Автоматизированная система компенсации реактивной мощности дуговой электропечи Советский патент 1983 года по МПК H05B7/144 H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматизированным системам компенсации реактивной мощности электропечи при помощи синхронных электродвигателей, и может быть использовано для компенсации реактивной мощности, устранения возмущений, создаваемых дуговой сталеплавильной печью на внеш нюю систему электроснабжения. Известно использование синхронных электродвигателей для компенсации реактивной мощности в узле нагрузки, к которой они подключены. Ток возбу5кдения электродвигателей задается специальными воз.6удительны ми устройствами, способными изменят его значение либо вручную, согласно задаваемого графика, либо автоматически в зависимости от требуемой ем костной реактивной мощности ij . К .недостаткам указанных систем компенсации относится малый диапазо изменения тока машины, а следовател но, и генерируемой емкостной мощности, потому что машина загружается активной мощностью для выполнения работы по своему прямому назначению Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является автоматизированная система компенсации реактивной мощности дуговой электропечи, содержёццая связанный с питгиощей сетью через согласующий трансфор матор синхронный электродвигатель, обмотка возбуждения которого соединена с выходом тиристорного возбудительного блока, установленные на одг ном валу с электродвигателем генераторы пониженной частоты, соединенные выходом с обмотками статора элек тромагнитного перемешивания, а обмот .ки возбуждения генераторов связаны с двумя выходами блока управления тока ми возбуждения генераторов, соединен ного входом с задающим генератором, и блок вычисления реактивной мощности печи, вхсщы которого соединены с тремя трансформаторами тока и тран сформатором напряжения печи 2 . Недостаток известной системы заключается в низкой производительности печи, вызванной удорожением установки синхронных компенсаторов. Цель изобретения - повышение производительности печи. Поставленная цель достигается тем что автоматизированная система компенсации реактивной мощности дуговой электропечи, содержащая связанный с питанвдей сетью через согласующий трансформатор синхронный электродвигатель, обмотка возбуждения которого соединена с выходом тиристорного воз будительного блока, установленные на одном валу с электродвигателем генераторы пониженной частоты, соединенны рыходом с обмотками статора электромагнитного перемешивания, & обметки воз.буждения генераторов связаны с двумя выходами блока управления токами возбуждения генераторов, соединенного входом с задающим генератором, и блок вычисления реактивной мощности печи, входы которого соединены с тремя фазными трансформаторами тока и трансформатором напряжения печи, снабжена ключом, блоком вычисления тока возбуждения электродвигателя, блоком вычисления среднего линейного напряжения печи, блоком формирования напряжения задания и блоком ручного задания, первый вход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя соединен с выходом блока вычисления реактивной мсяцности печи, второй вход - с выходом блока вычисления среднего линейного напряжения, соединенного входом с.трансформатором напряжения, а выход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя через блок формирования напряжения задания связан с первым входом ключа, второй вход которого соединен с дополнительным выходом блока управления токами возбуждения генераторов, его третий вход - с блоком ручного задания, а его выход - q входом тиристорного возбудительного блока. На фиг. 1 представлены V-образные характеристики синхронного электродвигателя; на фиг. 2 - блок-схема системы компенсации реактивной мощности дуговой сталеплавильной печи. i К разъединителю 1 дуговой сталеплавильной печи 2 через масляные выключатели 3 подключены согласующий трансформатор 4 питания синхронного электродвигателя 5, генераторо б пониженного напряжения, статора 7 электромагнитного перемешивания металла и трансформатор 8 напряжения. Блок 9 вычисления реактивной мощности печи подключен первыми четырьмя входами к трем трансформаторам 10 тока, вторыми четырьмя входами к трансформатору 8 напряжения, к которому тремя входами подсоединен к блоку 11 вычисления среднего линейного напря-. жения печи. ЕЬгходал блоков 10 и 11 подключены соответственно к первому и второму входу блока 12 вычисления тока возбуждения электродвигателя 5, выход которого соединен блок формирования йапряжения задания, с первым входом ключа 14, соединенного выходом с тиристорным возбудительйы л блоком 15 электродвигателя 5, а вторым и третьим входами - соответственно с блоком 16 ручного задания и блоком 17 управления системами 18 возбуждения генераторов 6 напряжения пониженной частоты. Первые выходы генераторов 6 подключены к системам 18 тиристорного управления током во буждения генераторов 6, а входы запитаны от выходов задающего генератора 19. Автоматизированная система компе сации реактивной мощности дуговой электропечи работает следующим образом. Блок 9 вычисления реактивной мощ ности печи, выполненный на базе трех фазного счетчика или счетной техники формирует электрический сигнал, про порциснальный реактивной мощности печи Q . Блок 11 вычисления среднего линейного напряжения, выполненный на базе счетной техники, формирует эле трический сигнал, пропорциональный. среднему значению алгебраической суммы линейных напряжений Сигналы от блоков 9 и 11 вычисле НИН реактивной мощности печи и вычи ления среднего линейного напряжения попадают на первый и второй входы соответственно. блока 12, вычисления тока возбуждения (7g K-Q/y), синхронного двигателя 5, формирующе го электрический сигнал в функции реактивной мсяциости печи и среднего линейного напряжения в соответствии с поясняемой ниже закономерностью. В силу индуктивного характера реактивной мощности печи реактивная мощность электродвигателя 5 для необходимой компенсации должна носить емкостный характер. При этом в соответствии с фиг. 1 при активной нагрузке на валу двигателя 5 Р О зависимость изменения тока машины от тока возбуждения представлена ггравой частью кривой, т.е. ТГц 7 ,. В этом случае математически зависимость расчетного тока возбуждения от тока электродвигателя представляется выражением max о Подставив, в выражение (1) значени тока из формулы полной мощности при Р О, зависимость расчетного тока возбуждения от требуемой реактивной мощности и среднего значения линейно го напряжения имеет вид втех - о ma. Э„. -Ъ Q. Электрический сигнал блока 12, пропорциональный значению требуемого тока возбуждения (ТГв в К Q/U) электродвигателя, поступает на вход блока 13, в качестве которого может быть использован аналоговый усилитель. 8 аналоговом усилителе формируется сигнал задания, который подается на вход ключа 14..Работа ключа 14 зависит от режима работы электродвигателя 5, а именно, если печь 2 работает на расплав и электромагнитное перемешивание/совершенно не нужно, ключ 14 пропускает на вход тиристорного возбудительного блока 15 сигнал задания от блока 12, пропорциональный расчетному току возбуждения. Если же в режиме рафинирования требуется осуществить операции перемешивания жидкого металла или скачивания шлака из печи 2, одновременно с подачей задающих напряжений пониженной частоты от блока 17 управления системой возбуждения генераторов 6 на входы систем 18 тиристорного управления током возбуждения генераторов 6 подается сигнал на ключ 14, по которому прерывается канал подачи задающего напряжения от блока 13, пропорционального расчетному току возбуждения при активной мощности двигателя 5 Р О, но подключается канал подачи напряжения задания, пропорционального току возбуждения -в 2 .JBPO при активной мощности печи Р РНОМ выбираемого заранее на основе обработок статистических данных о значении реактивной мощности печи 2, и напряжения на шинах печи 2 в режиме рафинирования, но с расчетом того, что полная мощность двигателя 5 Чо Реализуемость предлагаемой автоматизированной системы компенсации реактивной мощности дуговой электропечи не вызывает каких-либо практических трудностей (блок 9 - счетчик реактивной энергии, блок 11 - не что иное, как блок су1 1ирования и трехкратного масштабирования, блок 12 блок деления Q иг U и пропорционального масштабирования д соответствии с уставкой К 7 ° , задаваемой Jmotx вручную или автоматически, ключ 14 простейший дискриминатор на две электрические цепй, т.е. все примененные блоки могут быть набраны на унифицированной серийной аппаратуре, в том числе и задающие генераторы, или реализованы на простейших вычи-, слительных микроэлементах электронной техники, выполняю&шх операции сложения, деления, умножения, дискриминации и т.д. . .

Применение предлагаемой автоматизированной систекял позволяет увеличить проиэводителвность печи, стабильность горения дуг и снизить возмущения, создаваекые печью во внешней электросети. При использовании

ее на печи ДСП-20 годовой экономический эффект на одну электропечь Составит 102,2 тыс.руб.при снижении времег ни расплавления на 0,12 ч за счет уменьшения колебательности и повышения коэффициента мощности установки.

АВТОМАТИЗИРСВАННМ СИСТЕМА КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОДНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащая связанный с питающей сетью через согл сующий трансформатор синхронный электродвигатель, обмотка возбуждения которого соединена с выходом тирйсторного возбудительного блока, установленные на одном валу с элект родвигателем генераторы пониженной частоты, соединенные выходом с обмотками статора электромагнитного п ремешивания, а обмотки возбуждения генераторов связаны о двумя выходами блока управления токами возбужде ния генераторов, соединенного входом тах СБСОЮЗйй§ I J1; .o... ,,J -у I wwnoTB.: ; с задающим генератором и блок вычисления реактивной мсвдности печи, входы которого соединены с тремя фазными трансформаторами тока и трансформатором напряжения печи, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности электропечи, она снабжена .ключом, блоком вычисления тока возбуждения электродвигателя, блоком вычисления среднего линейного напряжения печи, блоком формирования напряжения задания и блоком ручного задания, первый гход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя соединен с выходом блока вычисления реактивной мощности печи, второй вход - с выходом блока вычисления среднего линейного напряжения печи, соединенного входом с трансформатором напряжения, а выход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя через блок формирования напряжения задания связан cS первым входом ключа, второй вход .ко- торого соединен с дополнительным вы-; ходом блока управления токами возбуж дения генераторов, его третий вход - I с блоком ручного задания, а выход., -: С ВХОДОМ тирйсторного возбудитёльного блока.