Короткая сеть трехфазной дуговой шестиэлектродной печи с прямоугольной ванной Советский патент 1985 года по МПК H05B7/11 

Изобретение относится к области электротермии, в частности к многоамперным коротким сетям электрических печей, широко применяемых в металлургии, химической и других отраслях промышленности.

Известны короткие сети шестиэлектродных электрических печей болшей моащости с прямоугольной или круглой ванной, с однорядным и двутс рядннм расположениями электродов, подача энергии к которым производится от трех или шести однофазных, а также от двух трехфазных трансформаторов i .

Короткая сеть шестиэлектродной печи с однорядщьм расположением электродов, каждая пара которых питается от отдельного однофазного трансформатора, имеет довольно значительное реактивное сопротивление (Xqj 1 мОм) .вследствие больших размеров контуров тока между электродами. Расположение всех шести электродов в ряд приемлемо только для процессов, при которых не требуются высокая концентрация энергии и высокие температуры в ванне печи. Для восстановительных процессов, характеризующихся высокой кажущейся электропроводностью ванны, протекающих при больвшх токах и низком напряжении, соединять электроды в три однофазные груптая, расположенные в линию, не рационально. Электрические характеристики такой печной установки без установки продольноемкостной компенсации не удовлетворительные (cosQ Oj64).

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству является короткая сеть трехфазной дуговой шестиэлектродной печи с прямоугольной ванной, содержащая трубчатые токопроводы, одним концом соединенные с фазными выводами двух трехфазных трансформаторов, установленных с противоположных сторон печи, а другим концом - с электродами, расположенными в два ряда вдоль продольной оси печи 2 .

Короткая сеть шестизлектродной печи имеет следующие недостатки:

в связи с тем, что токопроводы короткой сети отдельных фаз, соедин ющие трансформаторы с электродами, имеют частичную асимметрию, в цепи треугольник может появиться ток

нулевой последовательности, которьй возрастает с увеличением тока нагрузки, что приводит к недоиспользованию печного трансформатора и, как следствие, к снижению производительности печи; так как при работе печи ток в фазе, как правило, поддерживается одинаковым и равным номинальному току фазы, изменение тока в одной фазе печи может вызвать изменение тока в других фазах, поэтому регулировка фазных токов в печи имеет определенную сложность.

Величина реактивного сопротивления короткой сети такой шестиэлект- родной печи не дает возможность снизить существенно потребление реактивной мощности и увеличить производитеность печи.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение электрических параметров печи.

Поставленная цель достигается тем, что в короткой сети трехфазной дуговой шестиэлектродной печи с прямоугольной ванной, содержащей трубчатые токопроводы, одним концом соединенные с фазными выводами двух трехфазных трансформаторов, установленных с противоположных сторон печи, а другим концом - с электродами, расположенными в два ряда вдоль продольной оси печи, трансформаторы установлены вдоль продольной оси печи, а фазные выводы каждого из трансформаторов соединены токопроводами с электродами одного ряда с противоположным чередованием фаз относительно фазных выводов второго трансформатора.

Токопроводы короткой сети, соединяющие электроды с выводами низшего напряжения трансформаторов, выполнены с противоположной один к другому последовательностью чередования фаз, благодаря чему достигается равномерность перераспределения реактивного сопротивления по всем трем фазам шестиэлектродной печи, в результате чего происходит частичная взаимная компенсация магнитных потоков в токопроводах, расположенных вблизи один от другого, что в свою очередь приводит к уменьшению потребления реактивной мощности и увеличению производительности печной установки. Все токопроводы по всему сечению вдоль продольной

3

оси печи выполнены в виде трехпроводной системы различных фаз с равными расстояниями между центрами каждой трехпроводной группы.

Исследования и расчеты показали, что такое расположение проводников при указанной фазировке обеспечивает оптимальное реактивное сопротивление отдельных фаз короткой сети. Это позволяет иметь более равномерное распределение полезных мощносте в сравнении с известным устройством и более высокий cos Cf . Снижение реактивной мощности достигается за счет частичной взаимной компенсации в системе трехфазных проводников короткой сети. Взаимодействие магнитных потоков происходит как между проводниками, указанными в сечении, так и между проводниками других фаз

Токопроводы, соединяющие наиболе удаленные от трансформаторов электроды одноименной фазы, сбифилирова- ны, т.е. токи в токопроводах находятся под углом 180° и имеют противоположное направление, в результате чего происходит наибольшая компенсация магнитных потоков в них. Это приводит к тому, что величина реактивного сопротивления этих фаз, которая играет определяющую роль в оценке реактивного сопротивления всей печной установки, резко падает что значительно уменьшает потребление реактивной мощности, улучшает электрические характеристики печи ,и увеличивает ее производительность

В результате лабораторных исследований и расчетов получены следующие данные средних значений реактивных сопротивлений по фазам отдельных участков иечной установки, включая короткую сеть.

Значения реактивных сопротивлений участков печной установки для предлагаемого и известного устройств приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1 значение реактивного сопротивления предлагаемой короткой сети на 43% ниже, чем известной, .а реактивное сопротивление всей предлагаемой печной установки ниже, чем известной на 30%.

На чертеже представлена предлагаемая короткая сеть.

Короткая сеть включает трубчатые Токопроводы t-3 и t-З, проводящие токи от трансформаторов 4, находя49446«

щихся с диаметрально противоположных сторон относительно продольной оси печи, выводы которых имеют противоположную последовательность чередования фаз а, Ь и с, и с , Ь и а к электродам 5, расположенным в печи с прямоугольной ванной 6 и имеющим такое же чередование фаз с противоположной последовательностью а, Ъ

0 и с и с , Ь. и а, образуя симм тричную систему, Токопроводы 1 и 1 , соединяющие наиболее удаленные от трансформаторов 3 электроды 5 фаз сбифилированы,

f5 Предлагаемая короткая сеть работает следующим образом,

К шести самоспекающимся электродам 5, расположенным в два ряда от трансформаторов 4, находящихся с диаметрально противоположных сторон печи относительно продольной оси, с прямой и обратной последовательностью чередования фаз, через токопроводы одновременно подаются токи,

25 Г В результате этого по токопроводам фазы а, расположенным насколько это позволяет изоляция близко к токопроводам фазы а , протекают токи, которые находятся в противофазе

Q с токами фазы а , Такое расположение самых длинных токопроводов 1 и 1 короткой сети, соединяющих наиболее удаленные от трансформаторов электроды, позволяет величину реактивного сопротивления фазы а свести до уровня величины реактивного сопротивления фазы с короткой сети, у которой Токопроводы соединяют трансформаторы с наиболее близкими к ним электродами.

Более короткие Токопроводы фаз bjb не, с , имеющие меньшую собственную индзгктивность по сравнению с фазами а и а , образуют с ближайпйши .

5 к ним токопроводами других фаз трехпроводную систему, в которой происходит частичная взаимная компенсация магнитных потоков, способствующая дальнейшему снижению реQ активного сопротивления этих фаз.

По сравнению с известным устрййством предлагаемая схема короткой cei№ обеспечивает нез исимую регулировку токов по фазам всех щести 3 электродов.

В табл. 2 приведены технико-экономические показатели работы применительно к ферросплавным печам Нико

КОРОТКАЯ СЕТЬ ТРЕХФАЗНОЙ ДУГОВОЙ ШЕСТИЭЛЕКТРОДНОЙ ПЕЧИ С ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ВАННОЙ, содержащая трубчатые токопроводы, одним концом соединенные с фазными выводами двух трехфазных трансформаторов, установленных с противоположных сторон печи, а другим коицом с электродами, расположенными в два ряда вдоль продольной оси печи, отличающаяся тем, что, с целью улучшения злектрических параметров печи, трансформаторы установлены вдоль продольной оси печи, а фазные выводы каждого из трансформаторов соединены токопроводами с электродами одного ряда с противоположным чередованием фаз относительно фазных выводов второго трансформа(Л тора. ;о 4 4 Эд