Устройство для стабилизации режима потребления электроэнергии дуговой трехфазной электропечи Советский патент 1990 года по МПК H05B7/148 

Изобретение относится к электротермии, а именно к устройствам регулирования тока электропечи, и может быть использовано в дуговых сталеплавильных печах различных типов, мощностей и емкостей..

Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и уменьшение бросков тока.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

К высоковольтным выводам печного трансформатора дуговой сталеплавильной печи 1 подключен блок 2 компенсации реактивной мощности. На входы блока. .2 подключены выходы датчиков 3, 4, 5 напряжения дуг трех фаз печи и |

датчиков 6, 7, 8 тока дуг трех фаз печи. Каждая фаза печи 1 имеет тири- сторные регуляторы 9, 10, 11 напряжения, подключенные своими входами к питающей сети, а выходами - к первичной обмотке печного трансформатора печи 1. Выходы датчиков 3, 4, 5 на- Iпряжения дуг печи подключены соответственно на входы блоков 12, 13, 14 изменения фазы напряжения. Выходы датчиков тока соединены с входами блоков: изменения фазы тока 15, 16, 17. Два входа блоков 18, 19, 20 формирования первичных сигналов-импульсов подключены к вьЬсодам датчиков 3, 4, 5 напряжения и выходам блоков 12, 13, 14 изменения фазы напряжения. Два

сд

ОО СП

;D

входа блоков 21, 22, 23 формирования вторичных сигналoв-и myльcoв соединены с выходами датчиков 6, 7, 8 тока, выходы блоков 18 и 21 формирования первичных и вторичных сигналов импульсов фазы А соединены с входами блока 24 формирования третьих сигналов-импульсов фазы А, выходы блоков 19 и 22 формирования первичных и BTOричных сигналов-импульсов фазы В соединены с входами блока 25 формирования третьих сигналов-импульсов фазы В, выходы блоков 20 и 23 формирования первичных И вторичных сигналов-импуль сов фазы С соединены с входами блока 26 формирования третьих сигналов-импульсов фазы С, Выход блока 24 формирования третьих сигналов-импульсов фазы А ..через последовательно соеди- ненные блок 27 счета третьих сигнгшов импульсов фазы А, второй вход которого соединен с выходом блока 28 задания времени счета, блок 29 дафроана- логового преобразования, блок 30 сравнения третьих сигналов фазы А„ второй вход которого соединен с выходом от блока 21 задания нормированного уррвня, блок 32 задания тиристор- ного регулятора 9 напряжения фазы А, подключен на вход фазы А переключателя 33 каналов управления. Такие же цепочки При помощи аналогичных блоков 34-39 собираются для фазы В и при помощи блоков 40-45 для фазы С. При одинаковых условиях горения электричес- ких дуг фаз А, В и С вторые входы блоков 27, 34 и 40 можно, например, подключить на выход блока 28, а блоки 35 и 41 из схемы исключить; вторые же входы блоков 30, 37 и 43 подключит к выходу блока 31, а €локи 38 и 44 из схемы исключить. Второй выход фазы А переключателя 33 каналов управления через блок 46 сложения задания фазы А подключен к входу тиристорного регулятора 9, Аналогично второй выход фазы В переключателя 33 через блок 47 подключен к входу регулятора 10 фазы В, а ВТор ой выход фазы С переключателя 33 через блок 48 - к входу регулятора 11 фазы С, Второй выход фазы А переключателя 33 каналов управления подключен к второму входу блока 49 кор-, рекции задания тиристорного регулятора 9 напряжения фазы А, Аналогично второй выход фазы В включен на второй вход блока коррекции 50, а второй выход фазы С - на второй вход блока

коррекции 51. Вькод блока 52 задания напряжения соединен с первыми входам упомянутых блоков 49, 50 и 51 фаз А, В и соответственно С, Выход блока 49 через соединенные параллельно аналогичные блоки 53 и 54 подключен на второй вход блока 46 сложения задания. Такие же Цепочки собираются при помощи блоков коррекции 50, 55, 56 - для фазы В и 51, 57, 58 для фазы С. При этом вторые входы блоков 53-58 подключены: блок 57 - к первому выходу фазы В переключателя 33, блок 58 - фазы А, блок 55 - фазы С, блок 56 - фазы А, блок 53 - С, блок 54 - фазы В.

Выходы переключателя 33 каналов управления соединены через блоки переключения 59, 60, 61 с входами регуляторов 62-64 мощности каждой фазы и с входом блоков 65-67 ускоренного перемещения электродов.

Устройство для трехфазной дуговой сталеплавильной печи промышленной частоты питания работает следующим образом.

Полученные при помощи датчиков напряжения 3, 4 .и 5 фаз А, В и С электрические сигналы, пропорциональные мгновенным значениям напряжения дуг фаз А, В, С,.а также сигналы мгновенных значений напряжения дуг фаз, измененные по фазе на 7 при помощи блоков 12, 13 и 14 изменения фаз,А, В, С, сравниваются в блоках 18 - фазы А, 19 - фазы В, 20 - фазы С формирования первичных сигналов-импульсов Полученные при помощи датчиков тока 6 - фазы А, 7 - фазы В, 8 - фазы С индивидуально в каждой фазе электрические сигналы, пропорциональные - мгновенным значениям тока дуг фаз, а также сигналы мгновенных значений тока дуг, измененные по фазе на 7 при помощи блоков изменения фазы 15 фазы А, 16 - фазы В, 17 - фазы С, сравниваются в блоках 21 - фазы А, 22 - фазы В, 23 - фазы С формирования вторичных сигналов-импульсов, В моменты равенства амплитуд измеренных и сдвинутых по фазе сигналов напряжений и токов дуг печи формируются первичные и вторичные сигналы-и - пульсы, причем передний фронт данных импульсов получается при нечетных номерах равенства амплитуд, а задний фронт - при четных номерах

равенства амплитуд в соответствии с закономерностью:

и. и;

- Г

- Ui

1I 1.

О, О,

о.

а J

i I - il 0, а j

1,3,5. 2.4,6.

1.3,5, 2,4,6.

где и. , i -. измеренные напряжени е и

. ток дуги электрода; и. , i. - измененные по фазе напряжение и ток дуги электрода;

ni, nj - порядковые номера равенства амплитуд измеренных и измененных по фазе сигналов напряжения и тока; а., а - первичные и вторичные

сигналы-импульсы.

Далее сравнивают индивидуально для каждой фазы полученные первичные и вторичные сигналы-импульсы в блоках 24 - фазы А, 25 - фазы Б, 26 - фазы С формирования третьих сигналов-импульсов. Длительность третьих сигналов имп-ульсов составляет не более 75 мкм в моменты несовпадения первичных и вторичных сигналов-импульсов.

Третьи сигналы-импульсы за период времени 0,1 с, задаваемый блоками 28- фазы А, 35 - фазы В.41 - фазы С за- - Дания времени счета, суммируются в блоках 27 - фазы А, 34 - фазы В, 40 - фазы С счета третьих сигналов-импульсов и при помощи цифроаналоговых преобразователей 29 - фазы А, 36 - фазы В, 42 - фазы С преобразуются в анала- говые сигналы, по величине пропорциональные количеству полученных третьих сигналов-импульсов за время 0,1 с для каждой фазы.

На блоках задания 31 - фазы А, 38 - фазы В, 44 - фазы С нормированного уровня третьих сигналов устанавливают величину сигнала, соответствующую ве-. личине сигнала, получаемого с выхода блоков 29, 36, 42 при количестве третьих сигналов-импульсов равном 400 1/с« Аналоговые сигналы, соответ- ствунмцие по амплитуде количеству третьих сигналов-импульсов, поступают на вход блоков 30 - фазы А, 37 - фазы В, 43 - фазы С сравнения уровня третьих сигналов, где сравниваются с заданными. Полученные в результате сравне

to

ния сигналы рассогласования поступают в блоки 32 - фазы А, 39 - фазы В, 45- фазы С за,цания тиристорному регулятору напряжения, где и формируются сигналы управления тиристорным регулятором напряжения по фазам, пропорционально возникшему сигналу рассогласования и поступающие на вход переключателя 33 каналов управления. При этом сигнал на выходе блоков 32, 39, 45 появляется только при положительном сигнале рассогласования

15

хзи из - и

нэм

0

5

0

5

0

5

0

5

и

изм

где U.J - напряжение задания, формируемое для трех фаз блоками 31, 38 и 44; уровень третьих сигналов, формируемый для трех фаз блоками 29, 36, 42,

Данное условие обеспечивает обыч- ную работу печи в спокойных режимах, не близких к короткому замыканию, и регулирование при режимах горения дуг, близких к короткому замыканию или возникшему короткому замыканию, заключакхцееся в снижении уровня пита- ющего напряжения.

Переключатель 33 каналов управления обеспечивает три режима работы устройства:

режим работы с форсированием времени ликвидации короткого замыкания (выведены из работы блоки 46-58, ра ботают блоки 59-67);

режим работы с регулированием питающего напряжения (выведены из р або- ты блоки 59-67, работают блоки 46 - 58);

режим работы с форсированием времени ликвидации короткого замыкания и регулирования питающего напряжения (работают и блоки 59-67, и блоки 46- 58), °

В первом случае сигналы управления трех фаз печи поступают на входы блоков 59 - фазы А, 60 - фазы В, 61 - фазы С переключения, которые при уровне сигнала управления, равного например, 0,5 Uj, отключают регуляторы мощности 62 - фазы А, 63 - фазы В, 64 - фазы С и включают в работу блоки 65 - фазы А, 66 - фазы В, 67 - фазы С ускоренного перемещения электродов. Управление производится индивидуально для каждой фазы. При ликвидации короткого зямьжания управляющий

сигнал на- блоках 59, 60, 61 становится ниже порогового значения или, что наиболее вероятно, пропадает и схема возвращается в первоначальное положение, т.е. нормальный режим работы с включенными регуляторами мощности фаз« Елок 62 играет роль источника пи тания,

В режиме работы с регулированием . питающего напряжения сигналы управле- JHHH трех фаз печи поступают на входы ;блоков 48 - фазы С„ 47 фазы В, 46 - фазы А сложения задания и входы блоков 49-58 -коррекции задания, установ- ;Ка срабатьшания которых пропорцио- ;нальна Uj для каждой фазы. Управление регуляторами напряжения в данном слу- аде буцет следующее. Если электрод фазы А близок к короткому замыканик или находится в состоянии короткого :замыкания, а электроды фаз В и С на- Ьсодятся в нормальном режиме, управление тиристорным.регулятором 9 фазы А производится по цепочке блоков 32, 33, 46, 9, При этом сигнал управления пропорционален разности сигналов, полученных в -блоке 30, Сигналы управления на выходах блоков 39, 45, 48, 47, 49-58 равны нулю. Напряжение на обмотке фазы А печного трансформатора

:/

уменьшается до 0,25 (при коротком за- йыкании от номинального пропорционально возникшему сигналу рассогласо- вания с сохранением номинальным напря жения обмоток фаз В и С. Аналогичное управление производится для электродо фаз В и с в их состоянии, близком к короткому замыканию или при коротком замыкании. Схема предусматривает раздельное управление по трем фазам печи с регулированием уровня питающего напряжения до 0,25 от номинального при состоянии электродов, близком к короткому замыканию. При коротком замыкании фаз А и В сигнал от блока 52 поступает на второй вход блока 46 поце- почкеблоков 58-57-54-48,а на второй вход блока 47. - по цепочке блоков 52, 50, 56, 47, Аналогичные цепочки рабо- . тают при коротком за мыкании эдектро- Дов фаз АиС, ВиС При трехфазном коротком замьжании открыты все блоки коррекции задания. При возвращении электродов фаз в нормальное состояние управляющее воздействие прекращается. При совместном управлении производится форсированное устранение режн:ма короткого замыкания с одновременным

0

5

j

0

0

5

0

5

регулированием питающего напряжения за счет совместной работы всей схемы. Таким образом, применение устройства позволяет сократить удельный расход электроэнергии на 4-6%, снизить броски тока в знергопередающем тракте дуговой печи и эксплуатационные расходы на 5-8%.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации режима потребления электроэнергии дуговой трехфазной электропечи, содержащее блок компенсации реактивной мощности, каждый из трех выводов которого свя- зан с одной из фаз первичной обмотки печного трансформатора, -в каждой фазе печи - регулятор мощности и блок ускоренного перемещения электрода, датчик тока и датчик напряжения, выход датчика тока каждой фазы соединен с первым из двух для данной фазы входом блока компенсации реактивной мощности, выход датчика напряжения каждой фазы соедине н с вторым из двух для данной фазы входом блока компенсации реактивной мощности, отлича. юще- е с я тем. что, с целью снижения расхода электроэнергии и уменьшения . . бросков тока, оно дополнительно содержит блок задания напряжения,переключатель каналов управления и в каждой фазе печи тиристорный регулятор напряжения, включенньй на первичной стороне печного трансформатора, блок изменения фазы-тока и блок изменения фазы .напряжения дуги, блоки формирования первичных, вторичных и третьих сигналов-импульсов, блок счета третьих сигналов-импульсов, блок задания времени счета, блок цифроанапогового преобразования,:,блок сравнения, блок задания нормированного уровня, блок задания тиристорного регулятора напряжения, по три блока коррекции задания тиристорного регулятора напряжения, блок сложения задания, блок переключения, первьй выход которого соединен с входом регулятора мощности, второй - с входом блока ускоренного перемещения электрода, а вход - с первым из двух для данной фазы выходом переключателя каналов управления, выход датчика напряжения каждой фазы соединен с входом блока изменения фазы напряжения и первым входом блока формирования первичных сигналов-импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока изменения фазы напряжения, а выход - с первьм входом блока формирования третьих сигналов-импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока формирования вторичных сигналов-импуль- сов, а выход - с первым входом блока счета третьих сигналов-импульсов, выход датчика тока каждой фазы соединен с входом блока изменения фазы тока и первым входом блока формирования вторичных сигналов-импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока изменения фазы тока, второй вход блока счета третьих сигналов-импульсов соединен с вьпсодом блока задания времени счета, а выход через блок цифроаналогового преобразования - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания нормированного уровня, а выход через блок задания тиристорного регулятора напряжения - с одним из трех входов переключателя каналов управления, первые входы первых блоков коррекции задания тиристорного регулятора напряжения соединены с выходом блока задания напряжения, второй вход каждого первого блока коррекции задания тиристорного регулятора напряжения соединен с вторым из двух для данной ;фазы выходом переключателя каналов

управления, который соединен также с первым входом блока сложения задания этой фазы, с первыми входами второго блока коррекции задания тиристорного регулятора второй фазы и третьего блока коррекции задания тиристорного регулятора третьей фазы, вы- ход первого блока коррекции задания тиристорного регулятора каждой фазы соединен с вторыми входами второго и

третьего блоков коррекции задания тиристорного регулятора этой фазы, выходы которых соединены с вторым входом блока сложения задания, выход которого соединен с управляющим входом

тиристорного регулятора напряжения данной фазы.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - снижение расхода электроэнергии и уменьшение бросков тока. Регулятор обеспечивает обычную работу печи в спокойных режимах, не близких к короткому замыканию, и обеспечивает регулирование при режимах горения дуг, близких к короткому замыканию или возникшему короткому замыканию, заключающееся в снижении уровня питающего напряжения. Переключатель каналов управления обеспечивает три режима работы устройства: режим работы с форсированием времени ликвидации короткого замыкания, режим работы с регулированием питающего напряжения и режим работы с форсированием времени ликвидации короткого замыкания и регулирования питающего напряжения. 1 ил.