Трансформаторна система для дугових електропечей з трьома електродами

1. Трансформаторна система (1) для дугової електропечі (2) з трьома електродами (202), яка відрізняється тим, що трансформаторна система (1) містить щонайменше два трифазні трансформатори (100), які підключені паралельно до електродів (202) і є такими, що вмикаються і вимикаються в залежності один від одного. 2. Трансформаторна система (1) за пунктом 1, яка відрізняється тим, що трифазні трансформатори (100) є такими, що вмикаються або відповідно вимикаються протягом виділеного відрізка часу максимально 100 мс. 3. Трансформаторна система (1) за пунктом 1 або 2, яка відрізняється тим, що трифазні трансформатори (100) є інтерно триангульованими. 4. Трансформаторна система (1) за пунктом 3, яка відрізняється тим, що трифазні трансформатори (100) мають стінку кожуха (110, 111) і шини на ве C2 2 89835 1 3 ній стороні вмикання ланцюга на велику силу струму технічно є не можливим або можливим тільки через силу, і тому піч повинна вмикатися на первинній стороні середньої напруги. Настройка вторинної напруги також встановлюється на первинній обмотці трансформатора через перемикач відгалужень. Звичайні в енергопостачанні вимикачі для установок середньої напруги є обмеженими зі сторони струму і, крім того, мають також тільки обмежений термін служби порядка 10000 комутаційних циклів. Підвищення комутованої потужності приводить до частково різкого зменшення терміну служби розподільних пристроїв. Дугові електропечі таким чином підлягають відомим технічним обмеженням відносно підвищення потужності. Однією можливістю, підвищити споживану потужність окремої печі при плавці, і тим самим можливістю, виробити більше сталі протягом одного циклу плавки, є вживання в одній печі декількох електродно-трансформаторних систем. Так, наприклад, з DE 30 2 4 223 С2 є відомою дугова електропіч, в якій в одній печі над плавильною ванною розташовано до чотирьох груп, кожна з трьох електродів і відповідно одного трифазного трансформатора. При цьому вмикання кожної трансформаторної системи відбувається за смислом схеми трикутника трифазного струму. Крім того, з SU 114944 6А є також відомою дугова електропіч з декількома електроднотрансформаторними системами, в якій у видовженій печі один проти одного встановлено дві групи, що складаються кожна з трьох електродів. Включення в схему відповідних фаз при цьому відбувається так, що фазні послідовності обох трансформаторів протистоять один одному у зворотному порядку. Оскільки потужність дугової електропечі обмежена на стороні входу розподільними і трансформаторними пристроями, в одній печі використовують отже декілька електроднотрансформаторних систем. Це вимагає не тільки спеціальної форми печі, але і також електрично симетричного розташування електродних груп. При металургійних неоднорідностях або, відповідно, при недостатній симетрії електродів необхідна енергія за рахунок цього часто не може бути введена в піч. Крім того, вживання декількох електродно-трансформаторних систем, як також видно на DE 30 24 223 С2, помітно обмежує функціональність печі, перш за все відносно випуску плавки Тому задачею даного винаходу є представлення у розпорядження трансформаторної системи для дугової електропечі з трьома електродами, в якій потужність дугової електропечі в сенсі збільшеної кількості розплаву може бути значно підвищена. Ця задача вирішується за допомогою трансформаторної системи по пункту 1 формули винаходу. Подальші переважні форми виконання винаходу вказані в залежних пунктах формули винаходу. Згідно з даним винаходом передбачена трансформаторна система для дугової електропечі з трьома електродами, яка містить щонайменше два 89835 4 трифазні трансформатори. Три фази трифазних трансформаторів підключено відповідно паралельно до одного з електродів. Крім того, трифазні трансформатори є такими, що вмикаються або, відповідно, вимикаються в залежності один від одного. Відповідна винаходу трансформаторна система таким чином має перевагу можливості підведення до окремої дугової печі з тільки трьома електродами підвищеної електричної потужності. При цьому залежне вмикання бере на себе вмикання окремих трансформаторів в сенсі синхронного вмикання. Тим самим, хоча декілька трансформаторів включено паралельно на вторинній стороні, виключається небезпека для людини і установки перш за все за рахунок напруг, що з'являються на первинній стороні, за рахунок відповідної зворотної трансформації. Крім того, залежне вмикання може також продовжувати безпечну експлуатацію дугової електропечі у разівиходу з ладу одного з трифазних трансформаторів при зниженій потужності за рахунок того, що електрично розв'язують відповідні неактивні трансформатори. Згідно з переважною формою виконання даного винаходу трифазні трансформатори вмикають або, відповідно, вимикають протягом виділеного відрізка часу максимально 100мс. За рахунок цього в основному уникають небезпечних напруг в трансформаторній системі. Тим самим переважним чином є не потрібним вмикання струмопроводів на велику силу струму (коротких мереж) на вторинній стороні. Може бути передбачено, що трифазні трансформатори є вже інтерно триангульованими. Відповідно два приєднувальні виводи трьох вторинних котушок трифазного трансформатора з'єднані при цьому вже всередині трансформатора в сенсі трифазної схеми трикутника, і від кожного трансформатора до електродів повинні бути відповідно прокладені тільки три струмопровода на велику силу струму. Згідно з наступною переважною формою виконання даного винаходу струмопроводи виходять з трифазних трансформаторів під прямим кутом до стінки кожуха трансформатора. Крім того, три фази всіх залучених трифазних трансформаторів з'єднані один з одним шинами на велику силу струму. Залучені трифазні трансформатори тим самим можна з'єднувати один з одним переважним чином із застосуванням жорстких і тим самим масивних струмопроводів. Шини на велику силу струму при цьому є переважно водоохолоджуваними. Електричні шляхи при цьому є по можливості короткими, що є перевагою, зокрема, відносно високих вторинних струмів і високих змінних магнітних полів, які тим самим також з'являються, і підтримує малим реактивний опір печі. Окремі трансформатори трансформаторної системи можна тим самим переважним чином просторово розташовувати таким чином, що проміжок відносно магнітних частин, тобто частин самих трифазних трансформаторів, виходить особливо великим і загалом можна підтримувати достатньо великий простір, що не містить заліза, навкруги шин на велику силу струму. У наступній переважній формі виконання даного винаходу шини на велику силу струму між 5 щонайменше двома трифазними трансформаторами проходять одна над одною в трьох площинах. Приєднувальні виводи для однієї фази залишають таким чином трифазний трансформатор відповідно на різній висоті. Тим самим трифазні трансформатори переважним чином можуть бути сполучені між собою шинами на велику силу струму електрично симетрично і без перетинів. Крім того, може бути передбачено, що відповідно дві шини на велику силу струму однієї фази зустрічаються одна з одною під кутом між 45° і 180°. За рахунок цього трансформаторна система може бути реалізована найпереважнішим чином так, що залучені трифазні трансформатори просторово розташовані таким чином, що електричні шляхи виходять короткими і проміжок відносно магнітних матеріалів є по можливості широким. Згідно з наступною формою виконання відповідно одна фаза трифазного трансформатора з'єднана гнучкими струмопроводами з відповідною фазою решти трифазних трансформаторів трансформаторної системи. Гнучкі струмопроводи на велику силу струму є переважно водоохолоджуваними і дозволяють відповідне винаходу паралельне включення декількох трифазних трансформаторів для дугової електропечі з тільки мінімальними обмеженнями відносно розташування залучених трансформаторів і печі. Тим самим відповідне винаходу підвищення потужності для дугової електропечі може бути реалізовано також за несприятливих просторових умов. Крім того, може бути передбачено, що гнучкі струмопроводи відповідно однієї фази залучених трифазних трансформаторів є провідно сполученими з відповідно одним з трьох електродів дугової електропечі. Переважним чином тим самим можна мінімізувати потребу в електричних контактах. Це є особливо переважним, оскільки також мінімальні контактні опори при великих силах струму приводять до великих втрат потужності. Крім того, в значенні цієї переважної форми виконання даного винаходу досягається надзвичайна незалежність від просторових умов відносно конструкції трансформаторної системи. Переважні форми виконання даного винаходу пояснюються в подальшому більш детально на основі прикладених креслень. При цьому показують: Фіг.1 - схематичне представлення дугової електропечі з трансформаторною системою згідно з першою формою виконання даного винаходу у виді зверху; Фіг.2а - детальний вид трансформаторної системи згідно з другою формою виконання винаходу у виді зверху; Фіг.2b - вид спереду трансформатора згідно з другою формою виконання винаходу; і Фіг.3 - схематичне представлення дугової електропечі з трансформаторною системою згідно з третьою формою виконання даного винаходу. Фіг.1 показує в схематичному виді зверху трансформаторну систему 1 з дуговою піччю 2. В дуговій електропечі 2 над металоприймачем в дуговій електропечі з розплавленим металом розташовано три електроди 202, як правило, з (не 89835 6 показаним) електродотримачем. Трансформаторна система 1 містить далі розподільний пристрій 120 і, як тут показано, два трифазні трансформатори 100, що позначаються далі також як трансформатори. По суті даного винаходу від одного розподільного пристрою 120 загалом можуть також живитися і підключатися до дугової електропечі 2 більше, ніж два трансформатори 100. Трансформатори 100 на первинній стороні підключені до розподільного пристрою 120 через провідні з'єднання 123. В розподільному пристрої 120 всі трансформатори 100 вмикаються або, відповідно, вимикаються через вимикач середньої напруги 121 комутаційним блоком 122 в залежності один від одного. Комутаційний блок 122 дозволяє синхронне за часом вмикання або, відповідно, вимикання вимикачів середньої напруги 121, переважно протягом виділеного відрізка часу в 100мс. Крім того, розподільний пристрій 120 дозволяє також безпечну експлуатацію дугової печі 2 з тільки частиною передбачених трансформаторів 100, наприклад, при виході з ладу одного або декількох трансформаторів 100. Комутаційний блок 122 у з'єднанні з вимикачами середньої напруги 121 забезпечує експлуатацію трансформаторної системи 1 з декількома трансформаторами 100 в сенсі вимкнення небезпеки для людини і установки. Вмикання трансформаторів 100 на вторинній стороні внаслідок екстремальних вторинних струмів в області приблизно 100кА не практикується, і всі залучені трансформатори 100 тим самим на вторинній стороні жорстко сполучені один з одним через місця контакту 105. У разі експлуатації тільки частини трансформаторів 100, передбачених в трансформаторній системі 1, наприклад, при експлуатації з тільки одним з двох показаних на Фіг.2 трансформаторів 100, назад трансформована за рахунок з'єднання на вторинній стороні напруга прикладена на первинній стороні до не активних трансформаторів 100. Вимикачі середньої напруги 121 розподільного пристрою 120 тоді, при необхідності, вимикають первинну сторону, і небезпечна напруга не може залишити розподільний пристрій 120. Трансформатори 100 переважним чином є інтерно триангульованими. Це означає, що в цілому шість приєднувальних виводів трьох котушок трифазного трансформатора 100 сполучено вже всередині по смислу схеми трикутника трифазного струму. Стінка кожуха 110 трансформаторів 100 містить тому на вторинній стороні тільки три приєднувальні виводи на велику силу струму u, v і w. В смислі першої форми виконання даного винаходу ці три фази сполучені паралельно одна з одною за допомогою шин на велику силу струму 101 в місцях контакту 105. Від цих місць контакту 105 до дугової печі 1 можуть вести перш за все наступні шини на велику силу струму 101 або, як тут показано, електроди 202 дугової електропечі 1 можуть підключатися до місць контакту 105 гнучкими струмопроводами на велику силу струму 102. Як шини на велику силу струму 101, так і гнучкі струмопроводи на велику силу струму 102 є переважним чином водоохолоджуваними. 7 Згідно з першою формою виконання даного винаходу шини на велику силу струму 101 зустрічаються під прямим кутом до стінки кожуха 110 трансформаторів 100. Вони зустрічаються на місцях контакту 105 під кутом β. Таким чином трансформатори 100 розташовані у куту α=180°-β. Згідно з переважною формою виконання цей кут α лежить в області від 45° до 180°. Тим самим окремі трансформатори 100 трансформаторної системи 1 можуть просторово розташовуватися в сенсі можливо коротких електричних шляхів. Одночасно в цій формі виконання забезпечені великі проміжки магнітних полів, які викликаються на стороні великої сили струму від магнітних матеріалів. Подальшою перевагою цієї форми виконання є конструкція трансформаторної системи 1 з декількома трансформаторами 100 в електрично можливо симетричному розташуванні. Фіг.2а показує детальний вид трансформаторів 100 згідно з другою формою виконання даного винаходу. На відміну від форми виконання з Фіг.1 трансформатори мають стінку кожуха 111, з якої виходять шини на велику силу струму 101. Як показує вид спереду трансформатора 100 на Фіг.2b, на стінці кожуха 111 для кожної фази u, v і w передбачені три приєднувальні блоки 115. Згідно з цією другою формою виконання даного винаходу ці три приєднувальні блоки 115 розташовані один над одним в трьох площинах. Ця форма виконання має ту перевагу, що три фази можуть з'єднуватися одна з одною без перетину на місцях контакту 105 за рахунок шин на велику силу струму 101, і довжина шин 101 може бути виконана можливо короткою. Залучені трансформатори 100, як показані тут два трансформатори 100, можуть тим самим бути розташованими можливо близько один до одного. Фіг.3 показує схематично трансформаторну систему 1 з дуговою електропіччю 2 згідно з тре 89835 8 тьою формою виконання даного винаходу. Як вже описано для Фіг.1, трансформаторна система 1 містить два, в загальному випадку проте декілька трифазних трансформаторів 100 і розподільний пристрій 120. Залучені трансформатори 100 підключені на первинній стороні до розподільного пристрою 120 провідними з'єднаннями 123. Комутаційний блок 122 в розподільному пристрої 120 приводить в дію в залежності один від одного декілька вимикачів середньої напруги 121. Це залежне вмикання за допомогою комутаційного блоку 122 відбувається аналогічно до першої форми виконання на Фіг.1, знову-таки в сенсі виключення небезпеки для людини і установки. Згідно з цією третьою формою виконання даного винаходу трансформатори 100 мають стінку кожуха 112, на якій до не показаних приєднувальних блоків 115 підключені гнучкі струмопроводи 102. Цими гнучкими струмопроводами 102 три фази u, v і w залучених трансформаторів 100 паралельно підключені до електродів 202 дугової печі 2 Електроди 202, які знаходяться над ванною розплавленого металу 201 дугової печі 2, можуть бути розташовані знову-таки на електродотримачі (не показано). Перевага цієї третьої форми виконання даного винаходу полягає в тому, що досягнута максимально можлива гнучкість відносно просторової конструкції залучених трансформаторів 100 на дуговій печі 2. Ця форма виконання дозволяє отже також відповідне винаходу використовування декількох трансформаторів 100 на дуговій печі 2 також за несприятливих просторових умов. Крім того, можна уявити собі також розташування один над одним декількох трансформаторів 100, які можна переважним чином без перетинів підключати гнучкими струмопроводами 102 до електродів 202 дугової електропечі 2 можливо короткими струмопроводами 102. 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 89835 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601