Устройство для электропитания двух трехфазных дуговых электропечей Советский патент 1983 года по МПК H05B7/144 H02J3/18 

о

05

4;

X 00 Изобретение относится к электротекнике и может быть применено для электроснабжения группы из двух дуговых сталеплавильных печей. Известно устройство для питания дуговьк электропечей, содержащее однофазные трансформаторные агрегат калодый из которых выполнен из главного и вольтодобавочного трансформа торов с регулировочными обмотками, соединенными в замкнутую цепь, -в которую включена конденсаторная батарея ij . Недостатком указанного устройств является низкий коэффициент мощност Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для электропитания двух трехфазных дуговых электропечей, содержащее трехфазный понижающий трансформатор, два печных трехфазных трансформатора, первичные обмот ки которых связаны с вторичными обмотками понижающего трансформатора, а вторичные обмотки печных трансфор маторов соединены с электродами печей, конденсаторную батарею, тиристорный ключ и реактор 2 . Недостатком данного устройства является наличие специального сложного трехобмоточного вольтодобавочного трансформатора с переключателе отпаек, осуществляющим регулировани напряжения в зависимости от режима печи, что снижает надежность устрой ства . Цель изобретения - повьошение надежности энергоснабжения и повышени производительности электропечей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для электропитания двух трехфазных дуговых электропечей, содержащем трехфазный понижающий трансформатор, два печных трансформатора, первичные обмот ки которых связаны с вторичными обмотками понижающего трансформатора, а вторичные обмотки печных трансфор маторов соединены с электродами печей, конденсаторную.батарею, тиристорный ключ и реактор, фазные перви ные обмотки одного печного трансфор матора соединены с началами, а второго - с концами вторичных фазных обмоток понижающего трансформатора, между нулевыми выводами первичных обмоток печных трансформаторов вклю чена конденсаторная батарея, шунтированная тиристорным ключом с реактором, а к началам и концам вторичных фазных обмоток понижающего тран форматора подключены шунтирующие клю чи. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит понижающ,ий трансформатор 1, первичные обмотки которого подключены к питающей сети, вторичные обмотки своими началами 2-4 подключены посредством выключателя 5 к первичным обмоткам электропечного трансформатора 6, а концами 7-9 аналогично подключены посредством выключателя 10 к первичным обмоткам электропечного трансформатора 11. К началам и концам обмоток 2-4, 7-9 понижающего трансформатора 1 подключены шунтируювдие выключатели 12 и 13. Между нулевыми выводами первичных обмоток электропечных трансформаторов 6 и 11 включена емкость 14 посредством вспомогательных выключателей 15 и 16. Параллельно емкости включен реактор 17 и биполярный тиристорный ключ 18. Схема может быть дополнена вспомогательным выключателем 19, включенным параллельно емкости. В нормальном режиме выключатели 5 и 10 и вспомогательный выключатель 15 включены, шунтирующие выключатели 12 и 13 и вспомогательный выключатель 19 отключены. При этом осуществляется электроснабжение дуговых электропечей. Цикл работы дуговой печи включает в себя два различных с точки зрения электропотребления этапа. На первом этапе осуществляется расплав шихты. При этом печь потребляет- резкопеременную нагрузку, создает толчки реактивной мощности и колебания напряжения в сети. Наибольший толчок реактивной мощности возникает при технологическом коротком закикании электропечного трансформатора со стороны низшего напряжения. При обычной схеме подключения электропечных трансформаторов, когда работают параллельно, например, две электропечи, толчок реактивной мощности, связанный с технологическим коротким замыканием в одной печи, вызывает падение напряжения в точке подключения второй печи и уменьшение мощности, вводимой в нее. Это вызывает снижение производительности второй печи. Аналогично и влияние второй печи на первую. Установлено, что отклонение напряЖения на 5% вызывает уменьшение производительности электропечи на 7%. Предлагаемое устройство лишено указанного недостатка. Так, при технологическом коротком замыкании со стороны вторичных обмоток электропечно.го трансформатора 6 на первичных обмотках трансформатора падает напряжение. Вследствие того, что относительно обмоток понижающего трансформатора первичные обмотки электропечных трансформаторов вкг-: чены последовательно, при уменьшении напряжения на обмотках трансформатора б увеличивается напряжение на обмотках электропечного трансформатора 11. При этом мощность вводимая в электропечь, возрастает. Обычно электропечные трансформато ры выполняются со значительным внутренним сопротивлением. При этом ток к.з. при закорачивании фаз внутри ванны ограничен сопротивлением трансформатора и реактора, встроенного в трансформатор, обычно этот ток составляет (3-4) Э нo, трансформатора. Подобные замыкания предусмотрены технологией и обычно ликвидируются .системой автоматики движения электро дов или самоликвидируются за счет передвижения шихты. Выключатели со стороны высшего напряжения электропечного трансформатора отключаются только при неустраняющемся коротком замыканкк с низкой стороны со значительной выдержкой времени. В режиме расплава технологические короткие замыкания или режимы, близкие к ним, происходят часто. При всех этих режимах осуществляется параметрическое влияние электро печей друг на друга - одна электропечь помогает другой. Если происходит отключение выключателя 5 и требуется некоторое 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 выключ а тел ь 13. Влияние дуговых электропечей друг на друга уменьшается в предлагаемом устройстве также системой компенсации реактивной мощности, которая дей ствует параметрически. При толчке на грузки одной из печей, обычно происходящей в одной или двух фазах, возрастает напряжение между нулевыми вы водами электропечных трансформаторов б,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 из печей потребляет реактивную, а вторая - активную мощность. Таким образом, емкость 14 действует параметрически . Параллельно вклк-ченный тиристорный ключ 18 и реактор 17 выполняют при необходимости функцию регулирования реактивной мощности путем фаэового управления тиристорами. Кроме того, тиристорный ключ осуществляет быстродействующую шунтироЕку емкости при увеличении напряжения на емкости 14 выше допустимого. В режиме расплава,.т.е. резкопеременных случайных толчков реактивной мощности,по емкости протекает ток, основная эрмоника 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 повьаиенными частотами, например саволовые конденсаторы . Рассмотренный принцип подключения может быть применен для питания других резкопеременных нагрузок как со случайными, так и с детерминироганными 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 возможность подключёния электропечи к мощной сети без реакторов. Это обстоятельство обусловлено тем, что при коротком замыкании в любой точке сети между понижающим 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.

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.