Система питания дуговой сталеплавильной печи

(19) (11) 02 Л 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ итех. ком М.Ше. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Львовский ордена Ленина понический институт им.Ленинскогосомола(56) Авторское свидетельство ССУ 461471, кл. Н 02 Л 3/26, 1973Авторское свидетельство СССРР 955361, кл. Н 02 Л ЗГ 26, 1978Патент США У 3963978,кл. Н 02 Л 3/18, 1975.(54)(57) 1. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ, содержащая печной трансформатор, фильтры высших гармоник, подключенные к первичным обмоткам печного трансформатора, встречно-параллельные тиристоры с системой импульсно-фазового пофазного управления, измерительные органы токов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,. с целью расширения пределов и повышения точности симметрирования токов в системе электроснабжения, она дополнительно содержит преобразователи эффективного значения тока и блок выбора наименее загруженной фазы, при этом первичные обмотки печного трансформатора соединены по схеме треугольник, указанные встречно-параллельные тиристоры включены в рассечку первичных обмоток печного трансформатора, а последовательно с первичными обмотками печного трансгформатора включены измерительные органы токов, к выходам измерительных органов токов подключены преобразователи эффективного значения тока, выходы которого подключены к блоку выбора наименее загруженной фазы, а выходы блока выбора наименее загруженной фазы подключены к входам системы импульсно-фазового пофазного управления2. Система питания поп.1, о т- л и ч а ю щ а я с я тем, что блок выбора наименее загруженной фазы содержит, запоминающие устройства, сум" матор опорного сигнала, блок сравнения, блок инверторов, блок сумматоров, блок схем совпадения Знаков сигналов, электронные ключи, при этом выходы преобразователей эффек- тивного значения тока подключены к входам запоминающих устройств, выходы которых подключень.к одним из входов блока сравнения и к входам сумматора опорного сигнала, а выход сумматора опорного сигнала подключен к другим входам блока сравнения, выходы блока сравнения подключены к одним из входов блока сумматоров и к входам блока инверторов, выходы блока инверторов подключены к другим входам блока сумматоров, выходы которого подключены к первым входам электронных ключей и к входам блока схем совпадения знаков сигналов, выходы блока схем совпадения знаков сигналов подключены к вторым входам электронных ключей, а выходы электронных ключей подключены к входам системы импульсно-фазового нофазного управле- нияе1192 Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам электроснабжения дуговых сталеплавильных печей.Целью изобретения является расширение пределов симметрирования и по- . . вьппение точности симметрирования то. ков в системе электроснабжения дугояых сталеплавильных печей. 10На фиг.1 изображена блок-схема системы питания дуговой сталеплавильной печи, на.фиг.2 - схема блока выбора наименее загруженной фазы, на фиг.з - векторная диаграмма токов.15Система питания дуговой сталеплавильной печи (фиг.1) содержит систему электроснабжения 1, от которой питается дуговая сталеплавильная печь 2 через печной трансформатор 3, в рассечку первичных обмоток которого20 включены встречно-параллельные тиристоры 4, последовательно с первичными обмотками печного трансформатора 3 включены трансформаторы тока 5, во25 вторичную цепь которых включены шунты 6, к которым подключен блок защит встречно-параллельных тиристоров 7 и преобразователи эффективного значения тока 8, а выходы блока 8 подключены к входам блока выбора наименее З 0 загруженной фазы 9, выходы которого подключены к системе импульсно-фазового пофазного управления 10, а выходы системы импульсно-фазового пофазного управления подключены к упр; ляющим электродам встречно-параллельных тиристоров 4, кроме этого, к системе .электроснабжения 1 подключены фильтрывысших гармоник 11.Блок 9 выбора наименеезагруженной 40 фазы (фиг.2) содержит запоминающие устройства 12, входы которых соединены с выходами преобразователей эффективных значений токов 8 а выходы запоминающих устройств 12 подключены 45 к одним из входов блока сравнения 13 и к входам сумматора опорного сигнала 14, выход которого подключен к вгорым входам блока сравнения 13, а выходы блока сравнения 13 подклю чены к одним из входов блока суммато. ров 15 и к входам блока инверторов 16, выходы которого подключены к вторым входам блока сумматоров 15, выходы блока 16 подключены к входам 55 схем совпадения знаков сигналов 17 н к одним из входов электронных ключей 18, а к вторым входам элек 0 ЗЗ гтронных ключей подключены выходы схем совпадения знаков сигналов 17, выходы электронных ключей 18 подключены к системе импульсно-фазового пофазного управления 10. Система питания дуговой сталеплавильной печи работает следующим образом.Неравенство сопротивлений нагрузки дуговой сталеплавильной печи 2, соединенных по схеме звезда, вызывает перекос по модулю и фазе линейных токов ТрХ р 1 (фиг.1).При этом возникает перекос фазных токов 1Х1 с во втОРичньхсобмотках печного трансформатора 3 и соответственно токов 1 Ав вссА в первичных, соединенных по схеме треугольник, Несимметричные токи 1 Ав1 ВС1 сЯОбразуя неправильный треугольник (фиг.з), создадут токи прямой и обратной последовательностей в линейных токах 1 А 1 , 1 системы электроснабжения поскольку питание дуговых сталеплавильных печей осуществляется от трехфазной системы напряжений без нулевого провода. Для достижения симметрии линейных токов 1 А 18 1 с системы электроснабжения с шунтов 6 снимаются сигналы, пропорциональные мгновенным значениям фазных токов 1 Ав вс сА и подаются на преобразователи эффективного значения тока 8, формирующие сигналы, пропорциональные действующим значениям фазных токов 1 АВ Вс сА после чего эти сигналы поступаютна запоминающие устройства 12, где запоминаются на интервале от одного до нескольких периодов промьппленнойчастоты. С запоминающих устройств12 сигналы 14 в вс сА поступаютна сумматор 14, на выходе которогополучается сумма сигналов всех фаз(АЕ+вс+сд) с обратным знаком,модуль которой больше модулей сигналов любой из фаз. Эта сумма является опорным сигналом 10 и подается на один из входов блока сравнения 13, на вторые входы которогоподаются сигналы непосредственноиз входов запоминающих устройств.12. В результате сравнения на выходах блока сравнения 13 получаютсяразности между опорным сигналом 1 ,и сигналами соответствующих фаз,т.е. (Ь 1 Ав ь 1 в, А А) с обРатнымзнаком. Величины сигналов соответст3 11920 вующих разностей зависят от величин сигналов, пропорциональных действую-; щим значениям фазных стоков. Для большего тока разность будет меньше, а для меньшего - больше. На инверторах 16 разности сигналов изменяют знаки, а в блоке сумматоров 15 производится сравнение разности сигналов (Ь 1 д, Ь 1 ,Ь 1) между собой таким образом, что из каждой разнос О ти вычитаются разности других Фаз, и на выходе блока сумматоров 15 появляются разности разностей сигналов с обратными знаками, при этом на каждую фазу приходится по два сигнала, 15 на фазу АВ приходятся сигналы (Ь 1 деЬ 1 вс) и (ЬТдв-ЬТсд), на фазУ ВС - сигналы (Ывс Ь 1 де) и ( ЬТвс Твд) на фазу СА - сигналы (Ь 1 сд - ЬТдв) и (ЬТ- Ь 1 ).Если вычитаются меньшие разнос ти от большей, то получаются два сиг- нала с отрицательными знаками,. которые соответствуют фазе с наименьшиМ током, и эти сигналы подаются на входы схемы совпадения знаков сигналов 25 17 этой Фазы, а из вычитаний между другими разностями получаются сигналы с различными или положительными знаками, которые соответствуют фазам с большими токами,и эти сигналы подаются на остальные схемы совпадения зна ков сигналов 17. Схема совпадения знаков сигналов фазы с наименьшим током на выходе выдает сигнал, который подается на вход электронных ключей этой же фазы, а электронные ключи 18 подают сигналы на регуляторы системы импульсно-фазового .пофазного управления 10 двух других фаз, уменьшая токи в этих фазах.до величины наименьшего 40 тока с помощью встречно-параллельных тиристоров 4,включенных в соответст- вующие фазы, После выравнивания токов фаз выравниваются разности Ь 1 д ,Ь 1 в Ысд по модулю, в результате сравни вания которых блоки сумматоров 16 на выходах этого блока получаются нули, поэтому сигналы, воздействующие на регуляторы системы импульсно-Фазового пофазного управления, не вырабатыва ются и все тиристоры возвращаются в открытое состояние. Например, наименьший ток в фазе АВ, наибольший в фазе СА и средний по величине между наибольшим и наи- меньшим в фазе ВС. С шунтов 6 поступают сигналы, пропорциональные мгнозз 4венным злацениям токов фаз 1 де, Тес, Тсд, на преобразователи эффективного знацения токов Я, на выходах которых получаютаналоговые сигналы 1 де, Твс, 1 сд, пропорциональные действующим значениям соответствующих фазных токов, которые поступают на входы запоминающих устройств 12, где запоминаются на интервале от одного до нескольких периодов. Из запоминающих устройств 12 сигналы с положительными знаками поступают на один из входов блока сравнения 13 и на три входа, по количеству фаз, сумматора 14, который Формирует опорный сигнал Трп =1 де+1 в +Тсд, по модулю больший от сигналов. Фаз, и этот опорный сигнал с отрицательным знаком поступает на другие входы блока сравнения 14. На выходах этого блока получатся разности между опорным сигналом и сигналами отдельных фаз с положительными знаками, для фазы АВ - Ь 1 дв=-1 ОП +1 денаибольшая по модУлю, для Фазы ВС - ЬТес Топ+Тес меньшаЯ ло модУлю от Ь 1 де и длЯ фазы СА - ДТсд - Тее+Тсд наименьшая по модулю, которые попадают на одни из входов блока сумматоров 15 и на входы инверторов 16. На выходах инлерторов получатся разности ЬЬ 1 и ь Т сд с отРиЦательными знаками, которые поступают на вторые входы блока сумматоров 15 в следующем порядке: на сумматоры Фазы АВ подаются сигналь 1 Д 1 в и Ь 1 ,фазы ВС - сигналы Д 1 дв и ЬТсд,. фазы СА - сигналы 61 дв и Ь 1 в . На выходах блока сумматоров 15 получаются сигналы для фазы АВ с наименьшим током - (ьТдв-ьТВс) и (ь 1 дв ь 1 сд) оба с отрицательными знаками, дляфазы ВС с большим током +(Ь 1 -ЬТдв ) и - (Ь 1 е -61 сд) с различйыми знаками и для фазы СА с наибольшим током +(ЬТсд - Ь 1 де) и +(Ь 1 сд-ЬТв )жительными знаками. Эти сигналы поступают на входы схем совпадения знаков сигналов 17 и на одни из входов электронных ключей 18. Схема совпадения знаков сигналов 17 фазы АВ сработает, поскольку на ее входы подадутся два сигнала с отрицательными знаками, т.е. - (ЬТдв-ьТвс) и .-(ЬдВ - Ьсд ) и - (Ь 1 де - ЬТсд )и выработается сигнал на включение электронных ключей 18, включенных в Фазе АВ, которые подадут сигналы нарегуляторы фаз ВС и СА системы импульсно-фазового пофазного управления 10. Сигналы этих регуляторов,пропорциональные сигналам (41 ь,А 1 в ) и (1 в), изменяют углыотпирания встречцо-параллельных тиристоров 4 в фазах ВС и СА такимобразом, что токи фаз ВС и СА уменьшаются до величины тока фазы АВ, чтоприведет к выравниванию по модулюфаэных токов 1 Аб, 19 сь 1 сд и, следовательно, к исчезновению токов обратной последовательности в токах системы электроснабжения 1 д, 1, 1 с. Предлагаемая система питания дуговой сталеплавильной печи может быть использована для осуществления симметрирования .токов в трехфазных системах электроснабжения дуговых сталеплавильных печей, цехов с электросварочным оборудованием и другими потребителями с несимметричными, нелиней" ной и быстроизменяющейся нагрузкой. Кроме этого, система питания способа автоматически осуществляет симметрирование токов системы электроснабжения за 0,04-0,06 с, при этом не требуется изменять положение электродов дуговой сталеплавильной печи, если значение тока дуги фазы с наименьшим током не меньше заданного. В случае обрыва дуги и исчезновения тока устройство отключит токи остальных фаз с .помощью тиристоров, тем самым существенно облегчит условия работы основного электрооборудования и коммутационной аппаратуры системы электроснабжения, Кроме того, в мощных дуговых сталеплавильных печах неравенство мощностей дуг по фазам может достигать больших значений1(0,5-0, 7)Р ( Р( 1,3-1,5)Р что приводит к несимметрии токов в системе электроснабжения дуговых электропечей, достигающей 4,5. Использование предлагаемой системы питания позволяет уменьшить несимметрию токов в системах электроснабжения дуговых сЮлеплавильных печей до 1,5- 27 за . счет пофазного управления и высокого быстродействия системы питания."Патент Филиал каз 7168/52 Тираж 619 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5