Система управления электрическим режимом дуговых электропечей при групповой работе в часы максимума потребления электроэнергии Советский патент 1985 года по МПК H05B7/148 F27D11/10 G05F1/66 

1

Изобретение относится к электротермии, конкретно к автоматизированным системам управления электрическим режимом дуговых электропечей.

Система автоматического управления электрическим режимом дуговых электропечей при групповой работе призвана обеспечить необходимое по технологии и, по возможности, бесперебойное снабжение электроэнергией для нагрева, плавления загруженной в печь шихты и доводки расплава до заданного состава с обеспечением оптимальных электроэнергетических характеристик при минимуме приведенных затрат, в том числе на электроэнергию.

Известна система контроля электрического режима дуговых электропечей в часы максимума нагрузки энергосистемы, включающая в себя устройства измерения мощности, счетчики потребляемой дуговьми электропечами электрической энергии и блок суммирования результатов измерений D

Недостатком такой системы является невозможность автоматизации процесса управления, отсутствие возможности поиска оптимального решения по изменению электрического режима печей.

Известна также система управления электрическим режимом дуговых эх;ектропечей при групловой работе 8 часы максимума потребления энергии, содержащая задатчики-программаторы активной мощности дуговьсх электропечей, соединенные первыми выходами с сумматором мощностей электропечей, включенных в работу, исполнительный механизм включения электропечей, к первому выходу которого подключены пульты электропечей, и задатчик времени прохождения максимума потребления энергии 2 .

Эта система имеет следующие недостатки. Возникающие в процессе работы превышения мощности группы дуговых электропечей сверх заданного значения приводят к отключению печей, а значит и к существенному снижению их производительности. При прогностическом управлении группой дуговых сталеплавильных печей система не учитьюает их директивные

620632

электрические режимы и плановые задания по технологическим циклам плавки.

. Цель изобретения - повышение про5 изводительности группы электропечей.

Поставленная цель достигается тем, что в системе вторые выходы задатчиков-программаторов соединены с блоком задания и кодирования временных сдвигов сложения величин активных мощностей электропечей, первый выход которого соединен с первым входом регистра блоков сложения, а второй выход через времен5 ной задатчик - таймер - с дополнительньм входом сумматора мощностей электропечей, включенных в работу, выход которого подключен к второму входу регистра блоков сложения,

20 связанного выходом через регистр блоков формирования сигналов, пропорциональных величинам максимумов заданной продо-чжительности, с входом регистра блоков сравнения и

25 определения минимальной величины значения максимумов заданной продолжительности, выход которого соединен с первым входом блока измерения времени включения очередной печи, к второму входу которого подключен третий выход блока задания и кодирования временных сдвигов сло жения, а выход блока измерения времени включения очередной печи соединен с входом исполнительного меха,низма включения электропечей, к второму выходу которого через инициативньй блок подключен первьм вход дискриминатора, соединенйого вторым

40 входом с задатчиком времени прохождения максимума потребления энергии, третьим входом - с .пультами электропечей, а выходы дискриминатора соединены с входами задатчи45 .ков-программаторов активной мощности электропечей.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы.

К электропечам 1 и 2 подключены

50 задатчики-программаторы 3 и 4 активной мощности.. К выходам задатчиковпрограмматоров 3 своими входами .подсоединен регистр-сумматор 5 мощ4 вестей электропечей 1, включенных

55 в работу. Блок 6 задания и кодирования временных сдвигов сложения величин активных мощностей печей 1 и 2, через временной эадатчик- .

3

таймер 7 соединен с регистром-сумматором 5 мощностей электропечей, включенных .в работу. Выходы регистра-сумматора 5 и блока 6 задания и кодирования, сдвигов интервалов времени соединены через регист 8 блоков сложения сумм заданных значений мощностей со значениями мощностей цикла плавки печи 2, подлежащей к включению с учетом времени сдвига этого цикла, -регистр 9 блоков формирования электрических сигналов, пропорциональных величинам максимумов заданной продолжительности, и через регистр 10 блоков сравнения и определения минимального значения максимума заданной продолжительности с блоком 11 декодирования и измерения времени включения очередной печи, подлежащей к включению. Второй .вход блока 11 декодирования и измерения времени включения очередной печи 2 соединен с одним из выходов блока 6 задания и кодирования-временных интервалов, а выход подключен к исполнительному механизму 12 Один из выходов исполнительного механизма 12 соединен с пусковыми устройствами электросталеплавильной печи 2, а другой выход через инициативный блок 13 подключен к. дискриминатору 14. Другие входы дискриминатора 14 подключены к задатчику 15 времени максимума энерг системы и к электропечам 1 и 2, а вьЕходы - к задатчикам-программаторам 3 и 4 активной мощности дуговых электропечей.

Работа системы управления электрическим режимом дуговых электропечей при групповой работе в часы максимума энергосистемы происходит следующим образом.

С пультов дуговых сталеплавильных электропечей 1 и 2, например с блок-контактов ключей-марок или высоковольтных выключателей, поступают электрические сигналы на входы дискриминатора 14, на другой вход которого поступает электри- ческий сигнал запуска всей системы управления от задатчика 15 времени максимума энергосистемы. В случае совпадения рассматриваемого момента времени с часами прохождения максимума, например для зоны Кузбассэнерго с 20 до 23 ч.

620634

дискриминатор 14 запускается в работу и вьфабатывает два дискриминационных электрических информативных сигнала. Первьй сигнал зависит 5 от того, какие печи 1 включены в работу и подключает задатчики-программаторы 3 этих печей к регистру-сумматору 5. Второй сигнал зависит от того, какая печь 2 отключена

О и подлежит очередному включению, и подключает задатчик-прогрг;мматор 4 этой печи к блоку 6 задания и кодирования временных сдвигов сложения величин активных мощностей

15 печей. В соответствии с первым типом дискриминационного сигнала от задатчиков-программаторов 3 электрические сигналы, например по напряжению, пропорциональные активным мощностям электропечей 1, поступают в регистр-сумматор 5, где они суммируются и происходит формирование электрических сигналов, например по напряжению, пропорциональных сумме заданных задатчиками-программаторами 3 значений актив 1ых мощностей электропечей 1, включенных в работу, для дискретньЬс моментов

I времени, например через одну минуту,

30 длительности прогнозируемого периода управления, например равного времени 30 мин (принятого в СССР времени максимума), задаваемьй временным задатчиком-таймером 7.

5 Электрические сигналы, пропорциональные заданным значениям мощностей цикла плавки печи 2, подлежащей к очередному включению, поступают от ее задатчика-программатора

40 4 .через блок 6 задания и кодирования сдвига времени сложения на первьш вход регистра 8 блоков сложения величины суммы заданных значений мощностей электропечей 1 с

45 заданными значениями мощностей цикла плавки печи 2 с учетом времени сдвига этого цикла. На второй вход регистра 8 блоков сложения поступает электрический сигнал с регист50 ра-сумматора 5. Результаты суммирования с регистра 8 поступают в виде набора электрических сигналов, пропорциональных просуммированным мощностям печей 1 и печи 2 для различных моментов времен включения (на- пример, U 1, 2, 3, ..., 30 мин) |печи 2, задаваемых блоком 6 коди рования и задания сдвигов времени

в пределах прогнозируемого периода управления, например 30 мин. На входы регистра 9 блоков формирования электрических сигналов, пропорциональных величинам максимумов заданной продолжительности, например тридцатиминутного максимума, поступают наборы сигналов, пропорциональные просуммированным мощностям. С. выходов регистра 9 блоков определеНИН максимума заданной продолжительности электрические сигналы поступают на регистр 10 блоков последовательных сравнений и определения минимального значения мощности заданной продолжительности, который вырабатывает сигнал, поступающий на блок 11 декодирования и измерения времени включения очередной печи, при котором значение суммарного максимума 1 ощкости заданной продолжительности на прогнозируемом отрезке времени периода управления групповой работой печей минимально . С выхода блока 11 электрический сигнал поступает на исполнительный блок 12, которьй вютючает печь 2 в момент времени, пропорциональный электрическому сигналу, поступившему с блока 11. После вклю чения печи 2 цикл операций в описанной вьппе последовательности повторяется вновь, начиная с суммирования заданных значений активных мощностей электропечей 1, включенных в работу, в зависимости от вьтлавляемых марок сталей. Для распознавания печей 1, включенных в работу, и печей2, готовящихся к очередному включению, служит подключаемое инициативным блоком 13 простейшее устройство - дискриминатор 14, сблокированный, например, с ключами-марками операторов, с выхода которого управляющие сигналы-команды поступают на задатчики- программаторы 3 и 4.

Таким образом, автоматизированная система управления электричесКИМ режимом дуговых электропечей

при групповой работе в часы максимума энергосистемы осуществляет подключение дуговой сталеплавильной электропечи в такой момент времени, когда общая суммарная нагрузка с учетом потребляемой мощности работающих печей будет минимальна по сравнению с любыми другими моментами времени включения внутри прогнозируемого интервала времени управления.

Реализуемость предлагаемой автоматизированной системы управления электрическим режимом дуговых электропечей при групповой работе в часы максимума энергосистемы не вызывает сомнений, так как применяемые блоки, сложения активной мощности, .задатчики-программаторы, дискри инатор, задатчик таймеры, блоки кодирования и декодирования временных уставок,, блоки последовательных сравнений, блоки определения максимума или минимума активной мощности и исполнительные блоки известны и небольшие трудности могут возникнуть лишь при объединении большого количества этих блоков в регистры. Большая часть блоков может быть заменена простейшими вычислительными устройствами, что не противоречит существу предлагаемой системы управления, а лишь позволяет придать ей более компактный В.ВД.

Предлагаемая система управления электрическим режимом дуговых электропечей при групповой работе в часу максимума нагрузки энергосистемы позволяет по сравнении) с прототипом повысить эффективность управления при условии сохранения плановой производительности группы печей добиться снижения порядка на 20% величины тридцатиминутного максимума нагрузки, что в расчете на группу из четьфех печей типа ДСП-100 с трансформаторами мощностью 60 МБ-А позволит получить условно-годовой экономический эффект 1 млн. руб.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ ДУГОВЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ ПРИ ГРУППОВОЙ РАБОТЕ В ЧАСЫ МАКСИМУМА ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ, содержащая задатчики-программаторы активной мощности дуговьк электропечей, соединенные первыми выходами с сумматором мощностей электропечей-, включенных . в работу, исполнительный механизм включения электропечей, к первому выходу которого подключены пульты электропечей, и задатчиквремени , прохождения максимума потребления энергии, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности группы электропечей. вторые выходы задатчиков-программаторов соединены с блоком задания и кодирования временных сдвигов сложения величин активных мощностей электропечей, первьй вьсход которого соединен с первым входом регистра блоков сложения, а второй выход через временной задатчик - таймер - с дополнительным входом сумматора мощностей электропечей, вклюг ченных в работу, выход которого подключен к второму входу регистра блоков сложения, связанного выходом .через регистр блоков формирования сигналов, пропорциональных величинам максимумов заданной продолжительности, с входом регистра блоков (Л сравнения и определения минимальной величины значения максимумов заданной продолжительности, выход которого соединен с первым.входом блока измерения времени включения очередной печи, к второму входу которого подключен третий выход блока задасп ния и кодирования временных сдвию гов сложения, а выход блока измео о: рения времени включения очередной печи соединен с входом исполнитель ного механизма включения электропечей, к второму выходу которого через инициативный блок подключен первьй вход дискриминатора, соединенного вторым входом с .задатчиком времени iipoxjaa eHHH максимума потребления энергии, третьим входом с пультами электропечей, а выходы дискриминатора соединены свходами задатчиков-программаторов активной мощности электропечей.