Работа дуговых электрических печей в период расплавления металла находится все время на грани короткого замыкания, временами переходящего в полное короткое, которое отключается масляным выключателем на высокой стороне трансформатора. Такое короткое не есть случайность, а является неизбежным злом, входящим в режим работы электропечей.
Для уяснения вопросе необходимо подробнее остановиться на причинах короткого в эяе 4тропечах и на способах его устранения.
В дуговых электропечах с прямым нагревом вольтовой дугой электроды находятся в почти непосредственном соприкосновении с расплавляемой шихтой.
Тон, выходя из одного электрода, образует вольтову дугу между электродом и щихтой.
На фиг. 1 дана принципиальная схема диференциального реле автоматической регулировки (без промежуточных реле, прерывателей и т. д.)Как видно из схемы реле имеет две катушки: а - катущка напряжения, б-катушка тока. Сопротивления / и 2 предназначены для регулировки проходящего через катушки тока. Этими сопротивлениями дуга устанавливается
(478)
на определенную силу и напряжение, при каковых магнитные потоки в обеих катушках равны, коромысло реле находится в рЕВновесии и все контакты разомкнуты.
Как известно, чем короче дуга - тем сила тока в ней больше и тем падение напряжения в дуге меньше, при удлинении же дуги, наоборот, сила тока понижается, падение напряжения увеличивается.
На этом свойстве дуги и основана автоматическая регулировка, которая при нарушении равновесия, т. е. при усилении магнитного поля в одной и уменьшении его в другой катушке диференциэльного реле, заставляет мотор подъема электродов А1 вращаться в ту или иную сторону; так, например, при укорочении дуги против нормальной, катушка тока б окажется сильнее катушки напряжения а (так как ток в дуге увеличился, напряжение уменьшилось), почему контакты в-в замкнутся, и мотор будет поднимать электроды вверх. При чрезмерном удлинении дуги, наоборот, окажется сильнее катушка напряжения а, отчего замкнутся контакты //-Н и электроды начнут опускаться вниз, вплоть до того момента, пока в катушках не выравняются магнитные поля, но так как длительного равновесия быть не может, вследствие расплавления металла и стенания его вниз, между неплотностями шихты, дуга все время будет иметь тенденцию к .увеличению, автоматическая же регулировка будет стремиться поддерм-гать дугу постоянной, т. е., как указано выше, электрод будет двигаться вглубь ванны.
Как правило, при углублении электро- ; да происходит обвал шихты, почему электроды, находяш,иеся в глубине шихты, настолько плотно сжимаются кусками металла, что вольтовой дуги около не образуется, и тогда происходит полное короткое замыкание, отличаемое масля- i ным выключателем.:
Ликвидируется короткое замыкание ; следующим образом. По выключении короткого масляником, контроллерами, I моторы дви кенйя электродов переводятся вручную с автор1атической на ручную i регулировку в положение подъема, и сразу же включается главный масляник, вне зависимости от того, выuJЛи ли электроды из короткого, или нет. В большинстве случаев первое включение масляника бывает неудачно и его вто- i рично вышибает, после чего он сразу же опять включается. При особо устой- j чивых коротких включение произво- I дится три, четыре и больше раз подряд и в обш,ем до тех пор, пока печь не начнет нормально работать; после чего электроды переводятся на автоматическую регулировку.
Восстановление нормального режима работы не гарантирует от того, что через i некоторый промежуток времени опять не случится короткое и вновь начнется | лихорадочное включение масляника. Из- i вестны плавки, когда масляник выключается по несколько десятков раз. Включение масляника после коротких замыканий производить иначе, а именно: после выброса масляника дзижение электродов переводится на ручную регу- лировку в положение подъема. Подъем производится до тех пор, пока электроды совершенно не вылезут из шихты, о чем извещает рабочий у печи, 11аблюдая за I электродами в открыто загрузочное ; окно, открываемое специально для этой 1 цели. После поднятия электродов масля-
ник выключается и при помощи автоматической регулировки под действием катушек напряжения диференциального реле все электроды опускаются вниз до тех пор, пока между двумя электродами не образуется дуга, после чего начинается нормальная плавка и под действием автоматической регулировки, в зависимости от условий, существующих для каждой дуги в отдельности, соответствующие электроды или опускаются вниз, или поднимаются вверх.
Начиная от момента выключения масляника до момента наступления нормального режима работы, при отсутствии осложнений, проходит от 1,5 до 2,5 минут.
Второй метод, имея перед первым ряд преимуществ, облегчающих работу масляника, не лишен недостатков, которые выражаются в следующем: при переводе печи, после отключения короткого, на ручную регулировку в положение подъема,все электроды идут вверх с одинаковой скоростью и поднимаются на одинаковую высоту от своего первоначального положения. При включении масляника после подъема электродов, под действием катушек напряжения автоматической регулировки, электроды с одинаковой скоростью идут вниз до момента образования дуги. Часто один из электродов должен упереться в металл ранее другого. Если в этот момент второй электрод не успел подойти к металлу на расстояние, потребное для образования дуги, первый электрод будет продолжать двигаться вниз и врезаться в металл и должен или сломаться, или же крошиться.
Как видно, методы ликвидации короткого не являются достаточно совершенными. Основное условие правильного метода, по мнению заявителя, следующее. Включение масляника необходимо производить в тот момент, когда электроды, поднимаясь ssepx, вышли из непосредственного соприкосновения с металлом и ушли от него на такое расстояние, что при подаче рабочего напряжения дуга восстанавливается с силой тока, близкой к рабочему. Если включить ра.чьше, получится первый метод, позже - второй.
Для определения этого момента необходимо иметь соответствующий прибор, Если включать масляник по показанию этого прибора от руки, то следует имать в виду, что промежуток времени, соответствующий пра1зильному включению, не велик, порядка 4-5 секунд, и полагаться на человеческое внимание трудно, а потому несравненно рационпльнее включение главного масляника производить автоматически, установив, вместо указательного прибора, сигнальное реле.
Был использован ряд методов определения момента включения, которые, в основном, можью сзести к трем видам;
1)Измерение сопротивления при помощи мостика Витстона;
2)определение момента прекращения полного короткого вольтметрами;
3)определение длины разрыва между электродами и ванной при помощи вспомогательной дуги.
Первый метод, как основанный на неуравновещенном мостике Витстона, в условиях электропечи оказался неприемлемым, в силу отличия в мостике, как расчетных сопротивлений, внутреннего сопротивления соединительных проводов, которые не являются постоянными.
Второй метод основан на показаниях вольтметров. Для осуществления этого метода по включении масляника на щины низкой стороны необходимо дать вспомогательный ток малой силы и перевести регулировку на подъем электродов. Пока электрод замкнут на короткое в ванне, показание вольтметра будет равно нулю. По выходе электрода из короткого вольтметр даст показание, или в случае автоматического включения подействует включающее реле. На первый взгляд метод очень прост, но при детальной разработке метода схема получается очень сложной. Не считая того, что для правильной работы устройства необходимо отключать трансформатор с низкой стороны и осуществлять блокировку, включающую вспомогательный ток по выключении масляника, данный метод обладает тем недостатком, что при помощи него нельзя определить мощность включения масляника заранее.
Изображенные на фнг. 2 положения
электрода ясно показывают, что подъем на определенную высоту не обусловлиbcicr ьюрмаль ;ой силы тока, так как расстспк ,е I - будь oi-io хоть О1ень мало- .ым методом не учр-.тьшгется.
учесть зто расстоян е ii, оказ-:г.ос.ь более рлциоиальиым опредеnei HC момента включения при помощи Бспог-югг.тельной дуги. Зтот метод дан в трех вариа1-1тах, которые в обшем сводится к cлeдyющe y.
Вариант к Е момент образования коготкого .ыП масляник отключает ф:-:цер, питающий трансформатор электропечи, np.i помощи блокировки с от;-;. :0чен1-;ем главного масляника на иорогмое в электропечи включается постоямиая питаюш.ая сеть. Чтобь для вспс-мгсательной цепм короткое не было опгсно. пос: едовательио с печью включается добавочное сопротиБлен;- е с таким , чтобы потребляемая мощiiocib при вспоиогательной дуге не превзошлг. номинальной мощности вспомогэтег.ь -;ого трансформатора. При помоши той же блокировки главный траксформатор отключается со стороны Hi-i3Koro гдпряжения от электропечи рззъедикг1тглями. Вместе с трамсфорнатором отключаются от электропечи трансформаторы тока низкой стороны и отводы напряжения идущие к автоматическо; регулировке. При такой комбинации в катушках диференциального реле автоматической регулировки ток будот отсутствоБзть. Для подъема электродов в катущки тока длференщ- ального реле деется ток от вспомогательной иеп1-;, под действием какового электроды будут скользить вверх по обзалившенуся металлу, без дуги. Когда электроды поднимутся настолько, что г-теи ду ними и металлом не будет плотнсго касания, в печи во всех местах, где расстоягИе от щихты до электродов достаточно мало, образуется вспомогателькол дуг., которая будет удлиняться по мере движения электродов вверх, до тех пор. пока сила тока в ней не достигнет Е2личк; ы, на которую отрегулировано установленное в цепи вспомогательного питания реле минимального токг.1, включающее главный масляник.
Д::Л того, чтобы электрод не ущел слишко; : далеко от ванкы, в цепь вспомогательного питания поставлены катушки напряжения, которые включают мотор движения соответствующего электрода, когда потеря напряжения в дуге делается больше той, на которое отрегулирована катушка. Этими же катушками достигается то, что если хоть один электрод не вышел ка достаточное расстояние от ванны, т. е. на расстояние б (фиг. 2), главный масляник не включае гся.
Когда сила тока и напряжение во всех вспомогательных дугах достигли заданных величин - включается главный масляник и начинается нормальная плавка.
Следует отметить, что включение главного масляника производится не прямо от реле, а реле включает разъединители низкой стороны трансформатора, и уже им, при помощи блокировки отключается вспомогательное питание и включается главный масляник.
Аппаратура для осуществления варианта 1 показана на фиг. 3:
7- главный масляньй выключатель высокой стороны с соленоидным приводом и необходимыми для него разъединителями, трансформаторами тока и реле, с контактным приспособлением для включения разъединителей позиции 8 в по-; ложении выключения;
2- дроссель с шунтирующим его | масляным выключателем;
3- переключатель;
4- силовой трансформатор;
5- отвод напряжения к автоматической регулировке;
6- отвод тока к автоматической регулировке через трансформаторы тока; {
7-дуговая электропечь;
8- трехфазный разъединитель низкого напряжения (до 200 б) на силу | тока до 5000 а (на каждую 1000 ква I трансформатора) с соленоидным при- : водом и контактными приспособлениями: I
а)для вкл очения главного масляника,
б)для включения (правые контакты) и выключения (левые контакты) через , соленоид масляника/J вспомогательного j тока от трансформатора J6, в) для пере- I рыва тока включающей катушки самого разъединителя, г) для выключения из цепи регулировки трансформаторов тока низкой стороны главной цепи (левые
контакты) и для включения в нее вспомогательного тока (правые контакты), д) для полного выключения из цепи регулировки вспомогательного тока.
Контакты б (правые) включаются раньше контактов а, контакты же б (левые) включаются раньше контактов а.
9- катушки тока с контактами для включения разъединителей 8 при падении тока в вспомогательной цепи ниже минимального рабочего;
10- катушки напряжения с контактами для включения разъединителей 8 (верхние) и для включения моторов подъема электродов при подъеме напряжения в дуге выше максимального рабочего. Катушками W достигается то, что если даже один электрод не вышел совершенно из ванны - главный масляник не включается, что полностью не достигается катушками 9;
и -добавочное сопротивление в цепи автоматической регулировки. Сопротивление должно быть таково, чтобы в цепи автоматической регулировки при включении вспомогательного тока сила тока и напряжение соответствовали даваемым трансформатором тока 6;
12- добавочное сопротивление в цепи вспомогательного тока дуги для ограничения потребляемой мощности до номинальной мощности трансформатора 16
13- масляный выключатель вспомогательного тока (трансформаторы 16);
14- разъединители в цепи вспомогательного тока;
15- рубильник для приведения в действие всего устройства автоматического включения главного масляника /;
/б- трансформатор вспомогательного тока со вторичным напряжением, соответствующим трансформатору 4. Трансформатор один на весь цех.
Порядок работы устройства по фиг. 3. При коротком замыкании в электропечи действует максимальное реле Мр и выключает масляник /. При выключении масляника контакты /а замыкаются, чем выключается разъединитель 8. По выключении разъединителя контакт (правый) включает масляник 13; контакт 8г (левый) отключает от цепи регулировки трансформаторы тока 6 и включает в цепь контактами 8г (правыми) катушки напряжения вспомогательного тока 10
с замкнутыми нижними контактами. Вследствие короткого ток дуги велик, напряжение мало, почему контакты 9 и JO (верхние) разомкнуты. Контакты 10 (нижние) - замкнуты, и в цепь автоматической регулировки через сопротивление 77 поступает ток, почему электроды идут вверх. Потребляемая дугою от трансформатора 76 мощность ограничена сопротивлением 72. При подъеме электродов 7 сила тока в катушках 9 падает, напряжение в катушках JO повышается и при достижении ими величин, на которые отрегулированы катушки, происходит включение главного масляника. Вследствие малого тока контакты 9 замкнуты, а вследствие высокого напряжения контакты JO (нижние) разомкнуты, почему электроды, за отсутствием тока в цепи регулировки, стоят на месте. По размыкании контактов JO (нижних) контакты JO (верхние) замыкаются и постоянный ток через контакты 9-10 (верхние) и Зв, поступая в соленоид, включает разъединитель 8, который, включаясь контактами 8г (левыми), включает трансформаторы тока б, контактами 86 (левыми) выключает масляник 13 и контактами За включает главный масляник 7, по включении которого в дугу печи поступает полный ток и напряжение, и начинается нормальная плавка.
На схеме не указаны внутренние соединения соленоидных приводов, почему имеюш,ее место на схеме постоянное включение соленоидных катушек в действительности не суш,ествует; также на схеме не указаны: контрольная, сигнальная и регулируюш,ая проводка, а также измерительные приборы. На схеме установленная в настоящее время аппаратура обведена пунктиром, ошиновка и проводка также пунктирные, а отвод напряжения для автоматической регулировки делается до разъединителя 8.
Вариант 2. Второй вариант по общему ходу работы ничем не отличается от первого. Вся разница между ними заключается в способе подъема электродов. В отличие от первого варианта во втором варианте автоматическая регулировка полностью находится в работе, причем катушки тока питаются не от главнЬ х трансформаторов тока, а от трансформаторэз тока, установленных во вспомогательной цепи. Собранная в таком виде схема ничем не отличается от нормальной схемы электропечи; так же в зависимости от того, окажется ли в диференциальном реле автоматической регулировки сильнее катушка тока или напряжения-электроды соответственно будут двигаться вверх или вниз, так же будет поддерживаться дуга постоянной мощности с нормальным рабочим напряжением, но меньшей, чем в основной дуге, силой тока, за счет наличия дуги не по всей площади электрода, а только в местах неизбежных выступов в шихте.
Когда автоматическая регулировка отрегулирует дуги во всех фазах до заданной величины силы тока, реле минимального тока, установленное во вспомогательной цепи, включит главный масляник в том же порядке, как и в первом вприанте.
Аппаратура устройства по варианту 2 показана на фиг. 4:
7 - Главный масляный выключатель высокой стороны с соленоидным приводом и необходимыми для него разъединителями, трансформаторами тока и реле с контактным приспособлением для выключения разъединителей 8 в положении выключения;
2- дроссель с шунтирующим его мпсляным выключателем;
3- переключатель;
4- силоБэй трансформатор;
5- отвод напряжения к автоматической регулировке;
6- отвод тока к автоматической регулировке через трансформаторы тока;
7- дуговая электропечь;
8- трехполюсный разъединитель низкого напряжения (до 2008) на силу тока до 5000 а (на каждую 1000 ква трансформатора 4) с соленоидным приводом и контактными приспособлениями: гз) для включения главного масляника, б) для включения (правые контакты) и для выключения (левые контакты) через соленоид масляника 13 трансформатора вспомогательного тока 16, в) для перерыва тока включающей катушки самого разъединителя, г) для отключения от цепи автоматической регулировки, при переводе дуги на вспомогательный ток, трансформаторов тока 6 (левые контакты) и для
включения в нее трансформаторов тока 10 (правые контакты).
Контакты о (правые) включаются раньше контактов в, а контакты б (левьге)-раньше контактов а.
9 - катушки тока с контактами для включения разъединителей 8 при падении тока в вспомогательной цепи ним-ie минимального рабочего;
W - трансформаторы тока вспомогательной цепи; трансформаторы должны быть подобраны с таким расчетом, чтобы в их вторичной обмотке, при полной мощности вспомогательной дуги, сила тока и напряжение соответствовали таковым в обмотке трансформатора тока 6 при тех же условиях работы главной дуги;
(// - в данной схеме отсутстзует;)
12 - добавочное сопротивление в цепи вспомогательного тока дуги, устана вливаемое для ограничения мощности, потребляемой вспомогательной дугой, до нормальной мош,ности трансформатора 16
13 -масляный выключатель цепи вспомогательного тока;
/ -разъединители з цепи вспомогательного тока;
/5-рубильник в цепи постоянного тока для приведения в действие всего устройства автоматического включения главного масляника /; при выключенном рубильнике устройство не работает;
16 - силовой трансформатор вспомогательного тока со вторичным напряжением, сответствуюш.им трансформатору 7. Трансформатор один на весь цех.
Порядок работы устройства следующий. При коротком замыкании в электропечи де.йствует максимальное реле Мр и выключает масляник /. При выключеНИИ масляника контакты 1о. размыкаются, отчего выключается разъединитель 8. По выключении разъединителя контактйо (правый) включает масляник вспомогательного тока 13, а контакт 8i (лезьгй) отключает от цепи регулировки трансформаторы тока б и включает в нее трансформаторы тока 10 контактами 8г (правыми). При прохождении тока по вспомогательной цепи катуцлки 9 размыкают контакты. Под действием автог- атической регулировки электроды де жутся вверх, до тех пор, пока в катушках
тока и налрян С.:;;я диференциального реле автчОматическок регулировки не установятся равные магмитные потоки. По мере удовлетворения этого условия для каждой фазы соответствующий электрод останавливается (в дифференциальных реле ток поступает о г трансформатора тока 10, а напряжение от линии 5). Когда электрод останавливается, сила Тока во вспомогательной цепи достигает своего максямукз. hla этот ток отрегулированы катушки 9, которые по мере выхода электродов из короткого замыкают контакты. Когда все контакты 9 замкнутся, постоянный ток поступает во вспомогательный соленоид разъединителя 8 и про:-- сход -1т выключение глазного масляника, сччлючаясь, разъединитель 6 ко 1та;гтаг-и: Si (правый) отключает от цепи регулировки трансформаторы тока К) и включает в i-iee траьхформаторы тока 6. Контаг таки 86 (левь;ми) отключается масляник зспо.ю аге/ ьного тока 13 и наконец, ко.чта.чтами 8а включается главн;.-1Й масп;;: И /, отчего дуга восстанавливается м 1 йчинае ся нормальная плавка при :-:ор-;-1альном токе и напряжении.
Оба описанные выше варианта вполне cooтвL тcтвyю7 своему 1,азначенкю, но обладают сцним о5;цим недостатком. Это - рззъ;;д;-1нители на низкой стороне транс-форкатсро, а пстс-му ниже приводится третий впри2:гг, которь;й разъединителя не гребует.
В а р и а : т 3. Вариант третий также основан г;п аспоиог лтелы-юй дуге, но, в о;личие от iiGr) даух вариантов вспомогател;5 таи дуга создается не вспомогательной цапью, а са1-.им же печным транс; 5ОрКатором.
По э-ому ьар1-;знту, при образовании короткого в печн питание главно 0 трансформатора не п-екращается, а только 3 цель питания вводится добавочное сопротивлегие, огра1-ич;- вающее ток в трансформаторе до безопасных пределов, верь ее-снижающее напряжение на зажинах трансформатора до его напряжения короткого замыкания. Добавочное сопротивле - ме вводится последовательно с дроссе.ями, полагающимися по основной схеме электропечи, и работает так же: как 1.ослед гие, и БСЯ разница между в том. что добавочное сопротивление вводится в цепь путем от- лючения
шунтирующего его масляника только j в случае короткого, дроссели же нахо- ; дятся в работе постоянно. По своей конструкции добавочное сопротивление будет представлять собой не что иное, | как обыкновенные дроссели, с тою лишь разницей с обыкновенными, что в виду кратковременной их работы (0,5-1,5 минуты) сила тока в них на 1 мм может быть допущена очень большой, а для экономии меди - обмотка может быть сделана железной, без всякого ущерба их работы.
Работа устройства по третьему ва- I рианту сводится к следующему. При коротком в печи максимальное реле отключает масляник, шунтирующий добавочное сопротивление, отчего оно вводится i в цепь. При включении сопротивления i напряжение на зажимах высокой сторо- ны трансформатора падает до напря- ; жения короткого замыкания (соответственно напряжение падает и на низкой стороне). При этих условиях сила тока на низкой стороне трансформатора равна рабочей, отчего электроды, под дей- ; ствием автоматической регулировки, поднимаются вверх. Следует отметить, что I при этом варианте низкая сторона ки- j каким изменениям и дополнениям не подвергается. При подъеме электродоз | в печи образуется дуга, которая постепенно удлиняется, почему сила тока в ней падает, а напряжение повышается. Увелечение напряжения происходит за счет уменьшения потерь в добавочном сопро- тивлении с уменьшением силы тока в цепи,
При достижении током во всех трех , фазах величины, на которую отрегули- . ровано минимальное реле (действующее от тех же трансформаторов тока, что и максимальное), оно включает главный масляник, почему добавочное сопротивле- ние оказывается шунтированным, в печь поступает рабочее напряженке и плавка продолжается нормально.
Аппаратура устройства по варианту 3 показана на схеме фиг. 5;
/ - разъединитель высокой стороны;
2- трансформаторы тока вь сокой стороны;
3- 5acляный выключатель (желательно, но не обязательно, для облегчения j работы масляника иметь его с несколь- j
кими ступенями разрыва, включив в не.го сопротивление /7 отдельными секциями, как защитное сопротивление). М .сляник с соленоидным приводом;
4- переключатель;
5- дроссель с шунтирующим его масляником;
6- силовой трансформатор;
7-отвод напряжения к автомзтической регулировке электродов:
8-отвод or трансформаторов тока;
9- дуговая электропечь;
// - масляный выключатель малом разрывной мощности (не автоматический);
// - сопротивление в цепи высокого напряжения для снижения напряжения на зажимах трансформатора 6. Сопротивление должно быть так рассчитано, чтобы при коротком замь кании вмутри печи напряжение на зажимах трансформатора б равнялось напряжению короткого замыкания, т. е. во вторичной цепи циркулировал нормальный рабочий ток. Сопротивление рассчитывается совместно с 5.
/2 - максимально-минимальное реле. Реле должно иметь контакты; с) для в:;лю чения масляника при нагрузке, б) для выключeiiия при перегрузке. При нормальной работе оба контакта разомкнуты (возможно ограничиться добавлением только минимального реле, останознз в работе существующие максимальные).
При коротком замыкании в печи у реле 72 замыкаются контакты 2б, отчего постоянный ток поступает в выключающую катушку масляника 3 и размыкает его. При этом в цепь трансформатора б оказывается включенным сопротивлением /7, снинчающее напряжение на зажимах трансформатора. При этих условиях сила тока в дуге велика, напряжение мало, т. е. под действием автоматической регулировки электроды поднимаются вверх. При поднимании электродов сила тока в дуге падает, напряжение повышается за счет уменьшения потери наГ1ряжек;;я в сопротивлении 77 при уменьшении проходящего через него то.ча. При достижемни током в дуге всех фаз величина, на которую отрегулировано реле 72 и его контакты , замыкаются и включают масляник 3, почему сопротивление 77 оказывается шунтированным, т. е- на
зажимах трансформатора б восстанавливается полное напряжение, при котором начинается нормальная плавка.
Пока масляник 3 выключен - плавка не прерывается, а продолжается, но при пониженной мощности. Автоматическая регулировка также работает нормально, неустойчивое положение электродов будет при пониженных силе тока и напря;кении, так как при этих условиях дифе енциальное реле автоматической регулировки будет находиться в равновесии.
Масляник 10 служит для полного отключения фидера, так что ему приходится разрывать только холостой ток трансформатора 6, а в спучае короткого в высоковольтной печи - нормальный ток. От руки при слишком длительном извещении сирены о коротком, или от температурного реле, помеш,енного в сопротивлении 77.
Пример выполнения устройства по схеме 3, Допустим, электропечь имеет следующую характеристику:
Трансформатор мощностью 3000 ква.
Напряжение высокой стороны 35 кв.
Напряжение низкой стороны 200 г, ;:ли при включенных дросселях 172 в.
Коэфициент трансформации 0,00571.
Сила тока высокой стороны 50 а.
Сила тока низкой стороны 8750 а.
Напряжение короткого замыкания трансформатора , т. е. 2100 в. Потеря напряжения в дросселях 5000 и, т. е. их сопротивление 58а.
Исходя из этих данных, получим, что при коротком замыкании необходимо на высокой стороне потерять в добавочном сопротивлении 35000 - 5000 - 2100 - 27900 в.
Для того, чтобы потерять это напряжение при силе тока в цепи 50 а, добаСила тока и напряжение на дуге при добавочном сопротивлении в цепи дуги 21 ом
i : 50
3,8 а;
3,9 „
Е 45
4,0 „ Е 38 К 30
4,3 ,.
Приняв опытные данные за основу,: ния, даст тоже падение напряжения 50 б. будем считать, что дуга, в примере, при ; Теперь остается высчитать, до каких шунтировании добавочного сопротивле- размеров поднимется сила тока
вечное сопротивление должно быть равно
27900
гт7--г - 322 ом, откуда общее сопротивление цепи вместе с дросселями равно 322 + 58 380 ом.
Пренебрегая потерями в питательных шинах, т. е. считая, что все падение напряжения на низкой стороне будет приходиться на дугу, при условии равномерной нагрузки фаз, на всякой дуге име172ем: нормальное напряжение е -г.г-
1/3 100 в.
Нормальная сила тока г 8750 а.
При введении, после короткого в печи, в высоковольтную цепь добавочного сопротивления, на низкой стороне в дуге будем иметь ту же силу тока 4 8750 я.
При таком соотношении тока и напряжения катушка тока диференциального реле окажется сильнее катушки напряжения, почему электроды пойдут вверх до тех пор, пока равенство в катушках не восстановится, что может быть, при указанной выше регулировке, только в момент, когда:
г, 4376 а с, 50 д. Если минимальное реле отрегулировать на 4375 а, то при достижении этого равенства добавочное сопротивление должно быть шунтирована масляником, так что в цепи останутся только дроссели. При этом на высокой стороне трансформатора будет нормальное напряжение 3000 и, S, на низкой, на дуге, 100 к.
Из произведенных автором опытов получено, что изменение сопротивления в цепи не влияет на падение напряжения в дуге, а влияет только на силу тока в ней. В следующей таблице приведены опытные данные, полученные при напряжении в сети 120 в.
Сила тока и напряжение в цепи дуги при быстром изиенении добавочного сопротивления в ней до 6 см
16 а;
Е 50 Е - 45
17 „ 38
18 „ 30
19 „ Воспользовавшись таблицей, получим, что при изменении сопротивления в цедуги S -g- 3,5 раза, сила тока изме1918 1716 , . R -- 7: С Д Л ПЯняется в 2 Q д ч, ра за (от 4,22 до 4,65), т. е. сила тока изменяется в -- 1,25 раза быстрее сопротивления. Основываясь на приведенных рассуждениях для нашего случая, получим: со380 , ,,. противление изменилось в 6,65 раза, а значит сила тока при изменении сопротивления возрастает до 4375 -6,65 . 1,25-- 36000 а, что, конечно, неприемлемо, а потому шунтировать добавочное сопротивление в этот момент, т. е. при суш1ествуюш,ей на печи регулировке, нельзя, почему при работе вспомогательной дуги необходимо изменить регулировку путем введения в цепь катушек напряжения диференциального реле автоматической регулировки добавочного сопротивления, для возможности получения равновесия в диференциальном реле, при работе вспомогательной дуги, при большем (против 50 б) напряжении и меньшей (против 4375 а) силе тока. Добавочное сопротивление должно вводиться автоматически при включении и выводиться при выключении главного масляника. Ориентировочно для силы тока и напряжения во вспомогательной дуге, для момента включения масляника, получим следующие величины, из расчета полуторной перегрузки трансформатора в момент загорания главной дуги, что не опасно для трансформатора. При этих условиях получим: Сила тока во вторичной цепи при включенном маслянике 8750. 1,5 13150 а. В этот момент на вспомогательной дуге должно быть 13150.590 а 6,65 .1,25 ИЛИ в первичной цепи должно быть 0,00571 . 1590 9,1 а (на каковую силу тока и регулируется минимальное При токе 9,1 а в добавочных сопротивлениях высокой стороны потеряется 380 9,1 /Т 5900 в, откуда на зажимах высокой стороны трансформатора получим напряжение i 30000-5960 24040 в. При этом напряжении высокой стороны на дуге будем иметь 0,00571 79 и. Сведя данные в таблицу, получим: 1.При отключении короткого и введении добавочного сопротивления: сопротивление в цепи .и; в печи: сила тока 8750а, напряжение 6,7 в. 2.По ликвидации короткого перед включением главного масляника: сопротивление в цепи 380 о.щ в печи: сила тока 1590 а, напряжение 79 в, на каковые силу тока и напряжение устанавливается автоматическая регулировка на время работы вспомогательной дуги. 3.После включения масляника по ликвидации короткого: сопротивление в цепи 58 ом в печи: сила тока 13150 а, напряжение 79 «. Автоматическая регулировка отрегулирована, на 8750 а, 100 fl, так что электроды сразу же пойдут вверх. Следует отметить, что восстанавливать дугу с перегрузкой не обязательно, возможно отрегулировать восстановление дуги и на нормальную силу тока. Приняв среднюю быстроту подъема электродов 0,5 ом в секунду - время работы печи на вспомогательной дуге получим от 0,5 до 1,5 минут в зависимости от углубления электрода в шихту. Предмет изобретения. 1. Устройство для автоматического управления включением главного масляного выключателя дуговой электрической печи после короткого замыкания в печи, отличающееся тем, что с целью включения масляного выключателя в момент, когда электроды, подымаясь вверх после короткого замыкания, отошли от соприкосновения с металлом ванны на такое расстояние, чтобы при подаче рабочего напряжения дуга восстанавлиБилась с силой тока, близкой к нормальной рабочей величине, применено переключение печи на питание от вспомогательной цепи пониженной мощности, каковая цепь служит для зажигания контрольных дуг при прекращении коротких замыканий электродов, для управления электродвигателями, подымающими электроды, и для включения главной цепи при достижении определенной длины контрольных дуг.
2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что применены- независимая вспомогательная цепь с последовательно включенным сопротивлением 12, разъединитель 8 вторичной цепи трансформатора, действующий
одновременно с главным масляным выключателем, реле минимального тока 9 и реле нагтряя ения/й(фиг. 3) или трансформатор тока 10 (фиг. 4). служащие для включения главного масляного выключателя и выключения электродвигателей подъема электродов при достижении предельных значений напряжений и сил токов контрольных дуг.
3. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что для осуществления вспомогательной цегти пониженной мощности применен ограничитель тока, включенный в главную цепь, управляемый максимально-минимальным реле 12 (фиг, 5).
i;M -J ,:i.
Тш 1
М Tl i II i
t- -т; эti &
i v--f I I
I Ш ||:: 1;Т 1И
i i L -
I 4 I Г
.4..
II I
I Мщ
J I к k-y@iljiag-.d,,
,
1 i 1 :ЕВЗйГ---4-.
//
Шиг4Фиг5 ,:
