Устройство для питания мощных электропечей переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H05B3/60 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ МОЩНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ

1

Изобретение относится к электротермни и прецназначено для электропитания .печей сопротивления прямого нагрева, таких, например, как печей графитации и карборундовых, а также других электропечей.

Известно устройство для питания электропечей, питающихся от специальных печных трансформаторов через многоамперных токопровод - короткую сеть. На низшей или высшей сторонах печного Трансформатора включаются устройства поперечной компенсации реактивной мошности для повышения коэффициента мощности созЧ всей электропечной установки 13 .

Недостаток данного устройства состоит в невозможности передачи полной мощности трансформатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст- Iройство для питания мощных электропечей переменного тока, содержащее печПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ной трансформатор, к выводам которого t подсоединена короткая сеть, выполненная из щихтованных и оцнополярных шинопа- кетов для токов прямого и обратного направления, и блок поперечной i компенсации реактивной мощности с уалом подключения его к короткой сети 2 .

Недостаток данного устройства заключаетЬя в невозможности передачи полной мошности печного трансформатора в активное сопротивление печной установки.

Цель изобретения - повышение производительности электропечной установки путем увеличения передаваемой активной мощности.

Указанная цель достигается тем, что участок короткой сети, находящийся между печным трансформатором и узлом подключения блока компенсации, вьшол- нен в виде петли, образованной разнесенными однополярными щинопакетами для токов прямого и обратного направ- ления, индуктивное сопротивление которой равно инцукт14вному сопротивлению печи и участка короткой сети между печью и узлом подключения блока компенсации. Выполнив, согласно изобретению, учас ток короткойсети, находящийся между печным трансформатором и узлом подюйо чения устройства компенсации, в вице прямоугольной петли, образованной разнесенными оцнополярными шинопакетами, несущими ГОК прямого и обратного напра ления, в зависимости от размеров этой петли получаем необходимое значение индуктивного сопротивления. Таким образом, между печным трансформатором и узлом поцключения блоки поперечной компенсации создается участок короткой сети с индуктивным сопротивлением, соизмеримым с инцукгивным сопротивлением, состоящим из индуктивных сопротивлений печи и участка короткой сети между печью и узлом подключения блока компенсации. На фиг. 1 изображена эквивалентная cxf ма питания печи; на фиг. 2 - векторная диаграмма, токов и напряжений для схемы фиг. li на фиг. 3 - пример выполнения конструкции участка короткой сети между печным трансформатором и узлом подключения блока компенсации. На фиг. 1 приведена эквивалентная схема предлагаемой системы питания, - индуктивное сопротивление х. ,. ..„.„j,. ...„„«V- ,--,..,., электропечного контура, состоящее из индуктивного сопротивления печного транс форматора и индуктивного сопротивления участка короткой сети, который находится между печным трансформа гором и узлом пoд cлючeния компенсирующего устройства, В - индуктивное сопротивление %2 , состоящее из индуктивного сопротивления печи и индуктивного сопротивления участка короткой сети, которьй находится между узлом подключения компенсирующего устройства и печью; В - емкость конденсаторной батареи )i - Г - суммарное активное сопротивленце электропечного контура f , состоящее из активных .сопротивлений короткой сети и печи; - TOJK в цепи конденсаторной батареи, ток в цепи нагрузки; :3 - ток источника питания. Индуктивное сопротивление А примерно равно индуктивному сопротивлению Б, т.е. . Емкость конденсаторной батареи В такова, что коэффициент мощности на вхо 10 074 це электропечного контура.остается неизменным, например, Cos 1. Векторная диаграмма токов и напряжений для данного случая приведена на фиг. 2, где (J - падение напряже ния на индуктивном сопротивлении А, (JY. падение напряжения на индуктивном сопротивлении Б. Поскольку векторы тока питания J.. и напряжения пигания Урит совпадают по-фазе, то вектор падения напряжения всегда перпендикулярен вектору, , Вектор и/у) всегда является гипотенузой прямоугольного треугольника напряжений ОАВ, на которую опираются взаимно-перпендикулярные векторы-катеты . На этот же вектор-гипотенузу IJ опираются взаимно перпендикулярные векгорыкатеты UR и Ux2. образуя прямоугольный треугольник ОАС. При равенстве векторов Ux2BSKторная диаграмма симметрична относительно вектора напряжения Uyj; (ОА), треугольники ОАВ и ОАС равны, из чего следует равенство векторов ОВ и ОС, т.е. Таким образом, мощность печного трансформатора полностью передается в активное сопротивление R , т.е. активная мощность электропечной установки повыщается по сравнению с существующей системой питания и определяется как Р-. На фиг. 3 изображена конструкция участка короткой сети между трансформатором и узлом подключения устройства компенсации. Устройство для питания электропечей . переменного тока состоит из печного трансформатора 1, к выводам которого подсоединена короткая сеть 2, выполнен-, ная из щихтованных 3 и однополярных 4 щинопакетов, и блок 5 поперечной компенсации реактивной мощности 5с узлом 6 подключения его к короткой сети. При этом величина индуктивного сопротивления участка короткой сети между печным трансформатором 1 и узлом 6 подключения блока компенсации, обусла&ливающая величину индуктивного сопротивления А, изменяется в зависимости от расстояния между однополярными щинопакетйми 4 прямоугольной петли. Предлагаемое устройство для питания, эквивалентная схема замещения которого соответствует фиг. 1, работает следующи образом. Компенсация индуктивного сопротивления Б печи и участка короткой сети, находящегося между печью и узлом 6 подключения блока компенсации, в данном случае осуществляется конденсаторной батареей параллельным способом. Компенсация же индуктивного сопротивления участка короткой сети между печным трансформатором 1 и узлом 6 подключения компенсации осуществляется последовательным способом. Обеспечив на входе цепи значение Cosf 1, в последовательном контуре, состоящем из индуктивного сопротивления А и активно-емкостно го сопротивления, эквивалентного двум параллельным ветвям В и Б, схемы, создается резонанс напряжений, при котором напряжение на емкости В превышает напряжение питания . В результате увеличивается напряжение на активном сопротивлении, что приводит согласно выражения (1) к росту активной мощности Rj и производительнос ти печи.В реальных печных установках не обязательно точно доводить значение индуктивного сопротивления X-i цо значения Хо Р этом потребуется значительная мощность устройства компенсации. Увеличение значения х в этом случае определяется необходимым повыше нием активной мощности Pj. Таким образом, предложение позводя- ет увеличить активную мопшость электро печи на 10% по сравнению с известными устройствами и получить экономический эффект от производства дополнигепьной продукции на 10ОО т условного объема в размере 9ООО руб. в год. Формула изобретения Устрсйство а ля питания мощньЬс элек«тропечей переменного тока, содержащее печной трансформатор, к выводам которого подсоединена короткая сеть, выпол-, ненная из шихтованных и однополярньк щинопакетов для токов прямого и обрат ного направления, и блок поперечной компенсации реактивной мощности с узлом подключения его к короткой сети, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности электро- печной установки путем увеличения передаваемой активной мощности, участок ., короткой сети, нахоа5пцийся между печным трансформатором и узлом подключения блока компенсации, выполнен в вице пет ли, образованной разнесенными однополя{ ными щинопакетами для токов прямого и обратного направления, индуктивное сопротивление которой равно индуктивному сопротивлению печи и участка короткой сети между печью и узЛом подключения блока компенсации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Данцис Я. Б. и Жилов Г. М. Иокусственная компенсация реактивной мошности электропечей. Л., Энергия, 1971, с. 26-28. 2. Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей. Под ред. Я. Б. Данциса, М., Энергия, 1974. 6.

Ixc S

Фиг,.1

iut.Z

UK

нагр.