Система электропитания постоянным током мощных потребителей

0 ПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик щ 1005251(22) Заявлено 10.01,77 (21) 2437102/24-07с присоединением заявки Йо 511 М. К 1.З Н, 02 М 7/12//Р 27 В 17/00 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытийОпубликовано 150383. Бюллетень йо 10 Дата опубликования описания 15,03,83(72) Авторы изобретения Государственный научно-исследовательски институт электродной промышленности(7 ) Заявитель 54 ) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ МОЩНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙИзобретение относится к системам электропитания мощных потребителей. постоянным током, выпрямленным вентильными преобразователями, предназначается для питания печей графитации в электродной промышленности и может быть использовано также в химической промышленности, в черной и цвет" ной металлургии и в других отраслях техники для реализации энергоемких процессов на постоянном токе.Известна система электропитания постоянным током мощных потребителей, содержащая выполненные на неуправляемых вентилях некомпенсированные агрегаты, к которым подключена нагрузка. Для регулирования напряжения выпрямительных агрегатов этой системы используется комбинированный способ, при котором ступенчатое изменение напряжения осуществляется переключающим устройством путем переключения отпаек на первичной обмотке трансформатора, а плавное - внутри ступени с помощью дросселей насыщения, включенных с обеих (анодной и катодной) сторон выпрямительных мостов.Комбинированный. способ обеспечивает при глубоком плавном регулиро- . З 0 ванин выпрямительного напряжения,которое необходимо по технологии графитации, достаточно малое (,1-2) сни-,жение коэффициента мощности преобразователей. Однако, поскольку даженерегулируемые некомпенсированныевыпрямители имеют коэффициент мощности существенно меньший нормируемыйвеличины, то и вся система электропитания, выполненная с использованиемданных выпрямителей, имеет низкийкоэффициент мощности. Это приводитк значительному снижению сов т питающей сети. Кроме того, трансформаторывыпрямительных агрегатов в такой системе загружены реактивной мощностьюи, следовательно, активная мощность,передаваемая в нагрузку, не можетбыть доведена до полной мощности всехтрансформаторов систеьи. Известна также система электропи" тания постоянным током мощных потреби" телей, содержащая компенсированные преобразователи, имеющие трансформатор.и выпрямительные мосты, к каждой паре которых с одной стороны катодной или анодной подключены компенсирующие устройства, а с другой - двухфазные уравнительные реак-.55 торы. Регулирование выпрямленногонапряжения этой системы осуществляется с помощью управляемых вентилейв некомпенсированных половинах выпря-,мительных мостов преобразователей,т.е. с помощью управляемых вентилей,.5к которым подключены двухфазные уравнительные реакторы.Недостатком этой системы электропитания является то, что при глубокомрегулировании выпрямительного напряжения с помощью управляемых вентилей коэффициент мощности снижаетсядо недопустимых для мощных системвеличин. Это сопровождается существенным снижением сов 9 питающей сети. 15Кроме того, такая система, требующаяустановку управляемых вентилей впреобразователи, по сравнению с системами на неуправляемых вентиляхболее сложна и менее надежна. 20Наиболее близкой к предлагаемойявляется система электропитания постоянным током мощных потребителей,например печей графитации, содержащая. регулируемые компенсированныеблоки, каждый из которых состоит изтрансформатора с переключающим устройством, к трехфаэным вторичнымобмоткам которого подключены выпрямительные мосты с неуправляемымивентилями, компенсирующего устройства и дросселей насыщения, и регулируемые некомпенсированные блоки,состоящие каждый из трансформаторас переключающим устройством, к трех-.Фазным вторичным обмоткам которогьподключены соединенные параллельновыпрямительные мосты с неуправляемыми вентилями, и дросселей насыщения.Однако в этой системе электропитания трансформаторы некомпенсированных выпрямителей загружены потребляемой из сети реактивной мощностью,а трансформаторы компенсированныхпреобразователей загружены реактивной мощностью, генерируемой в сеть. 45Поэтому активная мощность, подаваемаяв нагрузку, например в графитировбчную печь, ни у одного преобразователя, а следовательно, и у всей системы не может быть доведена до полной 50мощности трансформаторов.Целью изобретения является получение в нагрузке активной мощности,равной полной мощности всех трансформаторов,1Укаэанная цель достигается тем,что в системе электропитания постоянным током мощных потребителей, на-,пример печей графитации, содержащей.регулируемые компенсированные блоки, 60каждый из которых состоит из трансформатора с переключа 1 ощим устройством, к трехфазным вторичным обмоткамкоторогоподключены соединенные параллельно выпрямительные мосты с 65 неуправляемыми вентилями, компенсирующего устройства и дросселей насыщения, и регулируемые некомпенсированные блоки, состоящие каждый из трансформатора с переключающим устройством, к трехфазным вторичным обмоткам которого подключены соединенные параллельно выпрямительные мосты с неуправляемыми вентилями, :и дросселей насыщения, каждый из не- компенсированных, блоков снабжен компенсирующим устройством, причем в каждом из компенсированных и некомпенсированных блоков компенсирующее устройство включено между катодной группой вентилей выпрямительных мостов и одним из выходных выводов, а каждый из дросселей насыщения включен между точкой подключения вторичной обмотки соответствующей фазы и силовым электродом вентиля анодной группы выпрямительных мостов.Снабжение каждого выпрямителя в системе электропитания компенсирующими устройствами, подсоединенными только с одной стороны выпрямительных мостов, и включение. дросселей насыщения только с другой стороны мостов обеспечивает подачу в печи активной мощности, равной полной мощности всех трансформаторов системы поскольку в этом случае в системе электропитания нет необходимости покрывать потребление реактивной мощности одних выпрямителей соседними выпрямителями, так как у каждого выпрямителя обеспечиваетсясозУ =1. Это освобождает все выпрямители от потребления или генерирования реактивной мощности, а следовательно, активная мощность каждого выпрямителя может быть доведена до полной мощности его трансформатора, В связи с этим активная мощность, подаваемая системой электропитания в печь графитации, может быть доведена до полной мощности всех трансформаторов системы. При этом Соз 9 питающей сети сохраняется неизменным.На чертеже приведена блок-схема системы электропитания графитировочной печи с развернутой схемой одного из преобразователей.Система электропитания графитировочной печи 1 содержит регулируемые компенсированные выпрямители 2, имеющие трансформатор 3 с переключающим устройством, выпрямительные мостыс неуправляемыми вентилями 4, с одной стороны которых подсоединены компенсирующие устройства 5, а с другой стороны " дроссели насыщения 6.При работе системы электропитания отставание по фазе первичного тока каждого выпрямителя от напряжения сети из-за индуктивного сопротивления трансформатора 3 и управляющего251 Заказ 1921/74 Тираж 685 Подписное НИИ ПП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,Ф 1005 действия дросселей насыщения 6 устраняется обратным действием компенсирующих устройств 5, в результате чего Со 5 Ч преобразователей 2 равен единице, что после включения системы электропитания сохраняетсоб 9 пи тающей сети и обеспечивает возможность подачи в печь активной мощности, равной полной мощности всех трансформаторов системы. Регулирование активной мощности, подаваемой в печь, 10 осуществляется ступенчато переключением отпаек трансформатора 3 и плавно с помощью дросселей насыщения 6. Использование предлагаемой систе мы электропитания графитировочных печей позволяет по сравнению с известной, довести активную мощность, вводимую в печь, до полной мощности всех трансформаторов системы, так 2 О как снабжение каждого выпрямителя компенсирующими устройствами, включенными только с одной стороны выпрямительиых мостов, и включение дросселей насыщения только с другой стороны мостов освобождает каждый выпрямитель от потребления или генерирования реактивной мощности. Таким образом, по сравнению с известной все выпрямители предлагаемой системы передают в нагрузку дополнительную активную мощность, примерно равную . 10 от номинальной мощности трансформатора. А это, в свою очередь, при изготовлении электродов в графитировочных печах позволяет при прежних установленных мощностях трансформаторов сократить длительность кампании графитации, повысить производительность печей и получить элект-.роды более высокого качества,Формула изобретенияСистема электропитания постояннымтоком мощных потребителей, напримерпечей графитации, содержащая регулируемые компенсированные блоки,каждый из которых состоит из трансформатора с переключающим устройством, к трехфазным вторичным обмоткамкоторого подключены соединенные параллельно выпрямительные мосты снеуправляемыми вентилями, компенсирующего устройства и дросселей насыщения, и регулируемые некомпенсированные блоки; состоящие каждый изтрансформатора с переключающим устройством, к трехфазным вторичнымобмоткам которого подключены соединенные параллельно выпрямительные мосты с неуправляемыми вентилями, идросселей насыщения, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью получе- .ния в нагрузке активной мощности,равной полной мощности всех трансформаторов, каждый из некомпенсированных блоков снабжен компенсирующим устройством, причем в каждом изкомпенсированных и некомпенсированныхблоков компенсирующее устройствовключено между катодной группой вентилей выпрямительных мостов.и однимиз выходных выводов, а каждый издросселей насыщения включен междуточкой подключения вторичной обмоткисоответствующей фазы и силовым электродом вентиля анодной группы выпрямительных мостов.