Автоматический регулятор мощности дуговой сталеплавильной печи для выплавки металлизированных окатышей

Автоматический регулятор мощности дуговой сталеплавильной печи для выплавки металлизированных окатышей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение надежности работы печи путем увеличения точности фиксации момента упора электрода в шихту. По величине отношений величин постоянных . составляющих токов дуг в различных фазах и по знаку постоянных составляющих достоверно устанавливается факт однофазного или двухфазного короткого замыкания. Для определения трехфазного короткого зат 1кания используются датчики гармоник токов трех фаз, которые позволяют по нулевым значениям высших гармоник токов дуг одновременно во всех фазах достоверно с установить факт полного короткого замыкания в печи. Вследствие этого возможно оперативно отреагировать на обвалы шихты и предотвратить поломку электродов. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 05 В 7 148

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4089353/24-07 (22) 14.07.86 (46) 23. 10.88. Бюл. У 39 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола и Донецкий металлургический завод им. В.И.Ленина (72) 0.10 ° Лозинский, Я.Ю.Марущак, В.Я.Перевознюк, Я.Б.Сметанюк, А.Г.Бондаренко, В.H.Коломота и А.А.Нехаев (53) 62 1.365.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 559471, кл. G 05 F 1/66, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У- 752824, кл. G 05 F 1/66, 1978. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ

ДЛЯ ВЫПЛАВКИ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ОКАТЫШЕЙ

„„SU„„3 432809 А 1 (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы печи путем увеличения точности фиксации момента упора электрода в шихту. По величине отношений величин постоянных составляющих токов дуг в различных фазах и по знаку постоянных составляющих достоверно устанавливается факт однофазного или двухфазного короткого замыкания. Для определения трехфазного короткого замыкания используются датчики гармоник токов трех фаз, которые позволяют по нулевь1м значениям высших гармоник токов дуг одновременно во всех фазах достоверно установить факт полного короткого ва-+ мыкания в печи. Вследствие этого возможно оперативно отреагировать на об" валы винты и предотвратить поломку электродов. 1 ил.

1432809

Изобретение относится к электротермии, в частности к автоматическому регулированию мощности дуговой трехфазной электропечи для выплавки ме5 таллизированных окатышей.

Цель изобретения — повышение надежности работы печи путем увеличе- ния точности фиксации момента упора электрода в шихту. 10

На чертеже представлена функцио" нальная схема автоматического регулятора мощности дуговой сталеплавильной печи.

Автоматический регулятор мощности 15 дуговой сталеплавильной печи содержит датчик 1 тока дуги для каждой фазы, датчик 2 фазного напряжения для каждой фазы, три датчика 3-5 постоянных составляющих токов дуг, три датчика 2р

6-8 гармоник токов дуг, шесть усилителей 9-14 постоянного тока, шесть инверторов 15-20, шесть сумматоров

2 1-26, шесть нуль-органов 27-35, че- . тыре логических элемента И 36-39, 25 шесть ключей 40-45, шесть диодов 4651, четыре логических элемента ИЛИ

52-55, регистрирующий прибор 56, реле 57 времени, два блока 58 и 59 эффективных значений в каждой фазе, за- 30 датчик 60 мощности в каждой фазе, блок 61 сравнения в каждой фазе, силовой усилитель 62 в каждой фазе, исполнительный механизм 63 в каждой фазе, электрод 64 в каждой фазе.

Датчик i тока дуги и датчик 2 фаз" ного напряжения соединены с входами соответствующих блоков 58 и 59 эффективных значений. Датчики 3-5 постоянных составляющих токов дуг соединены 40 с входами соответствующей пары усилителей 9-10, 11-12, 13-14. Те же выходы датчиков постоянных составляющих соединены с соответствующей парой встречно включенных диодов 46-47, 48-49, 50-5 1.

Кроме того, выход датчика постоянной составляющей тока дуги 3 соединен с соответствующими входами суммато" ров 21 и 22. Выход датчика 4 посто-.

50 янной составляющей тока дуги соединен с соответствующими входами сумматоров .>3 и 24. Выход датчика 5 постоянной составляющей тока дуги соединен с соответствующими входами сумматоров 25 и 26. Другие входы сумматоров

2 1-26 соединены через инверторы 1520 с выходами усилителей 11, 13, 9, 14, 12 и 10 соответственно. Выходы сумматоров 21-26 соединены с входами нуль-органов 27-32 соответственно.

Выходы каждой пары нуль-органов 2728, 29-30, 31-32 соединены с двумя входами логических элементов И 36-38 соответственно. Выходы последних соединены с соответствующей парой ключей

40-41, 42-43, 44-45, управляющие входы которых соединены с диодами 46-51 соответственно. Выход ключа 40 соединен с одним из входов логического элемента ИЛИ 52. Выход ключа 41 соединен с соответствующими входами логических элементов ИЛИ 53 и 54. Выход ключа 43 соединен с соответствующими входами логических элементов ИЛИ 5? и 54. Выход ключа 44 соединен с соответствующим входом логического элемента ИЛИ 54 ° Выход ключа 45 соединен с соответствующими входами логических элементов ИЛИ 52 и 53.

Датчики 6-8 гармоник соединены через нуль-органы 33-35 с соответствующими входами логического элемента

И 39. Выход логического элемента И 39 соединен с соответствующими входами логических элементов ИЛИ 52-54. Выходы этик элементов соединены с соответствующими входами регистрирующего прибора 56 и тремя вхоцами логического элемента ИЛИ 55. Выход логического элемента ИЛИ 55 соединен через реле 57 времени каждой фазы с соответствующим входом блока 61 сравнения, три других входа которого соединены с выходами исполнительного ме— ханизма 63, блока 58 эффективных значений и с выходом задатчика 60 мощности, вход которого соединен с выходом блока 59 эффективных значений.

Выход блока 61 сравнения соединен через силовой усилитель 62 с входом исполнительного механизма 63 перемещения электрода 64.

Регулятор работает следующим образом.

Сигналы от датчиков 3-5 постоянных составляющих токов дуг усиливаются усилителями 9-14 с соответствующими коэффициентами усиления. Эти же сигналы с датчиков 3-5 постоянных составляющих токов дуг поступают на один из входов трех пар сумматоров 21-22, 23-24, 25-26. Сигналы с выходов усилителей 9-14 через инверторы 15-20 поступают на другие входы соответствующих сумматоров 2.1-26, сигналы с которых поступают на нуль-органы 27-

1432809 4

= 0

= 0 к1j2.

Kz3 з, Э< со к j

53

К63 lo

3 ore

3 1om

3z

32р

Забот

3 aoni

= 0

= 0

= 0

Умножение постоянных составляющих . на соответствующие значения К1-К осуществляется с помощью усилителей

9-14. Сумматоры 21-26 определяют разность следующих величин: j — K> j go

3 „K2Iaо 1 j zo КЗЗ о 3 3 zo К43ъо

3Эо К632о 3 Эа К53 1о

Таким образом, если максимальное значение постоянной составляющей имеет место в первой фазе, на выходах

50 только нуль-органов 27 и 28 появляется напряжение, если во второй фазе, напряжение появляется на выходе нульорганов 29 и 30, а если максимальное значение постоянной составляющей име55 ет место в третьей фазе, на выходах только нуль-органов 31 и.32 появляется напряжение. Если имеется ток То, . на выходе логического элемента И 36 появляется сигнал, если имеется ток

32. При нулевом значении напряжений на входах нуль-органов 27- 32 на их в выходах появляются сигналы, которые попарно поступают на входы трех логических элементов И 36-38. В случае наличия сигналов на обоих входах элементов И 36-38 информация с выхода каждого из них поступает через соответствующую пару ключей 40-41, 42-43, 44-45 на входы соответствующих логических элементов ИЛИ 52-54, Управление ключами 40-45 осуществляется через диоды 46-5 1 в зависимости от знака постоянной составляющей тока дуги той, или иной фазы. Сигналы с датчиков 6-8 гармоник токов дуг поступают через нуль-органы 33-35 на три входа логического элемента И 39. При нулевых значениях сигналов на всех выходах датчиков 6-8 гармоник, а это имеет место при прОтекании синусоидального тока (режим трехфазного короткого замыкания), на выходе элемента И 39 появляется сигнал, который поступает на один из входов трех элементов ИЛИ 52-54. Сигналы с выходов элементов ИЛИ 52-54 поступают на входы регистрирующего прибора 56 и на входы элемента ИЛИ 55, сигнал с его выхода поступает в систему регулирования перемещением электродов каждой фазы. Например, сигнал с выхода элемента ИЛИ 55 поступает через реле 57 времени первой фазы на один из входов блока 61 сравнения, а с его выхода напряжение поступает через силовой . усилитель 62 на исполнительный механизм 63 перемещения электрода 64 первой фазы. Сигналы с датчика 1 тока и датчика 2 фазного напряжения через задатчик ЬО мощности и блоки 58 и 59 эффективных значений поступают на соответствующие входы блока 61 сравнения. Кроме того, на один из входов последнего поступает сигнал с исполнительного механизма 63. При исследовании электромагнитных процессов в системе питания дуговых сталеплавильных печей на цифровой модели установлено, что при несимметрии дуг трех фаз в токах дуг появляются постоянные составляющие. Для случая сисметричной системы питания или трехфазного короткого замыкания эти постоянные составляющие отсутствуют.

В случае однофазного и в случае двухфазного короткого замыкания, в одной из фаз протекает максимальное

° 5

%. значение постоянной составляющей ! (Iо ), причем при однофазном коротком замыкании максимальная постоянная составляющая строго определенной полярности находится в той же фазе, где имеет место короткое заьыкание. Отношение Io к постоянным составляющим токов дуг других фаз независимо от ступени напряжения печного трансформатора постоянно. В случае двухфазного короткого заввпсания максимальная постоянная составляющая тока дуги протекает в направлении, противоположном тому, в котором протекает максимальная постоянная составляющая для случая однофазного короткого замыкания, причем короткие замыкания имеют место в тех фазах, где постоянная составляющая тока не максимальна.

Обозначают отношения максимальиых значений постоянных составляющих тоКоВ дУг 3 o K постоннным составлЯю щим двух других фаэ следующим обраj

3zomI3 to = Кз3 J gooé зо Кое J Зов 3 о 5 3 за Й zo

Значения К,-К зависят от типа дуговой электропечи и определяются экспериментально, либо с помощью циф- ровой модели.

Переписывают выражение Для К -К следующим образом:

1432809

1,, сигнал появляется на выходе элемента И 37, а если I „ — на выходе элемента И 38. Элементы И 36-38 служат индикатором максимального зна5 чения постоянной составляющей токов фаз. В зависимости от того имеет место в печи двухфазное или однофазное короткое замыкание будут различны и знаки Ijpz Контроль за этим осущест-1О вляется с помощью ключей 40-45, управляемых через диоды 46-51. Например, если имеет место однофазное короткое замыкание в фазе Ф, на выходе элемента 36 появляется сигнал, для > которого открыт ключ 42, так как при таком коротком замыкании знак I<. отрицательный и диод 48 пропускает открывающий сигнал ключа 42. Если же имеет место двухфазное короткое замы- 2О кание в фазах Ф и Ф, сигнал с выхода элемента И 37 проходит через ключ

43, так как в этом случае знак I „,, положительный и через диод 49 проис:ходит открытие данного ключа 43. 25

В случае короткого замыкания в фазе Ф сигнал с выхода ключа 42 поступает на один из входов элемента ИЛИ

53, на..выходе которого появляется сигнал о коротком замыкании в фазе Ф . Зр

В случае двухфазного короткого замыкания сигнал с выхода ключа 42 посту:пает на входы элементов ИЛИ 52 и 54, на выходах которых появляется сигнал

1 о коротком замыкании в фазах Ф:„и Ф .

Сигналы о коротком замыкании с элементов ИЛИ 52-54 поступают на регистрирующий прибор 56 и через элемент

ИЛИ 55 в систему регулирования всех фаз. Например, сигнал поступает на вход реле 57 времени первой фазы,. а с его выхода — на один из входов блока 61 сравнения. Сигнал с выхода последнего через силовой усилитель 62 и исполнительный механизм 63 осуществляет подъем электрода 64. На другой вход блока 61 сравнения поступает сигнал с исполнительного механизма 63, а на третий вход этого блока 61 сравнения — сигнал с датчика 1 тока через „

ВО задатчик 6 мощности и блок 59 эффективных значений. На четвертый вход блока 61 сравнения поступает сигнал с датчика 2 напряжения через блок 58 эффективных значений. Для случая пол-, ного короткого замыкания постоянные составляющие в токах дуг отсутствуют, так как нет причины, вызывающей их появление — несимметричной системы напряжений дуг. Для получения информации о трехфазном коротком замыкании используются сигналы с датчиков 6-8 гармоник тока. При трехфазном коротком замыкании отсутствуют высшие гармонические составляющие в токах дуг и поэтому при их нулевьгх значениях в трех фазах, которые контролируются, нуль-органами 33-35, фиксируется наличие полного короткого замыкания в дуговой электропечи. Таким образом, только при трехфазном коротком замыкании на выходе логического элемента

И 39 появляется сигнал, который поступает на один из входов всех трех логических элементов ИЛИ 52-54.

Регулятор позволяет оперативно реагировать на обвалы шихты путем подьема электродов и предотвратить поломки электродов при их упоре в шихту.

Этим обеспечивается уменьшение затрат на эксплуатацию дуговых электропечей и уменьшение времени простоев в результате аварий. Кроме того, путем уменьшения количества ложных срабатываний автоматического регулятора на йодъем электродов, так как более точно устанавливается факт коротких замыканий, сокращается время плавки.

Формула изобретения

Автоматический регулятор мощности дуговой сталеплавильной печи для выплавки металлизированных окатышей, содержащий в каждой фазе печи блок выделения эффективного значения тока, вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход — с входом блока задания мощности, блок выделения эффективного значения напряжения, вход которого соединен с выходом датчика напряжения, а выход — с первым входом блока сравнения, второй вход которого, соединен с выходом блока задания мощности, третий вход — с выходом реле времени, четвертый вход — с выходом исполнительного механизма, а выход через силовой усилитель — с. входом исполнительного механизма, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения нацежности работы печи путем увеличения точности фиксации момента упора электрода в шихту, он дополнительно содержит четыре элемента ИЛИ, регистрирующий прибор, элемент И, а также в каждой фазе печи датчик постоянной составляющей тока, 143280 датчик гармонического состава тока, два усилителя, два сумматора, три нуль-органа, фазный элемент И, два ключа, два диода, два инвертора, вы.5 ход датчика постоянной составляющей тока соединен с входами первого и второго усилителей, с первыми входами первого и второго сумматоров, с анодом первого и катодом второго диодов данной фазы, выход первого усилителя данной фазы через первый иивертор соединен с вторым входом первого сумматора опережающей фазы, выход второго усилителя данной фазы через второй 15 ннвертор соединен с вторым входом второго сумматора отстающей фазы, выход первого сумматора данной фазы через первый нуль-орган соединен с первым входом фазного элемента И, выход 2р второго через второй нуль-орган — с вторым входом фазного элемента И, выход которого соединен с входами первого и второго ключей данной фазы, управляющий вход первого ключа сое- 25 динен с катодом первого диода, а управляющий вход второго ключа — с анодом второго диода данной фазы, выход первого ключа первой фазы соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход второго ключа первой фазы соединен с первым входом

9 8 третьего элемента ИЛИ, выход первого ключа второй фазы соединен с вторым входом первого и вторым входом третьего элементов .ИЛИ, выход второго ключа второй фазы соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого ключа третьей фазы соединен с третьими входами второго и третьего элементов ИЛИ, выход второго ключа третьей фазы соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, четвертые входы первого, второго и третьего элементов ИЛИ соединены с выходом элемента И, калдый иэ трех входов которого через третий нуль-орган данной фазы соединен с выходом датчика гармонического состава этой фазы, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами регистрирующего прибора и четвертого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторыми входами. регистрирующего прибора и четвертого элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с третьими входами регистрирующего прибора и четвертого элемента ИПИ, первый выход которого соединен с входом реле времени первой фазы, второй выход — с входом реле времени второй фазы, а третий выход — с входом реле времени третьей фазы.

1432809

Составитель Е. Косарев

Техред А. Кравчук Корректор М,Шароши

Редактор Н.Рогулич

Заказ 5467/56

Тираж 832

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4