Пристрій керування для відновних печей змінного струму

1. Пристрій керування для відновних печей (15) змінного струму з електродами (14), який містить трансформатор (11) і систему (1) регулювання для регулювання подачі енергії у відновні печі (15) змінного струму, яка керує механізмом (17) переміщення для електродів (14), який відрізняється тим, що пристрій керування додатково містить керовані силові електронні перемикачі (13) змінного струму, які включені у вторинному ланцюгу в лінії мережі низької напруги електродугової печі і через лінію (16) запалювання зв'язані з системою (1) регулювання для подачі керуючих імпульсів підпалювання, причому пристрій керування виконаний таким чином, що короткочасні коливання електричних параметрів компенсуються тільки за допомогою перемикачів змінного струму, при цьому система (1) регулювання містить засіб (4) імпульсно-фазового керування силовими перемикачами (13), який регулює безступеневим чином ефективні значення струмів (Isec) вторинного ланцюга, а силові перемикачі (13) містять антипаралельно включені блоки тиристорів. 2. Пристрій керування за п. 1, який відрізняється тим, що система (1) регулювання виконана таким чином, що вона регулює струми (Isec) вторинного ланцюга у відновних печах з підключенням за Knappsack-схемою. 3. Пристрій керування за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що засіб (4) імпульснофазового керування силовими перемикачами (13) виконаний з можливістю швидкого реагування на зміни електричних параметрів процесів печі і стабілізації потужності печі (15). 2 (19) 1 3 88179 4 13. Пристрій керування за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що система (1) регулювання виконана таким чином, що силові вимикачі (8) і ступеневі перемикачі навантаження можуть перемикатися в по суті знеструмленому стані. 14. Пристрій керування за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що система (1) регулювання виконана таким чином, що передбачені часи запізнення, що додатково реалізуються, і/або гістерезиси при переміщенні електродів (14). Винахід належить до пристрою керування для відновних печей змінного струму з електродами, який містить трансформатор і систему регулювання, яка регулює подачу енергії у відновні печі змінного струму і керує механізмом переміщення електродів. Подібні електричні відновні печі, які можуть бути забезпечені шістьма електродами при попарному однофазному підключенні або трьома електродами, включеними за Knappsack-схемою або за схемою зірки, служать для виробництва кольорових металів, феросплавів і шлаків процесу. Регулювання подачі електричної енергії у відновних печах досі здійснювалося шляхом гідравлічного переміщення електродів. При цьому на опір ванни впливає зміна глибини занурення електродів в шихту і/або, в режимі електричної дуги, співвідношення опорів між електродами. Як регульована величина при цьому виступають вимірювані струми електродів, імпеданси, визначені з відповідних струмів електродів і напруг на електродах, або опори, обчислені на основі вимірювань електричних величин на первинній стороні. Установлення напруги на електродах здійснюється ступенево шляхом зміни коефіцієнта трансформації обмоток трансформатора за допомогою ступеневого перемикача навантаження. Потужність печі при такому регулюванні піддається сильним коливанням, які викликані постійними, зумовленими процесом змінами опору ванни при занурених електродах і/або змінами відношень опорів електродів в режимі електричної дуги з не зануреними електродами. Через ці постійні коливання струмів, напруг і потужностей виникає нерівномірна подача електричної енергії в піч. Крім того, різні процеси для виробництва кольорових металів і феросплавів вимагають утворення реакційного об'єму під електродами. Часті механічні переміщення електродів для регулювання електричних параметрів створюють перешкоди цим реакційним об'ємам і перешкоджають металургійним процесам плавлення і відновлення. У документі DE 43 09 640 Al описана електродугова піч постійного струму з контуром регулювання струму і контуром регулювання напруги, причому дійсне значення для регулятора напруги утворюється з напруги, прикладеної до випрямляча струму, і номінальне значення - з вихідної напруги регулятора струму, причому до регулятора напруги підключений фільтр, настроєний на частоту мерехтіння в мережі. Електродугова піч постійного струму повинна і при слабих мережах енергоживлення, і при мережах з малими потужностями короткого замикання, забезпечувати режим роботи без впливу мерехтіння в мережі. У документі DE 41 35 059 А1 описаний пристрій для безперервного електричного регулювання напруги, яке повинно знижувати частку гармонічних складових. Крім того, напруга навантаження може встановлюватися більш точно і швидко настроюватися на змінний імпеданс. Застосовуваний для регулювання напруги задавач змінного струму не потрібно розраховувати на повну потужність навантаження; в струмі навантаження не виникають паузи струму, які, наприклад, в електричних відновних печах можуть викликати нерівномірний і нестабільний режим електричної дуги і, в зв'язку з коливаннями навантаження, можуть обумовлювати змінну реактивну потужність. Пристрій особливо придатний для режиму електродугової печі, при якому при постійному струмі електричної дуги напруга навантаження повинна швидко змінюватися. Вона коливається від 100 В на початку плавлення до 500-700 В при задовільному плавленні і до напруги 1,2 кВ для електричної дуги високої потужності. У документі DE 35 08 323 С2 описаний пристрій для живлення одного або більше електродів однофазної або багатофазної електротермічної печі через основний і допоміжний трансформатори, який забезпечує незначний зворотний вплив на живильну електромережу, кращу підтримку постійності струму і, у випадку багатоелектродних печей, також індивідуальне регулювання ефективної потужності для електродів. Для кожної фази струм повторної обмотки вимірюється, випрямляється і, як дійсне значення, подається на суматор, в якому формується різниця між номінальним значенням струму і дійсним значенням струму, відхилення регулювання подається на регулятор, вихідний сигнал якого подається на датчик керуючого імпульсу, який виробляє імпульс підпалювання для однофазного тиристорного задавача, причому задавач включений послідовно з проміжною обмоткою основного трансформатора і відповідною первинною обмоткою. Подібний пристрій застосовується на електродугових печах і відновних печах. З документа DE 34 39 097 А1 відомий регулюючий пристрій для електродугової печі постійного струму з одним або більше електродами, які включені як катод, а також одним або більше донними електродами, які включені як анод, в якому тиристори для випрямлення 3-фазного змінного струму розташовані в 6- або 12-імпульсній мостовій схемі. Тим самим швидкі і короткочасні коливання струму можна скомпенсувати за допомогою регулювання струму, а повільні і/або довготривалі коливання 5 за допомогою пристрою переміщення електродів з регулюванням напруги. Тиристорний пристрій забезпечує регулювання струму в залежності від різниці номінального значення струму і дійсного значення струму електродів і регулювання напруги в залежності від номінального значення напруги і дійсного значення напруги електродів, причому регулювання напруги здійснюється повільніше, ніж регулювання струму і установлення електродів. Цей регулюючий пристрій розроблений спеціально відповідно до вимог, що пред'являються до електричної дуги постійного струму, яка використовується при виробництві сталі, при якому вся електрична потужність в формі електричної дуги використовується в процесі плавлення в печі. Донні електроди, які вимагаються для печей постійного струму, в зв'язку з проблематичною конфігурацією дна кожуха печі піддаються екстремальному навантаженню. Донний електрод є слабим місцем печі і вимагає пов'язаного з витратами надійного охолоджування. Зміна донних електродів у відновних печах пов'язана з великими витратами часу і є дорогою. Великий по площі контур ланцюга струму великої сили в електродугової печі постійного струму перетинається, внаслідок електричного струму, магнітним потоком. Цей потік виробляє в електричній дузі електродинамічну силу, яка відхиляє дугу в напрямі, протилежному подачі. Через це відхилення електричної дуги виникає підвищений односторонній знос цегляної футерівки відновної печі. У документі DE 28 27 875 описана багатофазна електродугова піч і спосіб її регулювання. Необхідні значення для регулювання вторинної сторони трансформатора вимірюються і розраховуються виходячи з визначених вимірювань на первинній і вторинній сторонах при виключенні напруг вторинних фаз, виміряних відносно ванни розплаву, причому розрахунок бажаних регулювальних значень здійснюється в припущенні, що індуктивні властивості вторинних обмоток під час інших відхилень параметрів електродугової печі є прогнозованими, причому розраховані подібним чином регулювальні значення підпорядковуються певним крайовим умовам в залежності від зумовлених робочим режимом змінних параметрів печі. Подібний пристрій може використовуватися у всіх багатоелектродних печах. Вимірюються фазні напруги з первинної сторони і струму з'єднання зіркою, значення з вторинної сторони виводяться таким чином, що щонайменше в багатьох випадках ці значення можуть застосовуватися для кращого регулювання. У документі DE 20 34 874 А1 описаний пристрій для живлення електродугової печі з мережі змінного струму середньої і високої напруги, в якому електроди електродугової печі сполучені з мережею змінного струму через трансформатор печі і безконтактні керовані електронні перемикачі, які регулюють струм печі і, у випадку струму перевантаження, розмикаються. У багатофазних системах таке регулювання допомагає уникнути несиметричного навантаження живильної мережі. Безконтактні керовані електронні перемикачі замінюють так само як перемикачі ступенів обмоток, і 88179 6 так само як перемикачі проміжних ступенів трансформатора печі. У документі DE 20 17 203 А1 описана електрична піч для електрошлакового переплавляння з витрачуваними електродами при струмах від 3 до 15 Гц, причому тиристорний прямий випрямляч, трансформатор змінного струму і контур печі з електродами і облицювання і проміжний контур з однофазним трансформатором утворюють електричний ланцюг. У документі ЕР 0 589 544 В1 описана трифазна установка дугової печі з послідовно включеним дроселем і паралельно до дроселя включеним тиристорним мостом змінного струму як керованим перемикачем шунтування, причому керування, здійснюване при наявності з'єднання електронною установкою обробки даних, яка нарівні з електричними даними, такими як струм, напруга, вміст гармонік і мерехтіння в мережі, також обробляє дані процесу і засновується на порівнянні даних номінального і дійсного значень. З документа ЕР 0 498 239 В1 відомий спосіб регулювання електродів дугової печі постійного струму і пристрій регулювання електродів, в яких необхідність в розрахунку номінального значення для регулювання електродів може бути усунена за рахунок того, що замість постійної напруги з регулятора струму приймається сигнал, пропорційний куту регулювання. Цей сигнал подається через демпфірувальну ланку, яка, нарівні з настройкою сигналу, також контролює граничні значення і відсіває небажані частоти. Номінальне значення відповідає середньому куту регулювання випрямлячів. Довжина дуги встановлюється незалежно від зміни напруги таким чином, що досягається необхідний струм із заданим регулюванням кута на випрямлячі; для підтримки струму постійним завжди є достатній діапазон регулювання. При регулюванні струму відповідно до постійного регулювання кута на випрямлячі також досягається постійний середній коефіцієнт потужності в живильній мережі. У документі ЕР 0 429 774 А1 описаний пристрій і спосіб для живлення багатофазної дугової печі регульованим струмом, що складається з мережі змінного струму, керованої послідовної реактивності, трифазного трансформатора печі і дугової печі з гідравлічною системою регулювання електродів. За допомогою перетворювача струму вимірюється струм фази дугової печі, який подається на індуктор з тиристорним керуванням, який має керуючий пристрій, який, в свою чергу, впливає на послідовну реактивність в основному ланцюгу. Іншими параметрами виміряного сигналу, на які здійснюється вплив, є положення електродів і напруга на трансформаторі. У документі WO 02/28146 А1 описаний автоматичний регулятор електродів на основі прямого регулювання коефіцієнта потужності і спосіб для електродугової печі, яка містить пічний трансформатор, що складається, відповідно, з трансформатора для вимірювання робочого струму і напруги на електродах, перетворювача для розрахунку дійсної потужності електродів, перетворювача для розрахунку реактивної потужності електродів, про 7 грамованого контрольного блока для розрахунку коефіцієнта потужності електродів і порівняння із заданим номінальним значенням, а також пристрою для регулювання положення електродів по висоті і вимірювання, яке пов'язане з контрольним блоком за допомогою сигнальної лінії і переміщує електроди таким чином, що вони в максимальній мірі наближаються до дійсного коефіцієнта потужності заданого номінального значення. Електричні параметри електровідновних печей підтримуються в максимально можливій мірі постійними за допомогою гідравлічного підйому або опускання електродів. Ці параметри, однак, безперервно коливаються через зміну опору ванни при занурених електродах і/або через зміну співвідношення опорів в режимі роботи печі з не зануреними електродами, в режимі електричної дуги. Результатом цього є нерівномірна витрата електричної енергії в печі. Крім того, за рахунок частково дуже сильного руху електродів утрудняється утворення реакційних зон в печі. В основі винаходу лежить задача виконати пристрій керування вищезгаданого типу таким чином, щоб стабілізувати витрату потужності у відновних електропечах і, тим самим, підвищити підведення енергії і продуктивність. Крім того досягається зниження переміщення електродів і надійне утворення реакційних об'ємів. Вказана задача вирішується тим, що пристрій керування додатково містить керовані потужні електронні перемикачі змінного струму, які включені у вторинному ланцюгу в лінії мережі низького напруги електродугової печі і через лінію запалювання дуги пов'язані з системою регулювання для подачі керуючих імпульсів підпалювання, причому пристрій керування виконаний таким чином, що короткочасні коливання електричних параметрів компенсуються тільки за допомогою перемикачів змінного струму. При цьому регулювання витрати енергії здійснюється не за допомогою зміни положення електродів, а, головним чином, за рахунок керованих потужних електронних перемикачів, які включені в лінії мережі низького напруги електродугової печі. За рахунок імпульсно-фазового керування потужними напівпровідниковими елементами забезпечується безступеневе регулювання ефективного значення струмів вторинного ланцюга. Імпульсно-фазове керування потужними напівпровідниковими елементами є дуже швидкодіючим в порівнянні з відомим механічним переміщенням електродів. Тим самим може забезпечуватися більш швидкодіюча реакція на зміни електричних параметрів процесу і, отже, стабілізація потужності печі. Задача механічного переміщення електродів обмежується компенсацією співвідношень напруг для напруг ванни при грубих відхиленнях від номінального значення і компенсацією обгоряння електродів. Виявилося переважним, якщо система регулювання містить імпульсно-фазове керування потужними напівпровідниковими елементами, які регулюють безступеневим чином ефективні значення струмів вторинного ланцюга. 88179 8 Переважним чином, система регулювання може бути виконана таким чином, що вона регулює струми вторинного ланцюга у відновних печах за Knappsack-схемою. Відповідно до винаходу потужні напівпровідникові елементи можуть являти собою антипаралельно включені блоки тиристорів, так що здійснюється імпульсно-фазове керування трифазного змінного струму. У протилежність механічному переміщенню електродів, імпульсно-фазове керування потужними напівпровідниковими елементами може швидко реагувати на зміни електричних процесів печі і стабілізувати потужність печі. Переважним чином, механізм переміщення електродів може бути виконаний таким чином, щоб вирівнювати співвідношення напруг для напруг ванни при грубих відхиленнях від номінального значення і обгорянні електродів. Оптимальне регулювання одержують, якщо регулювання струму і регулювання напруги значною мірою незалежні одне від іншого. Виявилося переважним, якщо електроди мережі низького напруги електродугової відновної печі включені попарно за схемою зірки. Альтернативно, електроди мережі низького напруги електродугової відновної печі можуть бути сполучені з трифазним трансформатором або з трьома однофазними трансформаторами за Knappsackсхемою. Відповідно до винаходу також можливо з'єднати електроди мережі низької напруги (високострумова система) електродугової відновної печі за схемою трикутника. Особливо переважним чином, система регулювання може бути виконана таким чином, що окремі струми електродів можуть обмежуватися до спікання самовипалюваних електродів. Відповідно до винаходу система регулювання може бути виконана таким чином, щоб трансформаторні струми могли обмежуватися для виключення пошкоджень, зумовлених струмами перевантаження, особливо в діапазоні напруг нижче критичної точки потужності, або трансформаторна потужність, для уникнення температур перегріву і, тим самим, для збільшення терміну служби трансформаторів, особливо в діапазоні напруг вище критичної точки струму. Також відповідно до винаходу можна виконати систему регулювання таким чином, щоб реактивна потужність могла обмежуватися для підтримки гарантованих значень коефіцієнта потужності. Термін служби силових вимикачів, перемикачів і ступеневих перемикачів навантаження підвищується, якщо систему регулювання виконати таким чином, щоб силові вимикачі і ступеневі перемикачі навантаження могли перемикатися, по суті, в знеструмленому стані. Перешкоди для металургійних реакційних зон скорочуються до мінімуму, якщо систему регулювання виконати таким чином, щоб передбачалися додатково реалізовані часи запізнення і/або гістерезиси при переміщенні електродів, які сприяють утворенню реакційних зон всередині електродів. Часті механічні переміщення електродів для регулювання електричних параметрів заважають утво 9 ренню цих реакційних зон і перешкоджають металургійним процесам плавлення і відновлення. Винахід пояснюється далі на прикладах, що ілюструються кресленнями, на яких показане наступне: Фіг.1 - відповідна винаходу система регулювання для однофазної схеми, Фіг.2 - шестиелектродна піч з попарно включеними електродами, Фіг.3 - триелектродна піч з трифазним трансформатором за Knappsack-схемою, Фіг.4 - симетрично виконана триелектродна відновна піч з трьома однофазними трансформаторами, включеними за Knappsack-схемою, Фіг.5 - група кривих для пояснення переваг винаходу. На Фіг.1 представлена система 1 регулювання, відповідна винаходу, яка містить засіб контролю 2, засіб 3 регулювання струму, засіб 4 імпульсно-фазового керування, і засіб 5 регулювання напруги. Для керування підключений, наприклад, персональний комп'ютер (PC) 6. На Фіг.1 показана тільки одна фаза трифазної системи електродугової печі. Через провідник 7 вмикання пічний вимикач 8 за допомогою мотора 9 може підключити описану нижче піч до живильної напруги 10. Вона прикладається тоді до первинного ланцюга пічного трансформатора 11, ступеневий перемикач навантаження якого може регулюватися за допомогою позиційного регулятора 12 через систему 1 регулювання. У вторинному ланцюгу пічного трансформатора 11 включений електронний перемикач змінного струму, який являє собою потужний напівпровідниковий елемент 13, який пов'язаний з електродом 14, який може занурюватися у ванну заземленої печі 15. Потужний напівпровідниковий елемент 13 може містити два антипаралельно включених силових електронних перемикачі, причому як напівпровідникові компоненти, в зв'язку з високими потужностями, використовуються переважним чином тиристори на декілька MVA. але також можуть використовуватися керовані потужні транзистори. Через лінію 6 підпалювання силовий напівпровідниковий елемент 13 забезпечується для перемикання імпульсами підпалювання за допомогою системи 1 регулювання. Гідравлічна система 17 обумовлює повільне регулювання електродів, так що співвідношення напруг для напруг ванни електроліту можуть вирівнюватися при грубих відхиленнях від номінального значення і обгорянні електродів. Вимірювальний пристрій 18 видає в систему 1 регулювання сигнал, відповідний положенню електродів 14. До системи 1 регулювання підключені пристрої 19 вимірювання і контролю електричних величин, на які подаються виміряні значення, відповідні напрузі UPRI первинного ланцюга і струмам ІPRI первинного ланцюга. Пристрої 19 вимірювання і контролю розраховують на цій основі значення, необхідні для системи 1 регулювання. Перед пічним вимикачем 8 приєднаний засіб 20 контролю заземлення з напругою 10 живлення, який також 88179 10 видає свої виміряні значення в систему 1 регулювання. Система 1 регулювання, що лежить в основі винаходу, може бути реалізована в засобі керування на програмованій пам'яті (SPS), системі керування процесом (PLS), персональному комп'ютері (PC) або на іншій комп'ютеризованій системі. Вхідні величини для системи 1 регулювання забезпечуються пристроями 19 вимірювання і контролю первинного і вторинного ланцюгів для електричних величин, а також позиціями ступеневих перемикачів навантаження або перемикача з'єднання зіркою або трикутником, якщо вони є. Факультативно, вимірювання позицій електродів може бути пов'язане з системою 1 керування і регулювання. Вихідні величини системи 1 регулювання є встановлювальними значеннями для гідравлічних клапанів для підйому або опускання електродів 14, а також встановлювальними величинами для керуючої електроніки засобу 4 імпульсно-фазового керування потужного напівпровідникового елемента 13. Система 1 регулювання може бути розширена для автоматичного переміщення ступеневих перемикачів навантаження пічних трансформаторів 11, щоб підтримувати необхідний керуючий кут α в межах і уникати переривань струму в режимі електричної дуги і частковому навантаженні. На Фіг.2-4 представлена електрична схема по змінному струму трьох фаз ланцюга мережі низького напруги електродугової печі. На Фіг.2 показана піч 15 з шістьма попарно включеними електродами 14, які через потужні напівпровідникові елементи 13 пов'язані з фазами U, V, W вторинного ланцюга пічного трансформатора 11. На Фіг.3 показана піч 15 з трьома електродами 14, яка підключена до трифазного трансформатора за Knappsack-схемою. Показана на Фіг.4 схема системи низького напруги електродугової печі представляє три зміщених на 120° однофазних трансформатора і випрямляча змінного струму, а також симетрична по куту конфігурація провідників мережі низького напруги електродугової печі і конфігурація фаз трифазної системи електродугової печі. За рахунок такої структури з крізною симетрією можуть бути реалізовані однакові відношення відповідних імпедансів, які полегшують досягнення по можливості рівномірної витрати потужності у відновній печі і, тим самим, навантажують мережу високого напруги по можливості в максимальній мірі симетрично. Зумовлені процесом несиметричні навантаження можуть за рахунок винаходу вирівнюватися ефективним чином. Knappsack-схема може використовуватися у випадку електровідновних печей з трьома електродами. У цій схемі виведення вторинних пічних трансформаторів виводиться і підключається тільки до трьох електродів за схемою трикутника. Три електроди утворюють при цьому з ванною розплаву навантаження в формі зірки, причому ванна розплаву утворює нейтральну точку при з'єднанні за схемою зірки. За рахунок компенсуючої магнітне поле конфігурації провідників мережі низького 11 напруги електродугової печі знижується реактивність печі. За рахунок цього можна, по відношенню до трансформаторної потужності, ввести в піч більш високу фазову потужність, внаслідок чого досягається кращий коефіцієнт потужності cos φ. При цьому можуть застосовуватися, відповідно, однофазний керований випрямляч змінного струму в з'єднанні з однофазними пічними трансформаторами або трифазний керований випрямляч в з'єднанні з трифазними пічними трансформаторами. Силова частина випрямлячів змінного струму для регулювання струму реалізовується на кожну фазу, відповідно, двома антипаралельно включеними силовими електронними вимикачами. Як напівпровідникові компоненти, в зв'язку з високими потужностями порядку декількох МВА, переважно використовуються тиристори. Однак також можливе використання керованих потужних транзисторів. Показана на Фіг.3 і 4 Knappsack-схема має перевагу, яка полягає в з'єднанні з низькою реактивністю провідників мережі низької напруги електродугової печі за рахунок ефекту компенсації електричних полів. За рахунок цього може бути знижена вироблювана складова реактивної потужності відновної печі. Однак також можлива схема, при якій вторинні обмотки трансформатора включені по схемі трикутника, з трьома виводами вторинного ланцюга, виведеними до мережі низької напруги електродугової печі, які через електродні фази і ванну електролізера включаються по схемі зірки, як, наприклад, це звичайно має місце в електродугових печах для виробництва сталі. Нарівні з вищеописаною основною задачею даного винаходу, додатково досягаються інші, описані нижче переваги. 1. Обмеження окремих струмів електродів для спікання самовипалюваних електродів При пуску печі або після поломки електродів важливо обмежити електродний струм ІЕ в залежності від розвитку спікання і щоб уникнути пошкоджень. За допомогою випрямляча змінного струму може відповідно оптимальний електродний струм ІЕ згідно із заданою програмою спікання проводитися через електрод 14 і попереджуватися пошкодження електрода 14 струмами перевантаження. Для того щоб уникнути розлому самовипалюваного електрода, який підлягає спіканню, може встановлюватися механічне переміщення електрода 14. 2. Обмеження трансформаторних струмів для уникнення пошкоджень за рахунок струмів перевантаження спеціально в діапазоні напруг нижче критичної точки потужності Трансформатори 11 захищаються за допомогою реле захисту від струму перевантаження, яке розмикає пічний вимикач 8 при струмах перевантаження і переривають виробничий процес. Відповідно до конкретного ступеня напруги, за допомогою заявленої системи 1 регулювання може обмежуватися відповідний максимальний трансформаторний струм за допомогою програмного забезпечення і, таким чином, попереджуватися відключення трансформатора струмом перевантаження. Показана на Фіг.5 пряма ділянка 20 гра 88179 12 фіка показує обмеження струму в залежності від напруги вторинного ланцюга. На Фіг.5 показана група кривих, яка ілюструє залежність напруги вторинного ланцюга і струму вторинного ланцюга одне від одного. 3. Обмеження потужності трансформатора для запобігання підвищеним температурам і, тим самим, підвищення терміну служби трансформаторів, зокрема, в діапазоні напруг вище критичної точки струму Зумовлене низькими опорами ванни електроліту перевищення максимально допустимої повної потужності може приводити до пошкодження пічних трансформаторів 11 через підвищені температури або скорочувати термін служби пічних трансформаторів 11. За допомогою випрямлячів змінного струму повна потужність пічних трансформаторів 11 може обмежуватися на максимальному значенні за допомогою задавачів змінного струму. Це досягається за допомогою обмеження струму в залежності від відповідного ступеня напруги, як це можна бачити, наприклад, на другій ділянці 21 графіка на Фіг.5. 4. Обмеження реактивної потужності для підтримки гарантованого значення для коефіцієнта потужності Часто повинні підтримуватися граничні значення для коефіцієнта потужності cos φ, узгоджені за домовленістю між постачальником і споживачем енергії. За рахунок системи регулювання зниження нижче граничного значення можуть попереджуватися за допомогою простого зниження потужності печі. 5. Попередження і обмеження несиметричних навантажень живильної мережі низького напруги електродугової печі, зумовлених конструкцією печі і умовами процесу Через геометрію печі, як, наприклад, в печі прямокутного профілю, і/або розміщення електродів 14 в ряд, і/або через застосування трифазних трансформаторів або трьох однофазних трансформаторів з розташуванням в ряд виникає вимушеним чином асиметрія при прокладанні лінії мережі низької напруги електродугової печі, що приводить до розрізнюваних опорів втрат і реактивних опорів. Несиметричні навантаження виникають через зумовлені процесом різні відношення опорів ванни у відновній печі. Ці небажані несиметричні мережні навантаження можуть ефективно коректуватися за допомогою системи 1 регулювання. 6. Підвищення терміну служби силових вимикачів і ступеневих перемикачів навантаження за рахунок перемикання по суті в знеструмленому стані Через перемикання під навантаженням пічного вимикача 8 і ступеневих перемикачів навантаження звичайно термін служби електричних засобів виробництва скорочується. Також в малонавантажених мережах можуть виникати явища мерехтіння в мережі у зв'язку з високими потужностями перемикання. За допомогою заявленої системи 1 регулювання потужні напівпровідникові елементи 13 можуть закриватися перед перемиканням пічного вимикача 8 або ступеневих перемикачів навантаження, так що силові перемикачі можуть екс 13 плуатуватися майже в знеструмленому стані. Комутуватися повинен тільки струм холостого ходу трансформаторів 11. Крім того, на основі поліпшеного режиму регулювання і можливості обмежувати електродний струм при пуску печі 15, може бути скорочена звичайно велика кількість ступенів напруги. Відповідний винаходу пристрій керування забезпечує можливість роботи печі змінного струму з трьома або шістьма електродами без необхідності у донному або подовому електроді. Блоки тиристорів включаються антипаралельно, причому трифазний змінний струм залишається в імпульснофазовій формі. Пристрій регулювання, що лежить в основі заявленого винаходу, спеціально узгоджений з вимогами процесу для відновних електропечей, в яких в максимально можливій мірі можна відмовитися від переміщення електродів, оскільки вони здійснюють заважаючий вплив на металургійні процеси плавлення і відновлення. Гідравлічне переміщення електродів практично повинно компенсувати тільки удар електродів і реагувати тільки на великі відхилення напруги. Оскільки струм вторинного ланцюга в печах за Knappsack-схемою не однаковий зі струмами електродних фаз, потрібний особливий спосіб регулювання, який забезпечується відповідній системі 1 регулювання за винаходом. Перелік позначень посилальних позицій 1 система регулювання 2 контроль 3 регулювання струму 4 імпульсно-фазове керування 5 регулювання напруги 6 персональний комп'ютер 7 лінія вмикання 8 пічний вимикач 9 мотор 10 живильна напруга 11 пічний трансформатор 12 встановлювальний пристрій 13 силовий напівпровідниковий елемент 14 електрод 15 піч 16 лінія збудження дуги 17 гідравлічна система 18 пристрій вимірювання положення електродів 19 пристрої вимірювання і контролю електричних параметрів 88179 14 20 контроль заземлення 21 прямолінійна ділянка графіка 22 друга ділянка графіка ΖT імпеданс трансформатора ΖH імпеданс ΖE імпеданс електродів ΖB імпеданс ванни PC персональний комп'ютер PLS система керування процесом SPS керування на програмованій пам'яті А ампер/розмірність АС змінний струм En точка вимірювання f мережнаа частота І струм IEn струм Іpri струм первинного ланцюга Isec струм вторинного ланцюга І+/-n струм фази електродугової печі m 10-3 (міллі)/числовий коефіцієнт k 103 (кіло)/ числовий коефіцієнт Μ 106 (Мега)/ числовий коефіцієнт Μ позначення мотора/символ Л порядкове число Ρ корисна (активна) потужність Q реактивна потужність S уявна (повна) потужність SN номінальна повна потужність SSC уявна (повна) потужність tap час U напруга Uk напруга короткого замикання UN мережна напруга Upri напруга первинного ланцюга Usec напруга вторинного ланцюга U, V, W фази електричної системи VA вольт-ампер/розмірність V вольт/розмірність Var вольт-ампер реактивне/розмірність W електрична робота W ват/розмірність Wh ват-година/розмірність ZBn імпеданс, відносна величина ΖEn імпеданс ZH+/-n імпеданс ΖTn імпеданс α кут керування, кут фазово-імпульсного керування cos φ коефіцієнт потужності 15 88179 16 17 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 88179 Підписне 18 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