Автоматизированная система компенсации реактивной мощности дуговой электропечи

Патент 1064484

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

АВТОМАТИЗИРСВАННМ СИСТЕМА КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОДНОСТИ ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащая связанный с питающей сетью через согл сующий трансформатор синхронный электродвигатель, обмотка возбуждения которого соединена с выходом тирйсторного возбудительного блока, установленные на одном валу с элект родвигателем генераторы пониженной частоты, соединенные выходом с обмотками статора электромагнитного п ремешивания, а обмотки возбуждения генераторов связаны о двумя выходами блока управления токами возбужде ния генераторов, соединенного входом тах СБСОЮЗйй§ I J1; .o... ,,J -у I wwnoTB.: ; с задающим генератором и блок вычисления реактивной мсвдности печи, входы которого соединены с тремя фазными трансформаторами тока и трансформатором напряжения печи, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности электропечи , она снабжена .ключом, блоком вычисления тока возбуждения электродвигателя , блоком вычисления среднего линейного напряжения печи, блоком формирования напряжения задания и блоком ручного задания, первый гход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя соединен с выходом блока вычисления реактивной мощности печи, второй вход - с выходом блока вычисления среднего линейного напряжения печи, соединенного входом с трансформатором напряжения, а выход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя через блок формирования напряжения задания связан cS первым входом ключа, второй вход .которого соединен с дополнительным вы-; ходом блока управления токами возбуж дения генераторов, его третий вход - I с блоком ручного задания, а выход., -: С ВХОДОМ тирйсторного возбудитёльного блока.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъах

7В

2i«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3463938/24-07 (22) 05.07.82 (46) 30.12.83. Бюл. Р 48 (72) P. В. Минеев, О. A. Бадажков и И. A. Игнатов (53) 621. 365.22 (088. 8) (56) 1. Мукосеев Ю. Л. Электроснабжение промышленных предприятий. N., "Энергия", 1973, с. 407-413.

2. Влияние. дуговых электропечей на системы электроснабжения. Под ред.

М. Д. Смелянского и др. М., Энергия, 1975, c. .141-145, (54) (57) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА

КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДуГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащая связанный с питающей сетью через согласующий трансформатор синхронный электродвигатель, обмотка возбуждения которого соединена с выходом тиристорного возбудительного блока, установленные на одном валу с электродвигателем генераторы пониженной частоты, соединенные выходом с обмотками статора электромагнитного перемешивания, а обмотки возбуждения генераторов связаны с двумя выходами блока управления токами возбуждения генераторов, соединенного входом

„SU„„1 44 А

3(59 Н 05 В 7 144 Н 02 j 3 18 с задающим генератором и блок вычисления реактивной мощности печи, входы которого соединены с тремя фазными трансформаторами тока и трансформатором напряжения печи, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения производительности электропечи, она снабжена -ключом, блоком вычисления тока возбуждения электродвигателя, блоком вычисления среднего линейного напряжения печи, блоком формирования напряжения задания и блоком ручного задания, первый гход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя соединен с выходом блока вычисления реактивной мощности печи, второй вход вЂ” с выходом g

C блока вычисления среднего линейного напряжения печи, соединенного входом с трансформатором напряжения, а выход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя через блок формирования напряжения задания связан с Я первым входом ключа, второй вход которого соединен с дополнительным вы-, ходом блока управления токами возбуж дения генераторов, его третий вход -! с блоком ручного задания, а выход.;

;с входом тиристорного воэбудительноjro блока.

1064484

Изобретение относится к электро= технике, s частности к автоматизированным системам компенсации реактивной мощности электропечи при помощи синхронных электродвигателей, и может быть использовано для компенсации реактивной мощности, устранения возмущений, создаваемых дуговой сталеплавильной печью на внешнюю систему электроснабжения.

Известно использование синхронных электродвигателей для компенсации реактивной мощности в узле нагрузки, к которой они подключены.

Ток возбуждения электродвигателей задается специальными возбудительны- 15 ми устройствами, способными изменять его значение либо вручную, согласно задаваемого графика, либо автоматически в зависимости от требуемой емкостной реактивной мощности p) . 2O

К .недостаткам указанных систем компенсации относится малый диапазон изменения тока машины, а следовательно, и генерируемой емкостной мощности, потому что машина загружается 25 активной мощностью для выполнения работы по своему прямому назначению.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является asтоматизированная система компенсации gp реактивной мощности дуговой электропечи, содержащая связанный с питающей сетью через согласующий трансформатор синхронный электродвигатель, обмотка возбуждения которого соеди- 35 иена с выходом тиристорного возбудительного блока, установленные на од-. ном валу с электродвигателем генераторы пониженной частоты, соединенные выходом с обмотками статора электромагнитного перемешивания, а обмотки возбуждения генераторов связаны с двумя выходами блока управления токами возбуждения генераторов, соединенного входом с задающим генератором, и блок вычисления реактивной мощно- 45 сти печи, входы которого соединены с тремя трансформаторами тока и трансформатором напряжения печи (2) .

Недостаток известной системы заключается в низкой производительности печи, вызванной удорожением установки синхронных компенсаторов.

Цель изобретения вЂ” повышение производительности печи.

Поставленная цель достигается тем,55 что автоматизированная система компенсации реактивной мощности дуговой электропечи, содержащая связанный с питающей сетью через согласующий трансформатор синхронный электродви- 60 гатель, обмотка возбуждения которого соединена с выходом тиристорного возбудительного блока, установленные на одном валу с электродвигателем генераторы пониженной частоты, соединенные 65 выходом с обмотками статора электрог магнитного перемешивания, а обметКи возбуждения генераторов связаны с двумя выходами блока управления токами возбуждения генераторов, соединенного входом с задающим генератором, и блок вычисления реактивной мощности печи, входы которого соединены с тремя фазными трансформаторами тока и трансформатором напряжения печи, снабжена ключом, блоком вычисления тока возбуждения электродвигателя, блоком вычисления среднего линейного напряжения печи, блоком формирования напряжения задания и блоком ручного задания, первый вход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя соединен с выходом блока вычисления реактивной мощности печи, второй вход вЂ” с выходом блока вычисления среднего линейного напряжения, соединенного входом с.трансформатором напряжения, а выход блока вычисления тока возбуждения электродвигателя через блок формирования напряжения задания связан с первым входом ключа, второй вход которого соединен с дополнительным выходом блока управления токами возбуждения генераторов, его третий вход вЂ” с блоком ручного задания, а его выход вЂ” с входом тиристорного возбудительногс блока.

На фиг. 1 представлены V -образные характеристики синхронного электродвигателя; на фиг. 2 - блок-схема системы компенсации реактивной мощности дуговой сталеплавильной печи.

К разъединителю 1 дуговой сталеплавильной печи 2 через масляные выключатели 3 подключены согласующий трансформатор 4 питания синхронного электродвигателя 5, генераторов б пониженного напряжения, статора 7 электромагнитного перемешивания металла и трансформатор 8 напряжения.

Блок 9 вычисления реактивной мощности печи подключен первыми четырьмя входами к трем трансформаторам 10 тока, вторыми четырьмя входами к трансформатору 8 напряжения, к которому тремя входами подсоединен к блоку 11 вычисления среднего линейного напря-. жения печи. Выходы блоков 10 и 11 подключены соответственно к первому и второму входу блока 12 вычисления тока возбуждения электродвигателя 5, выход которого соединен через блок формирования Йапряжения задания, с первым входом ключа 14, соединенного выходом с тиристорным возбудительйы и блоком 15 электродвигателя 5, а вто« рым и третьим входами вЂ” соответственно с блоком 16 ручного задания и блоком 17 управления системами 18 возбуждения генераторов б напряжения пониженной частоты. Первые выходы генераторов б подключены к системам

1064484

8 tnax 4

Щ 50

Вн хх fo

Ъ кз к

«в „- f гдеК=

- Т Юси

=К

18 тиристорного управления током возбуждения генераторов 6, а входы запитаны от выходов задающего генератора 19.

Автоматизированная система компенсации реактивной мощности дуговой электропечи работает следующим образом.

Блок 9 вычисления реактивной мощности печи, выполненный на базе трехфазного счетчика или счетной техники, 10 формирует электрический сигнал, пропорциональный реактивной мощности печи g

Блок 11 вычисления среднего линейного напряжения, выполненный на 15 базе счетной техники, формирует электрический сигнал, пропорциональный среднему значению алгебраической суммы линейных напряжений

+ Чзс + >p,e

Сигналы от блоков 9 и 11 вычисления реактивной мощности печи и вычис 25 ления среднего линейного напряжения попадают на первый и второй входы соответственно блока 12, вычисления тока возбуждения (Гз = К g/ч), синхронного двигателя 5, формирующего электрический сигнал в функции реактивной мощности печи и среднего линейного напряжения в соответствии с поясняемой ниже закономерностью.

В силу индуктивного характера ре- З5 активной мощности печи реактивная мощность электродвигателя 5 для необходимой компенсации должна носить емкостный характер. При этом в соответствии с фиг. 1 при активной на- 40 грузке на валу двигателя 5 P = О зависимость изменения тока машины от тока возбуждения представлена правой частью кривой, т.е. 2 3 „

В этом случае математически зави- 45 симость расчетного тока возбуждения от тока электродвигателя представляется выражением

Подставив. в выражение (1) значение тока из формулы полной мощности при

P = О, зависимость расчетного тока возбуждения от требуемой реактивной мощности и среднего значения линейного напряжения имеет вид

Электрический сигнал блока 12, пропорциональный значению требуемого тока возбуждения (эз к Q/0) электродвигателя, поступает на вход блока

13, в качестве которого может быть использован аналоговый усилитель. 5 аналоговом усилителе формируется сигнал задания, который подается на вход ключа 14..Работа ключа 14 зависит от режима работы электродвигателя 5, а именно, если печь 2 работает на расплав и электромагнитное перемешиваниесовершенно не нужно, ключ

14 пропускает на вход тиристорного возбудительного блока 15 сигнал задания от блока 12, пропорциональный расчетному току возбуждения, Если же в режиме рафинирования требуется осуществить операции перемешивания жидкого металла или скачивания шлака из печи 2, одновременно с подачей задающих напряжений пониженной частоты от блока 17 управления системой возбуждения генераторов 6 на входы систем 18 тиристорного управления током возбуждения генераторов 6 подается сигнал на ключ 14, по которому прерывается канал подачи задающего напряжения от блока 13, пропорционального расчетному току . возбуждения при активной мощности двигателя 5 P = О, но подключается канал подачи напряжения задания, пропорционального току возбуждения

ЭЗ „ Ц з JyIo ПРИ аКтИВНОй моцности печи Р = P»„, выбираемого заранее на основе обработок статис» тических данных о значении реактивной мощности печи 2, и напряжения на шинах печи 2 в режиме рафинирования, но с расчетом того, что полная мощность двигателя 5

$ БномРеализуемость предлагаемой автоматизированной системы компенсации реактивной мощности дуговой электропечи не вызывает каких-либо практических трудностей (блок 9 вЂ” счетчик реактивной энергии, блок 11 вЂ” не что иное как блок суммирования и трехкратного масштабирования, блок 12 блок деления Я на U и пропорционального масштабирования в соответствии

I 8 сасвх 1 о с уставкой К =, задаваемой max вручную или автоматически, ключ 14простейший дискриминатор на две электрические цепи), т.е. все примененные блоки могут быть набраны на унифицированной серийной аппаратуре, в том числе и задающие генераторы, или реализованы на простейших вычи-. слительных микроэлементах электрон.ной техники, выполняющих операции сложения, деления, умножения, дискри- минации и т.д.. 1064484

Составитель Г. Тараканова

Редактор Е. Кривина Техред A.ÁàáèíåU, Корректор A. Ференц

Заказ 10364/60 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Применение предлагаемой автомати= зированной системы позволяет увеличить производителвность печи, стабильность горения дуг и снизить возмущения, создаваемые печьв во внешней электросети. При использовании ее на печи ДСП-20 годовой экономический эффект на одну электропечь составит 102,2 тыс.руб.при снижении време-. ни расплавления на 0,12 ч за счет уменьшения колебательности и повышения коэффициента мощности установки °