Устройство для питания дуговой сталеплавильной электропечи

. си)5 В 7/144 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУСВ ЬСТВ:В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИ(71) Грузинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследователь" ский институт энергетики и гидротехнических сооружений(56) 1. Князевский Б.А. и др. Электроснабжение промышленных предприятий. М., "Высшая школа", 1979, с. 239.2. Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры. М., "Энергия", 1971, с, 217.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ДУГОВОЙ СТАПЕПЛАВИЛНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ,содержащее подключенный к питающейсети печной трансформатор, к вторичной обмотке которого подключен входвыпрямителя, соединенного выходом содним иэ выводов индуктивного эле-мента, второй вывод которого связанс выводом электрода, причем параллельно индуктивному элементу подключен коммутирующий элемент, и регулятор перемещения электрода, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения стабильности напряжения сети и уменьшения потерь мощности, отношение постоянной времени цепитрансформатор-выпрямитель-индуктивныйэлемент к постоянной времени регулятора перемещения электрода больше 1,1095Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания устройств электрического нагрева, и может быть использовано при сопряжении электродуговой сталеплавильной печи с питающей сетью, имеющей малую мощность в режиме короткого замыкания.Известно устройство для питания электродуговой сталеплавильной печи, 10 содержащее питающую сеть переменного тока, печной трансформатор и низко" вольтный токоподвод, связывающий печной трансформатор с электродами печи 1 .15Однако при таком источнике питания дуговая сталеплавильная печь для питающей сети представляет собой резко-переменную нагрузку. Набросы по активной и реактивной мощности, прс вышающие номинальную мощность печного трансформатора, вызывают колебания напряжения, вредно отражающиеся как на питающую сеть, так и на другие потребители, питаемые от этой сети. Это происходит потому, что при всплесках металла, резком опускании электрода или обвалах шихты имеютместо закорачивания электродугового промежутка, сопровождаемые толчкообразным уменьшением активной мощности. Поскольку постоянная времени электромагнитной инерции цепи питания печи значительно меньше постоянной времени инерции регуляторов передвижения электродов, потребляемый при закороченном электродуговом промежутке ток, имеющий реактивный характер, ограничивается лишь суммарным сопротивлением печного трансформатора и токоЕо подвода, которое в несколько раз меньше номинального. При этом набросы реактивной нагрузки на сеть даже для крупных печей могут превышать 3-кратные номинальные значения мощности печного трансформатора. После восста 45 новления электродугового промежутка регуляторами передвижения электродов реактивная нагрузка уменьшается, а активная нагрузка увеличивается и становится номинальной. Кроме того, с ростом емкости печей увеличивается реактивное сопротивление токопровода, что создает проблему ввода большой мощности в крупные электродуговые сталеплавильные печи.55Наиболее близким к предлагаемому является устройство для питаниядуговой сталеплавильной электропечи,461содержащее подключенный к питающейсети трансформатор, к вторичной обмотке которого подключен вход выпрямителя, соединенного выходом с однимиз выводов индуктивного элемента,второй вывод которого связан с выводом электрода, причем параллельноиндуктивному элементу подключен коммутирующий элемент, и регулятор перемещения электрода 2 .Недостатком этого устройства является то, что без специальныхсредств компенсации реактивной мощности неустраненным остается резкопеременный характер нагрузки печи,сопровождаемый значительными набросами на питающую сеть активной и реактивной мощности и обусловленныймалой электромагнитной инерционностью цепи питания. Требуется такойисточник питания, постоянная времениэлектромагнитной инерции которогобудет больше постоянной времени инерции регуляторов передвижения электродов печи, В таком случае, регуляторы передвижения электродов будут успевать за изменениями потребляемогоиз сети тока, что приведет к стабилизации нагрузки печи и устранениюколебаний напряжения питающей сети.Цель изобретения - повышение стабильности напряжения сети и уменьшение потерь мощности.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для питания дуговойсталеплавильной электропечи, содержащем подключенный к питающей сетипечной трансформатор, к вторичнойобмотке которого подключен вход выпрямителя, соединенного выходом с одним из выводов индуктивного элемента,второй вывод которого связан с выводом электрода, причем параллельноиндуктивному элементу подключен коммутирующий элемент и регулятор перемещения электрода, отношение постоянной времени цепи трансформатор-выпрямитель-индуктивный элемент к постоянной времени регулятора перемещения электрода больше 1,На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства.К питающей сети 1 подключен печной трансформатор 2, который через низковольтный выпрямитель 3 и индуктивный элемент 4 связан с электродами 5 электродуговой сталеплавильной печи 6. Регулятор 7 перемещения электродов1095461 связан с цепью питания печи череззажимы трансформатора 8 тока, а также через выводы, предназначенные дляизмерения напряжения на электроде,Параллельно индуктивному элементуподключен низковольтный коммутационный аппарат 9.Устройство работает следующим образом.При пуске печи электроды замыкаются накоротко на шихту. При этом токпечи благодаря наличию большой индуктивности возрастает постепенно, прак"тически по линейному закону, и черезнекоторое время достигает номинального значения, после чего электродыпостепенно поднимаются, и устанавливаются требуемые электродуговые промежутки между электродами и шихтой.При закорачивании электродугового 20промежутка обвалившейся шихтой,всплесками металла или ошибочнымрезким опусканием электрода ток имощность печи возрастают также медленно по практически линейному закону.Вводя промежуток времени , послеистечения которого при закороченномэлектродуговом промежутке и при бездействии регуляторэв передвиженияэлектродов ток печи 3 получает приращение Ь 3, энергия, поступившая изритающей сети за это времяЬЮ = 3 0 1(1 + Ь 3 /23), где О - напряжение выпрямителя.Поскольку при закороченном элект 35родуговом промежутке поступившая изпитающей сети энергия не расходуетсяв печи, она накапливается в магнитном поле накопителя т.е. ЫМ = 240(3 + Ь 3 )/2 - 1. 3 /2, где- коэффициент самоиндукции накопителя. Дляне очень больших Ь 3 можно принять6 Э = 2 Ь 3 /3, где Ъ =3 /2 - энергия,накопленная в индуктивном накопителе 4перед закорачиванием электродуговогопромежутка.Учитывая, что Р = О 3 являетсямощностью печи, а Ь 3= Ь /3 представляет собой относительное приращение50тока, энергоемкость И накопителя определяется как Ф = Р 1(1+Ь 3 /2)/2 Ь 1 4Так, например, при накопителепорядка 10 Дж и мощности печи50 мВт ток печи при закорачиванииэлектродугового промежутка и при бездействии регуляторов передвиженияэлектродов может увеличиться на 103лишь через 4 с. Поскольку скоростьпередвижения электродов даже для самых крупных печей превышает 1 м/с,а длина электродугового промежуткаоценивается величиной 15-40 см, фактическое увеличение тока при характерных величинах постоянных времениинерции регуляторов передвиженияэлектродов составляет всего несколько процентов. По мере восстановленияэлектродугового промежутка, ток печиуменьшается, напряжение на зажимахиндуктивного накопителя изменяетзнак, и энергия в печь поступает отпитающей сети и от накопителя одновременно. Указанное уменьшение токапроисходит также плавно. Плавные изменения тока нагрузки печи на несколько процентов не создают никакихпомех для питающей сети и другихпотребителей электроэнергии. Низковольтный коммутирующий аппарат 9замыкается при остановках печи, атакже при возможном ошибочном резкомподнимании электродов во время работы печи,Технический эффект предлагаемогоизобретения заключается в устранениинабросов активной и реактивной мощности на питающую сеть, в результате чего устраняются колебания напряжения сети как по величине, так ипо фазе. Кроме того, улучшается коэффициент реактивной мощности печии облегчаются условия работы регуляторов передвижения электродов,Суммарные капитальные затраты наиндуктивный накопитель и выпрямительпримерно в 3 раза меньше по сравнению с известным устройством с дополнительным корректирующим оборудованием в виде управляемых конденсаторов, применяемом в настоящее времядля устранения набросов на сеть реактивной мощности в источниках питания сталеплавильной печи,095461 Составитель Г. ТаракаТехред А.Бабииец орректор В. Синицкая исин Тираж 783 ПодлВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 45 аказ 363 сное иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,