 - по цепочке блоков 52, 50, 56, 47, Аналогичные цепочки рабо.тают при коротком замыкании электродов фаз А и С, В и С. При трехфазном коротком замыкании открыты все блоки коррекции задания. При возвращении электродов фаз в нормальное состояние управляющее воздействие прекращается, При совместном управлении производится форсированное устранение режима короткого замыкания с одновременным

Ф регулированием питающего напряжения за счет совместной работы всей схемы.

Таким образом, применение устройства позволяет сократить удельный расход электроэнергии на 4-67., снизить броски тока в энергопередающем тракте дуговой печи и эксплуатационные pclc ходы на 5-8Х.

Формула изобр етения

Устройство для стабилизации режима потребления электроэнергии дуговой трехфазной электропечи, содержащее блок компенсации реактивной мощности, каждый из трех выводов которого связан с одной из фаз первичной обмотки печного трансформатора, в каждой фазе печи — регулятор мощности и блок ускоренного перемещения электрода, датчик тока и датчик напряжения, выход датчика тока каждой фазы соединен с первым из двух для данной фа зы входом блока компенсации реактивной мощности, выход датчика напряжения каждой фазы соединен с вторым из двух для данной фазы входом блока компенсации реак-: тивной мощности, о т л и ч а.ю щ ее с я тем что, с целью снижения расхода электроэнергии и уменьшения бросков тока, оно дополнительно содержит блок задания напряжения, переключатель каналов управления и в каж-дой фазе печи тиристорный регулятор напряжения, включенный на первичной стороне печного трансформатора, блок изменения фазы тока и блок изменения фазы, напряжения дуги, блоки формирования первичных, вторичных и третьих сигналов-импульсов, блок счета третьих сигналов-импульсов, блок задания времени счета, блок цифроаналогового преобразования, .блок сравнения, блок задания нормированного уровня, блок задания тиристорного регулятора напряжения, по три блока коррекции задания тиристорного регулятора напряжения, блок сложения задания, блок переключения, первый выход которого соединен с входом регулятора мощности, второй — с входом блока ускоренного перемещения электрода, а вход— с первым из двух для данной фазы выходом переключателя каналов управления, выход датчика напряжения каждой фазы соединен с входом блока изменения фазы напряжения и первым входом блока формирования первичных сигна3 585906

10 лов-импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока изменения фазы напряжения, а выход — с первым входом блока формирования третьих сигналов-импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока формирования вторичных сигналов-импуль-; сов, а выход — с первым входом блока счета третьих сигналов-импульсов, вы- 1О ход датчика тока каждой фазы соединен с входом блока изменения фазы тока и первым входом блока формирования вторичных сигналов-импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока изменения фазы тока, второй вход блока счета третьих сигналов-импульсов соединен с выходом блока задания времени счета, а выход через блок цифроаналогового преобразования — с первьм входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания нормированного уровня, а выход через блок задания тиристорного регулятора напряжения — с одним из трех входов переключателя каналов управления, первые входы первых блоков коррекции задания тиристорного регулятора напряt жения соединены с выходом блока за" дания напряжения, второй вход каждого первого блока коррекции задания тиристорного регулятора напряжения соединен с вторым из двух для данной фазы выходом переключателя каналов управления, который соединен также с первым входом блока сложения задания этой фазы, с первыми входами второго блока коррекции задания тиристорного регулятора второй фазы и третьего блока коррекции задания тирис- . торного регулятора третьей фазы, выход первого блока коррекции задания тиристорного регулятора каждой фазы соединен с вторыми входами второго и третьего блоков коррекции задания тиристорного регулятора этой фазы, выходы которых соединены с вторым входом блока сложения задания, выход которого соединен с управляющим входом тиристорного регулятора напряжения данной фазы.