BR102018072464A2

BR102018072464A2 - Circuito de controle de linha, reator em série variável adaptado, e método de conversão de um reator em série variável adaptado

Info

Publication number: BR102018072464A2
Application number: BR102018072464-9A
Authority: BR
Inventors: Michael Morgan CAMPBELL; Yan ELKSNIS; Dong Shen
Original assignee: Hatch Ltd.
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2019-06-04
Also published as: DE102018218439A1; CA3022716A1; WO2019084674A1; US11146067B2; US20190131791A1; CA3022716C

Abstract

trata-se de uma configuração de comutadores adicionados a um circuito de controle de linha que permite a comutação de uma para outra entre uma configuração que apresenta um comutador de tiristor e reator conectados em série e uma configuração que apresenta um comutador de tiristor e reator conectados em paralelo. a conexão do reator em série com o comutador de tiristor permite uma configuração de circuito de alta impedância controlado que é particularmente bem adaptado para as partidas a frio de forno e as inatividades de forno. dessa maneira, há uma necessidade reduzida para tal equipamento como transformadores de partida extra, configurações de fonte de alimentação de baixa tensão alternada e aparelho elétrico com especialidade temporária para partidas a frio de forno.

Description

CIRCUITO DE CONTROLE DE LINHA, REATOR EM SÉRIE VARIÁVEL ADAPTADO E MÉTODO DE CONVERSÃO DE UM REATOR EM SÉRIE VARIÁVEL ADAPTADO DE UMA PRIMEIRA CONFIGURAÇÃO PARA UMA SEGUNDA CONFIGURAÇÃO

CAMPO

O presente pedido refere-se, em geral, a fornos a arco elétrico e, mais especificamente, à reconfiguração da configuração de circuito de controle de linha para tais fornos.

ANTECEDENTES

Um forno a arco elétrico é um dispositivo em que o material carregado pode ser aquecido por meio de um arco elétrico. Os fornos a arco elétrico são usados em uma variedade de aplicações em uma ampla gama de escalas, de algumas dezenas de gramas a centenas de toneladas. Uma aplicação para os fornos a arco elétrico é a produção de aço secundária. Uma outra aplicação é a redução de minérios não ferrosos. A última é frequentemente denominada uma aplicação de redução de minérios de arco blindada de fornos a arco elétrico.

Um forno a arco elétrico de Corrente Alternada (CA) usa um transformador de forno para liberar potência de uma rede de energia elétrica para um arco em duas ou mais pontas de eletrodo. Um forno a arco elétrico de Corrente Continua (CC) usa um transformador retificador e um retificador para liberar potência da rede de energia elétrica para um arco em uma ou mais pontas de eletrodo.

Conforme será compreendido por aqueles versados na técnica, um dado forno a arco elétrico pode operar em diferentes modos. Esses modos incluem arco aberto, arco blindado e arco submerso.

Na aplicação de produção de aço, variações na carga

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 65/109 experimentadas pela rede de energia elétrica que fornece eletricidade ao forno a arco elétrico originam algo chamado de cintilação na rede de energia elétrica. Infelizmente, a cintilação na rede de energia elétrica pode ser mostrada para causar falhas na iluminação sensível. Ademais, a cintilação na rede de energia elétrica pode ser mostrada para perturbar outros consumidores na mesma rede de energia elétrica. Ainda mais adicionalmente, a cintilação na rede de energia elétrica excessiva pode violar um contrato de eletricidade inserido pelo operador do forno a arco elétrico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Será feita referência, agora, a título de exemplo, aos desenhos anexos que mostram as implantações exemplificativas; e em que:

A Figura 1 ilustra um sistema da técnica anterior que inclui um forno a arco elétrico de CA trifásico (com três

eletrodos ou seis eletrodos, apenas um eletrodo é ilustrado)
em combinação com	o	controle	de cintilação na forma	de	um
Reator em Série	de	Variável	em um	lado primário	de	um
transformador;
A Figura	2	ilustra o	sistema	da Figura 1 aumentado

com um reator com derivações e uma pluralidade de comutadores;

A Figura 3 ilustra o sistema da Figura 2 que emprega uma primeira configuração de comutador;

A Figura 4 ilustra o sistema da Figura 2 que emprega uma segunda configuração de comutador;

A Figura 5 ilustra o sistema da Figura 2 com o Reator em Série de Variável em um lado secundário do transformador;

A Figura 6 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado com um reator com derivações e uma pluralidade de comutadores

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 66/109 de uma maneira semelhante ao aumento na Figura 2, com alguma redisposição do reator com derivações e da pluralidade de comutadores em relação à Figura 2;

A Figura 7 ilustra o sistema da Figura 6 que emprega uma primeira configuração de comutador;

A Figura 8 ilustra o sistema da Figura 6 que emprega uma segunda configuração de comutador;

A Figura 9 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado com um reator com derivações e uma pluralidade de comutadores de uma maneira semelhante ao aumento na Figura 2, com alguma redisposição dos reatores e de uma pluralidade de comutadores em relação à Figura 2;

A Figura 10 ilustra o sistema da Figura 9 que emprega uma primeira configuração de comutador;

A Figura 11 ilustra o sistema da Figura 9 que emprega uma segunda configuração de comutador;

A Figura 12 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado com uma pluralidade de comutadores;

	A	Figura	13 ilustra o sistema	da	Figura	12	que
emprega	uma	primeira	. configuração de comutador
	A	Figura	14 ilustra o sistema	da	Figura	12	que
emprega	uma	segunda	configuração de comutador;
	A	Figura 15 ilustra o sistema da	Figura 1 aumentado
com uma	pluralidade	de comutadores;
	A	Figura	16 ilustra o sistema	da	Figura	15	que

emprega uma primeira configuração de comutador;

A Figura 17 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado com um par de reatores e uma pluralidade de comutadores;

A Figura 18 ilustra o sistema da Figura 17 que emprega uma primeira configuração de comutador; e

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A Figura 19 ilustra o sistema da Figura 17 que emprega uma segunda configuração de comutador.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Tradicionalmente, a cintilação na rede de energia elétrica (ou, simplesmente, cintilação) pode ser mitigada instalando-se o equipamento de compensação de potência reativa em shunt. Exemplos de equipamento de compensação de potência reativa incluem um Compensador VAR Estático (SVC) tradicional ou um Compensador Sincrono Estático baseado em conversor de potência mais avançado (STATCOM). Uma outra tecnologia comprovada para redução de cintilação é um Controlador de Linha Preditivo Inteligente (SPLC), que pode ser conectado em série com uma carga flutuante. Para um exemplo de uma estratégia de redução de cintilação conhecida, consulte a Patente n° US 6.573.691, cujo conteúdo é incluído no presente documento a título de referência.

Na transmissão e distribuição de energia elétrica, volt-ampère reativo (VAR) é uma unidade em que a potência reativa é expressa em um sistema de energia elétrica de Corrente Alternada (CA) . A potência reativa existe em um circuito de CA quando a corrente e a tensão não estão em fase.

Um SVC consiste em um banco de filtro harmônico conectado em shunt e um reator controlado por tiristor conectado em shunt. 0 banco de filtro e o reator controlado por tiristor operam em conjunto com a cintilação de tensão mais baixa ou mantêm um fator de potência de forno constante. 0 SVC opera por meio de injeção em shunt de potência reativa capacitiva ou indutiva mantendo, desse modo, uma tensão constante mantendo-se o consumo de potência reativa total (MVAR) do forno equilibrado quase a zero (isto é, nem indutivo

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 68/109 nem capacitivo) . SVCs tipicamente têm um atraso de tempo de meio ciclo devido aos requisitos de comutação do tiristor. Um exemplo de um SVC anterior pode ser visto na Patente n° US 3.936.727.

Os controladores de forno a arco baseados em SVC fornecem dinamicamente potência reativa pela soma controlada de MVAR capacitivo constante e MVAR indutivo variável. 0 controlador compara a potência reativa da carga a um ponto de ajuste de potência reativa derivado do ponto de ajuste de fator de potência e controla dinamicamente o MVAR somado ao ponto de ajuste. À medida que um forno a arco elétrico entra, frequentemente, em curto circuito e circuito aberto em furos nos eletrodos do forno, as oscilações da potência reativa do forno variam de zero a 200% da classificação do transformador de forno. Um SVC é normalmente dimensionado em 125% a 150% da classificação do forno e reduz tipicamente a cintilação por aproximadamente 40% a 50%. Alguns SVCs usam um ponto de ajuste de tensão e ajustam um reator shunt para ser compatível com uma tensão de suprimento com a tensão do ponto de ajuste.

Um SPLC consiste em um reator controlado por tiristor conectado entre o barramento de suprimento e um eletrodo do forno a arco elétrico. Um SPLC funciona como um reator em série dinamicamente controlado que usa software preditivo para estabilizar a potência real ou a corrente em um forno a arco elétrico. O SPLC reduz a cintilação diminuindo-se as flutuações de corrente de arco nos sistemas de potência. Quando as flutuações de corrente de arco estiverem aplainadas, a cintilação de tensão é reduzida. Um exemplo de um SPLC pode ser visto na Patente n° US 5.991.327 emitida em 23 de novembro de 1999.

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A Figura 1 ilustra um exemplo de um forno a arco elétrico de CA trifásico (EAF) 140. A potência trifásica é fornecida ao forno a arco elétrico 140 a partir de um barramento de suprimento local 110. O barramento de suprimento 110 é conectado para receber potência de uma fonte de alimentação pública através da linha de transmissão e transformador redutor (não mostrado) ou, alternativamente, de uma estação geradora local (não mostrada) . O forno a arco elétrico 140 inclui três eletrodos ou seis eletrodos (dispostos em três pares) 142 (não individualmente ilustrados), sendo que cada um dos três eletrodos ou cada um dos três pares de eletrodos 142 é associado a uma das três fases de potência. As extremidades em arco dos eletrodos 142 são posicionadas em um recipiente de forno 144 para, por exemplo, derreter um material de trabalho, como metal de sucata, e podem ser montadas de modo que sua posição dentro do recipiente de forno 144 possa ser ajustada. Os eletrodos 142 são conectados a um lado do forno (enrolamentos secundários) de um transformador de forno com derivações 106.

Um reator em série variável 132 é conectado, em série com o transformador de forno com derivações 106, entre o forno a arco elétrico 140 e o barramento de suprimento 110. Cada uma das três fases do reator em série variável 132 (apenas uma fase do qual é ilustrada) inclui uma combinação em série de um reator variável 134 e um reator de valor fixo 136 que conecta uma respectiva fase de um lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno 106 a uma fase correspondente do barramento de suprimento 110. Na modalidade ilustrada, o reator variável representativo 134 inclui um reator 137 conectado em paralelo com um comutador de tiristor

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139. Cada comutador de tiristor 139 inclui, de preferência, um par de tiristores, ou par de grupos de tiristores, dispostos em polaridade opostas entre si. 0 reator em série variável 132 tem uma faixa de controle. 0 comutador de tiristor 139 pode ser considerado como uma implantação especifica do que pode ser chamado de um comutador estático de eletrônica de potência. 0 sistema da Figura 1 inclui adicionalmente um dispositivo de controle de ângulo de disparo 150 adaptado para controlar o ângulo de disparo do comutador de tiristor 139.

Uma configuração inovadora dos comutadores adicionados ao sistema da Figura 1, conforme ilustrado na Figura 2, permite a comutação de uma e outra entre uma configuração que apresenta um comutador de tiristor e reator conectados em série e uma configuração que apresenta um comutador de tiristor e reator conectados em paralelo. A conexão do reator em série com o comutador de tiristor permite uma configuração de circuito de alta impedância controlado que é particularmente bem adaptado para as partidas a frio de forno e as inatividades de forno. Dessa maneira, há uma necessidade reduzida para tal equipamento como transformadores de partida extra, configurações de fonte de alimentação de baixa tensão alternada e aparelho elétrico com especialidade temporária para partidas a frio de forno.

De acordo com um aspecto da presente revelação, fornece-se um circuito de controle de linha. O circuito de controle de linha inclui um comutador de tiristor e uma pluralidade de comutadores. A pluralidade de comutadores permite a comutação entre: uma primeira configuração em que uma combinação paralela do comutador de tiristor e uma primeira reatância é disposta em série com uma segunda reatância; e uma

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 71/109 segunda configuração em que o comutador de tiristor está em série com uma terceira reatância.

De acordo com um aspecto adicional da presente revelação, fornece-se um reator em série variável adaptado (consulte a Figura 2) . 0 reator em série variável adaptado inclui um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase de um barramento de suprimento que tem uma pluralidade de fases, um ponto de conexão de transformador para se conectar a um transformador para uma carga elétrica, um reator de valor fixo conectado, em uma primeira extremidade de reator de valor fixo, ao ponto de conexão por barramento de suprimento, sendo que o reator de valor fixo tem uma segunda extremidade de reator de valor fixo, um comutador de trajetória de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de tiristor, à segunda extremidade de reator de valor fixo, o comutador de trajetória de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, um comutador de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de tiristor, à segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, o comutador de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de tiristor conectada ao ponto de conexão de transformador, um reator com derivações conectado, em uma primeira extremidade de reator com derivações, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o reator com derivações tem uma segunda extremidade de reator com derivações e um seletor de reator com derivações, um comutador de trajetória de reator com derivações conectado entre a segunda extremidade de reator com derivações e o ponto de conexão de transformador e um comutador de trajetória de seletor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 72/109 trajetória de seletor, ao seletor de reator com derivações e, em uma segunda extremidade de comutador de trajetória de seletor, à primeira extremidade de comutador de tiristor. 0 reator em série variável adaptado tem uma primeira configuração definida por: o comutador de trajetória de seletor que está em um estado aberto; o comutador de trajetória de reator com derivações que está em um estado fechado; e o comutador de trajetória de tiristor que está em um estado fechado. 0 reator em série variável adaptado tem uma segunda configuração definida por: o comutador de trajetória de seletor que está em um estado fechado; o comutador de trajetória de reator com derivações que está em um estado aberto; e o comutador de trajetória de tiristor que está em um estado aberto.

De acordo com um outro aspecto da presente revelação, fornece-se um método de conversão de um reator em série variável adaptado de uma primeira configuração para uma segunda configuração, sendo que o reator em série variável adaptado inclui um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase de um barramento de suprimento que tem uma pluralidade de fases, um ponto de conexão de transformador para se conectar a um transformador para uma carga elétrica, um reator de valor fixo conectado, em uma primeira extremidade de reator de valor fixo, ao ponto de conexão por barramento de suprimento, sendo que o reator de valor fixo tem uma segunda extremidade de reator de valor fixo, um comutador de trajetória de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de tiristor, à segunda extremidade de reator de valor fixo, o comutador de trajetória de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, um comutador de tiristor conectado, em uma primeira extremidade

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 73/109 de comutador de tiristor, à segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, o comutador de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de tiristor conectada ao ponto de conexão de transformador, um reator com derivações conectado, em uma primeira extremidade de reator com derivações, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o reator com derivações tem uma segunda extremidade de reator com derivações e um seletor de reator com derivações, um comutador de trajetória de reator com derivações conectado entre a segunda extremidade de reator com derivações e o ponto de conexão de transformador e um comutador de trajetória de seletor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de seletor, ao seletor de reator com derivações e, em uma segunda extremidade de comutador de trajetória de seletor, à primeira extremidade de comutador de tiristor. O método inclui comutar o comutador de trajetória de seletor de um estado aberto para um estado fechado, comutar o comutador de trajetória de reator com derivações de um estado fechado para um estado aberto e comutar o comutador de trajetória de tiristor de um estado fechado para um estado aberto.

De acordo com ainda um outro aspecto da presente revelação, fornece-se um reator em série variável adaptado. O reator em série variável adaptado inclui um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase de um barramento de suprimento que tem uma pluralidade de fases, um ponto de conexão de transformador para se conectar a um transformador para uma carga elétrica, um reator de valor fixo conectado, em uma primeira extremidade de reator de valor fixo, ao ponto de conexão por barramento de suprimento, sendo que o reator de valor fixo tem uma segunda extremidade de reator de

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 74/109 valor fixo, um comutador de trajetória de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de tiristor, à segunda extremidade de reator de valor fixo, o comutador de trajetória de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, um comutador de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de tiristor, à segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, sendo que o comutador de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de tiristor conectada ao ponto de conexão de transformador, um reator adicional conectado, em uma primeira extremidade de reator adicional, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o reator adicional tem uma segunda extremidade de reator adicional, um comutador inferior conectado entre a segunda extremidade de reator adicional e o ponto de conexão de transformador e um comutador intermediário conectado, em uma primeira extremidade de comutador intermediário, à segunda extremidade de reator adicional e, em uma segunda extremidade de comutador intermediário, à primeira extremidade de comutador de tiristor. 0 reator em série variável adaptado tem uma primeira configuração definida pelo comutador intermediário que está em um estado aberto, o comutador inferior que está em um estado fechado, e o comutador de trajetória de tiristor que está em um estado fechado. 0 reator em série variável adaptado tem uma segunda configuração definida pelo comutador intermediário que está em um estado fechado, o comutador inferior que está em um estado aberto, e o comutador de trajetória de tiristor que está em um estado aberto.

De acordo com ainda um outro aspecto da presente revelação, fornece-se um método de conversão de um reator em

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 75/109 série variável adaptado de uma primeira configuração para uma segunda configuração. 0 reator em série variável adaptado inclui um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase de um barramento de suprimento que tem uma pluralidade de fases, um ponto de conexão de transformador para se conectar a um transformador para uma carga elétrica, um reator de valor fixo conectado, em uma primeira extremidade de reator de valor fixo, ao ponto de conexão por barramento de suprimento, sendo que o reator de valor fixo tem uma segunda extremidade de reator de valor fixo, um comutador de trajetória de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de tiristor, à segunda extremidade de reator de valor fixo, o comutador de trajetória de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, um comutador de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de tiristor, à segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, sendo que o comutador de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de tiristor conectada ao ponto de conexão de transformador, um reator adicional conectado, em uma primeira extremidade de reator adicional, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o reator adicional tem uma segunda extremidade de reator adicional, um comutador inferior conectado entre a segunda extremidade de reator adicional e o ponto de conexão de transformador e um comutador intermediário conectado, em uma primeira extremidade de trajetória de seletor, à segunda extremidade de reator adicional e, em uma segunda extremidade de comutador intermediário, à primeira extremidade de comutador de tiristor. 0 método inclui comutar o comutador intermediário de um estado aberto para um estado fechado, comutar o comutador

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 76/109 inferior de um estado fechado para um estado aberto e comutar o comutador de trajetória de tiristor de um estado fechado para um estado aberto.

Outros aspectos e recursos da presente revelação se tornarão evidentes àqueles de habilidade comum na técnica mediante análise da descrição a seguir de implantações especificas da revelação em combinação com as Figuras anexas.

Na visão geral, os comutadores em um circuito de controle de linha permitem que um reator seja configurado para estar em série com o comutador de tiristor 139, em oposição à configuração da Figura 1, em que o reator 137 é conectado em paralelo com o comutador de tiristor 139. Ά configuração do reator para estar em série com o comutador de tiristor 139 permite que o comutador de tiristor 139 exerça o controle da corrente do forno em uma faixa que se estende quase perto de zero amp até um novo máximo de alta impedância em série. 0 controle da corrente do forno é exercido, pelo dispositivo de controle de ângulo de disparo 150, através de controle computadorizado do ângulo de disparo dos tiristores no comutador de tiristor 139. A impedância relativamente alta do reator pode ser vista para limitar a corrente de curto circuito no forno 140 durante a partida. Embora haja a redução de condições de alta corrente, a configuração em que o reator está em série com o comutador de tiristor 139 pode ser considerada para manter a tensão em um nivel relativamente alto.

A Figura 2 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado com um reator com derivações e uma pluralidade de comutadores. Conforme ilustrado na Figura 2, aspectos do presente pedido se referem a reconfiguração seletiva do circuito da Figura 1 para

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 77/109 uma configuração de circuito de alta impedância.

No circuito da Figura 2, o reator 137 conectado em paralelo com o comutador de tiristor 139 (consulte a Figura 1) foi substituído por um reator com derivações 237.

reator com derivações 237 é um dispositivo com três pontos de conexão.

Consequentemente, a Figura 2 ilustra um reator em série variável adaptado 232 conectado, em série com o transformador de forno com derivações 106, entre o forno a arco elétrico 140 e o barramento de suprimento 110. Cada uma das três fases do reator em série variável adaptado 232 (apenas uma fase do qual é ilustrada) inclui uma combinação em série de um reator variável adaptado 234 e o reator de valor fixo

136 que conecta uma respectiva fase de um lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno

106 a uma fase correspondente do barramento de suprimento

110. Na modalidade ilustrada, o reator variável adaptado representativo 234 inclui o reator com derivações 237 conectado em uma configuração comutável com o comutador de tiristor 139.

Conforme notado no presente documento anteriormente, cada fase do comutador de tiristor 139 inclui, de preferência, um par de tiristores, ou pares de grupos de tiristores, dispostos em polaridade oposta entre si. O reator em série variável adaptado 232 tem uma faixa de controle que se baseia na configuração comutável.

O reator em série variável adaptado 232 tem um de conexão por barramento de suprimento para se conectar ponto a uma fase do barramento de suprimento

110. O reator em série variável adaptado 232 também tem um ponto de conexão de transformador para se conectar ao lado de suprimento

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 78/109 (enrolamentos primários) do transformador de forno 106.

A configuração comutável referenciada pode, em um aspecto do presente pedido, ser implantado por meio de três comutadores adicionados ao reator variável adaptado 234.

Um comutador de trajetória de reator com derivações 251 é posicionado entre o reator com derivações 237 e o ponto de conexão de transformador do reator em série variável adaptado 232.

O reator com derivações 237 tem um primeiro ponto de conexão conectado ao reator de valor fixo 136, um segundo ponto de conexão conectado ao comutador de trajetória de reator com derivações 251 e um terceiro ponto de conexão (um seletor) conectado a um comutador de trajetória de seletor 252. O comutador de trajetória de seletor 252 é posicionado entre o seletor do reator com derivações 237 e o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139.

Um comutador de trajetória de tiristor 253 é posicionado entre o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139, onde o comutador de trajetória de seletor 252 se fixa, e o reator de valor fixo 136.

Uma primeira configuração de comutador, ilustrada na Figura 3, permite que o reator em série variável adaptado 232 opere como um estabilizador de forno de alta potência, alta corrente de uma maneira consistente com o reator em série variável 132 da Figura 1. Na primeira configuração de comutador, o comutador de trajetória de reator com derivações 251 está fechado, o comutador de trajetória de seletor 252 está aberto e o comutador de trajetória de tiristor 253 está fechado. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em paralelo com o reator com derivações 237.

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Uma segunda configuração de comutador, ilustrada na Figura 4, permite que o reator em série variável adaptado 232 opere como um estabilizador de forno de baixa potência, baixa corrente. Na segunda configuração de comutador, o comutador de trajetória de reator com derivações 251 está aberto, o comutador de trajetória de seletor 252 está fechado e o comutador de trajetória de tiristor 253 está aberto. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em série com uma porção selecionada do reator com derivações 237.

Convenientemente, com o reator em série variável adaptado 232 na segunda configuração de comutador, isso pode ser considerado uma tarefa fácil de compreender para fornecer uma corrente de partida relativamente baixa e relativamente bem controlada. Adicionalmente, o reator em série variável adaptado 232 na segunda configuração de comutador pode ser considerado para limitar a corrente que o forno 140 pode consumir em uma situação de corrente curta. Pode-se considerar que consequências disso incluem um risco reduzido de danos ao equipamento, um tempo de partida reduzido e uma redução em percursos de sobrecorrente.

Frequentemente, um local inativará um forno, o que significa manter o recipiente de forno 144 cheio de metal fundido sem liberar o produto para um processo a jusante. Mais particularmente, o recipiente de forno 144 contém material de alimentação (por exemplo, calcina), escória e metal fundido. A inatividade age para manter a temperatura de banho de forno (escória e metal fundido). Durante a inatividade, nenhum material de alimentação novo entra no recipiente de forno 144. Na produção de aço secundária, a duração da inatividade é normalmente suporta em minutos. Em fornos de redução/refino de

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 80/109 minérios, a duração da inatividade poderia estar na faixa de dias a semanas.

A tipica operação do forno pode ser medida em termos de consumo de potência. Os componentes do consumo de potência incluem um componente de potência a arco, P_arc, relacionados à criação de um arco dentro do recipiente de forno 144 e um componente de potência de banho, Pbathr relacionado à manutenção do metal fundido no recipiente de forno 144.

De modo notável, o componente de potência de banho está relacionado à resistência do banho, Rbathr por uma relação bem conhecida:

Pbath ~ I Rbath

Quando a corrente para o eletrodo 142 for representada por I. Semelhantemente, o componente de potência a arco está relacionado à resistência do arco, R_arcr por uma relação bem conhecida:

n — j2 p ^rarc ” ¹ ^arc

I é conhecido por depender de tensão, Rbath ^e Rarc·

De modo ideal, quando o forno 140 estiver inativo, nenhum arqueamento ocorre. De modo notável, quando na inatividade do forno 140, nenhum dos metais fundidos é permitido a sair do recipiente de forno 144 e nenhum material novo é derretido, por meio do arqueamento do eletrodo 142. Consequentemente, a resistência do banho, Rbath permanece fixa.

Quando for desejado inativar o forno 140, consequentemente, para manter o metal fundido no recipiente de forno 144, o componente de potência de banho é diferente de zero.

Tradicionalmente, considera-se que, quando em

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 81/109 inatividade, R_arc deve ser > 0 para que I seja correto para Pbath· Pode-se considerar que I é correto para Pbathr então, I é suficiente para impedir que o metal fundido no recipiente de forno 144 congele/se solidifique no recipiente de forno 144. 0 metal fundido deve ser sempre mantido derretido, então, a potência ideal, que pode ser encontrada através de experimentação, é suficientemente alta para impedir que o metal fundido se solidifique, mas não tão alta quanto para gastar energia na forma de calor em excesso ou um arco. No entanto, a manutenção de R_arc > 0 pode ser considerada para gastar a potência no arco. Tal potência gasta, consequentemente, gasta a eletricidade consumida do barramento de suprimento, que é mensurável em termos de dinheiro. Se uma potência, Pi_oss, perdida para o resfriamento do ambiente do metal fundido for conhecida, então, uma estimativa de I I pode ser encontrada, a qual satisfaz I = I^Ploss.

Rbath, reator em série variável adaptado 232 na segunda configuração de comutador, permite R_arc = 0 enquanto o reator em série variável adaptado 232 ainda satisfaz I as especificações para inatividade.

A manutenção da potência de banho pode ser considerada para impedir que o metal fundido resfrie e se solidifique. Infelizmente, quando o metal fundido no banho resfria e se solidifica, partes do forno podem necessitar de substituição.

Em um nivel do sistema, a função do dispositivo de controle de ângulo de disparo 150 pode ser considerada como semelhante na configuração da Figura 1 e na configuração da Figura 2. Quando a Figura 2 permitir que um operador opte por

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 82/109 operar o forno 140 no modo de controle de corrente ou modo de controle de potência. O operador selecionaria pontos de ajuste para corrente ou potência com base nos requisitos de inatividade ou produção. Internamente, o dispositivo de controle de ângulo de disparo 150 é projetado com um conjunto diferente de cálculos e critérios para obter a configuração ilustrada na Figura 4 com segurança e confiabilidade. O operador pode basear a configuração em uma tensão de circuito máxima linha a linha, uma janela de condução trifásica e condições de delimitação em faixas de ângulo de disparo aceitáveis que são distintas das faixas de ângulo de disparo usadas quando em operação na configuração ilustrada na Figura 3.

A Figura 5 ilustra o sistema da Figura 2 com o reator em série variável 232 em um lado secundário do transformador de forno 106.

A Figura 6 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado com um reator com derivações e uma pluralidade de comutadores. Conforme ilustrado na Figura 6, os aspectos do presente pedido se referem a reconfigurar seletivamente um circuito entre pelo menos duas configurações de circuito.

No circuito da Figura 6, dentro de um reator em série variável adaptado 632, o reator 137 é conectado em paralelo com o comutador de tiristor 139, como na Figura 1. O reator de valor fixo 136 que conecta o reator em série variável adaptado 632 ao barramento de suprimento (consulte a Figura 1) foi substituído por um reator com derivações 636.

Consequentemente, a Figura 6 ilustra o reator em série variável adaptado 632 conectado, em série com o transformador de forno com derivações 106, entre o forno a

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 83/109 arco elétrico 140 e o barramento de suprimento 110. Cada uma das três fases do reator em série variável adaptado 632 (apenas uma fase da qual é ilustrada) inclui uma combinação comutável do reator com derivações 636, do comutador de tiristor 139 e do reator 137. Conforme notado no presente documento anteriormente, cada fase do comutador de tiristor 139 inclui, de preferência, um par de tiristores, ou pares de grupos de tiristores, dispostos em polaridade oposta entre si. O reator em série variável adaptado 632 tem uma faixa de controle que se baseia na configuração comutável.

O reator em série variável adaptado 632 tem um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase do barramento de suprimento

110. O reator em série variável adaptado 632 também tem um ponto de conexão de transformador para se conectar ao lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno

106.

A configuração comutável referenciada pode, em um aspecto do presente pedido, ser implantada por meio de quatro comutadores.

Um comutador de fundo de trajetória de reator de valor fixo 651 é posicionado entre o reator 137 e o ponto de conexão de transformador do reator em série variável adaptado 632.

O reator com derivações 636 tem um primeiro ponto de conexão conectado ao barramento de suprimento 110, um segundo ponto de conexão conectado a um comutador de trajetória de reator com derivações 652 e um terceiro ponto de conexão (um seletor) conectado a um comutador de trajetória de seletor 654. O comutador de trajetória de seletor 654 é posicionado entre o seletor do reator com derivações 636 e o lado do

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 84/109 barramento de suprimento do comutador de tiristor 139.

Um comutador de topo de trajetória de reator de valor fixo 653 é posicionado entre o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139 e o reator 137.

Uma primeira configuração de comutador para o circuito da Figura 6, ilustrada na Figura 7, permite que o reator em série variável adaptado 632 opere como um estabilizador de forno de alta potência, alta corrente de uma maneira consistente com o reator em série variável 132 da Figura 1. Na primeira configuração de comutador, o comutador de fundo de trajetória de reator de valor fixo 651 está fechado, o comutador de trajetória de reator com derivações 652 está aberto, o comutador de topo de trajetória de reator de valor fixo 653 está fechado e o comutador de trajetória de seletor 654 está fechado. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em paralelo com o reator 137.

Uma segunda configuração de comutador para o circuito da Figura 6, ilustrada na Figura 8, permite que o reator em série variável adaptado 632 opere como um estabilizador de forno de baixa potência, baixa corrente. Na segunda configuração de comutador, o comutador de fundo de trajetória de reator de valor fixo 651 está aberto, o comutador de trajetória de reator com derivações 652 está fechado, o comutador de topo de trajetória de reator de valor fixo 653 está aberto e o comutador de trajetória de seletor 654 está aberto. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em série com uma porção selecionada do reator com derivações 636.

Relembrando-se que a Figura 5 ilustra o sistema da Figura 2 com o reator em série variável 232 em um lado secundário do transformador de forno 106, também notável,

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 85/109 embora não ilustrado, que em oposição à configuração da Figura 6, o reator em série variável 632 pode ser colocado no lado secundário do transformador de forno 106.

A Figura 9 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado com um reator secundários e uma pluralidade de comutadores. Conforme ilustrado na Figura 9, os aspectos do presente pedido se referem a reconfigurar seletivamente um circuito entre pelo menos duas configurações de circuito.

No circuito da Figura 9, dentro de um reator em série variável 932, o reator 137 é conectado em paralelo com o comutador de tiristor 139, como na Figura 1. Adicionalmente, o reator de valor fixo 136 que conecta o reator em série variável 932 ao barramento de suprimento (consulte a Figura 1) foi aumentado por um segundo reator 936.

Consequentemente, a Figura 9 ilustra o reator em série variável adaptado 932 conectado, em série com o transformador de forno com derivações 106, entre o forno a arco elétrico 140 e o barramento de suprimento 110. Cada uma das três fases do reator em série variável adaptado 932 (apenas uma fase da qual é ilustrada) inclui uma combinação comutável do primeiro reator 136, do segundo reator 936, do comutador de tiristor 139 e do reator de valor fixo 137. Conforme notado no presente documento anteriormente, cada fase do comutador de tiristor 139 inclui, de preferência, um par de tiristores, ou pares de grupos de tiristores, dispostos em polaridade oposta entre si. O reator em série variável adaptado 932 tem uma faixa de controle que se baseia na configuração comutável.

O reator em série variável adaptado 932 tem dois pontos de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase do barramento de suprimento 110. O reator em série

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 86/109 variável adaptado 932 também tem um ponto de conexão de transformador para se conectar ao lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno 106.

A configuração comutável referenciada pode, em um aspecto do presente pedido, ser implantada por meio de três comutadores.

Um comutador de trajetória de reator de valor fixo 951 é posicionado entre o reator de valor fixo 137 e o ponto de conexão de transformador do reator em série variável adaptado 932.

O primeiro reator 136 tem um primeiro ponto de conexão conectado ao barramento de suprimento 110 e um segundo ponto de conexão conectado a um primeiro comutador de trajetória de reator 952A. O primeiro comutador de trajetória de reator 952A é posicionado entre o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139 e o primeiro reator 136.

O segundo reator 936 tem um primeiro ponto de conexão conectado ao barramento de suprimento 110 e um segundo ponto de conexão conectado a um segundo comutador de trajetória de reator 952B. O segundo comutador de trajetória de reator 952B é posicionado entre o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139 e o segundo reator 936.

Uma primeira configuração de comutador para o circuito da Figura 9, ilustrada na Figura 10, permite que o reator em série variável adaptado 932 opere como um estabilizador de forno de alta potência, alta corrente de uma maneira consistente com o reator em série variável 132 da Figura 1. Na primeira configuração de comutador, o comutador de trajetória de reator de valor fixo 951 está fechado, o

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 87/109 primeiro comutador de trajetória de reator 952A está fechado e o segundo comutador de trajetória de reator 952B está aberto. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em paralelo com o reator 137.

Uma segunda configuração de comutador para o circuito da Figura 9, ilustrada na Figura 11, permite que o reator em série variável adaptado 932 opere como um estabilizador de forno de baixa potência, baixa corrente. Na segunda configuração de comutador, o comutador de trajetória de reator de valor fixo 951 está aberto, o primeiro comutador de trajetória de reator 952A está aberto e o segundo comutador de trajetória de reator 952B está fechado. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em série com o segundo reator 936.

Relembrando-se que a Figura 5 ilustra o sistema da Figura 2 com o reator em série variável 232 em um lado secundário do transformador de forno 106, também notável, embora não ilustrado, que em oposição à configuração da Figura 9, o reator em série variável 932 pode ser colocado no lado secundário do transformador de forno 106.

A Figura 12 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado com uma pluralidade de comutadores. Conforme ilustrado na Figura 12, aspectos do presente pedido se referem a reconfiguração seletiva do circuito da Figura 1 para uma configuração de circuito de alta impedância. Em parte, o circuito ilustrado na Figura 12 pode ser distinguido do circuito ilustrado na Figura 2 em que o reator no circuito ilustrado na Figura 12 não é um reator com derivações.

No circuito da Figura 12, os comutadores permitem que o reator 137 seja seletivamente conectado em paralelo ou

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 88/109 em série com o comutador de tiristor 139.

Consequentemente, a Figura 12 ilustra um reator em série variável adaptado 1232 conectado, em série com o transformador de forno com derivações 106, entre o forno a arco elétrico 140 e o barramento de suprimento 110. Cada uma das três fases do reator em série variável adaptado 1232 (apenas uma fase do qual é ilustrada) inclui uma combinação em série de um reator variável adaptado 1234 e o reator de valor fixo 136 que conecta uma respectiva fase de um lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno 106 a uma fase correspondente do barramento de suprimento 110. Na modalidade ilustrada, o reator variável adaptado representativo 1234 inclui o reator 137 conectado em uma configuração comutável com o comutador de tiristor 139. Conforme notado no presente documento anteriormente, cada fase do comutador de tiristor 139 inclui, de preferência, um par de tiristores, ou pares de grupos de tiristores, dispostos em polaridade oposta entre si. O reator em série variável adaptado 1232 tem uma faixa de controle que se baseia na configuração comutável.

O reator em série variável adaptado 1232 tem um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase do barramento de suprimento 110. O reator em série variável adaptado 1232 também tem um ponto de conexão de transformador para se conectar ao lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno 106.

A configuração comutável referenciada pode, em um aspecto do presente pedido, ser implantado por meio de três comutadores adicionados ao reator variável adaptado 1234.

O reator 137 tem uma extremidade superior conectada

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 89/109 à extremidade do reator de valor fixo 136 que não é conectado ao barramento de suprimento 110. O reator 137 tem uma extremidade inferior. Um comutador inferior 1251 é posicionado entre a extremidade inferior do reator 137 e o ponto de conexão de transformador do reator em série variável adaptado 1232.

Um comutador intermediário 1252 é posicionado entre a extremidade inferior do reator 137 e o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139.

Um comutador de trajetória de tiristor 1253 é posicionado entre o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139, onde o comutador intermediário 1252 se fixa, e o reator de valor fixo 136.

Uma primeira configuração de comutador, ilustrada na Figura 13, permite que o reator em série variável adaptado 1232 opere como um estabilizador de forno de alta potência, alta corrente de uma maneira consistente com o reator em série variável 132 da Figura 1. Na primeira configuração de comutador, o comutador inferior 1251 está fechado, o comutador intermediário 1252 está aberto e o comutador de trajetória de tiristor 1253 está fechado. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em paralelo com o reator 137.

Uma segunda configuração de comutador, ilustrada na Figura 14, permite que o reator em série variável adaptado 1232 opere como um estabilizador de forno de baixa potência, baixa corrente. Na segunda configuração de comutador, o comutador inferior 1251 está aberto, o comutador intermediário 1252 está fechado e o comutador de trajetória de tiristor 1253 está aberto. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em série com o reator 137 e o reator de valor fixo 136.

A Figura 15 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 90/109 com uma pluralidade de comutadores. Conforme ilustrado na Figura 15, aspectos do presente pedido se referem a reconfiguração seletiva do circuito da Figura 1 para uma configuração de circuito de alta impedância. Em parte, o circuito ilustrado na Figura 15 pode ser distinguido do circuito ilustrado na Figura 2 em que o reator no circuito ilustrado na Figura 15 não é um reator com derivações.

No circuito da Figura 15, os comutadores permitem que o reator 137 seja seletivamente conectado em paralelo com o comutador de tiristor 139 ou não conectado ao circuito de modo algum.

Consequentemente, a Figura 15 ilustra um reator em série variável adaptado 1532 conectado, em série com o transformador de forno com derivações 106, entre o forno a arco elétrico 140 e o barramento de suprimento 110. Cada uma das três fases do reator em série variável adaptado 1532 (apenas uma fase do qual é ilustrada) inclui uma combinação em série de um reator variável adaptado 1234 e o reator de valor fixo 136 que conecta uma respectiva fase de um lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno 106 a uma fase correspondente do barramento de suprimento 110. Na modalidade ilustrada, o reator variável adaptado representativo 1534 inclui o reator 137 conectado em uma configuração comutável com o comutador de tiristor 139. Conforme notado no presente documento anteriormente, cada fase do comutador de tiristor 139 inclui, de preferência, um par de tiristores, ou pares de grupos de tiristores, dispostos em polaridade oposta entre si. O reator em série variável adaptado 1532 tem uma faixa de controle que se baseia na configuração comutável.

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 91/109 reator em série variável adaptado 1532 tem um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase do barramento de suprimento 110. O reator em série variável adaptado 1532 também tem um ponto de conexão de transformador para se conectar ao lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno 106.

A configuração comutável referenciada pode, em um aspecto do presente pedido, ser implantado por meio de três comutadores adicionados ao reator variável adaptado 1534.

O reator 137 tem uma extremidade superior e uma extremidade inferior.

Um comutador superior 1552 é posicionado entre a extremidade superior do reator 137 e o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139. Um comutador inferior 1551 é posicionado entre a extremidade inferior do reator 137 e o ponto de conexão de transformador do reator em série variável adaptado 1532.

Uma primeira configuração de comutador, ilustrada na Figura 16, permite que o reator em série variável adaptado 1532 opere como um estabilizador de forno de alta potência, alta corrente de uma maneira consistente com o reator em série variável 132 da Figura 1. Na primeira configuração de comutador, o comutador inferior 1551 está fechado e o comutador superior 1552 também está fechado. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em paralelo com o reator 137.

Uma segunda configuração de comutador, ilustrada na Figura 15, permite que o reator em série variável adaptado 1532 opere como um estabilizador de forno de baixa potência, baixa corrente. Na segunda configuração de comutador, o comutador inferior 1551 está aberto e o comutador superior

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 92/109

1552 está aberto. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em série com o reator 137 e o reator de valor fixo 136.

A Figura 17 ilustra o sistema da Figura 1 aumentado com uma pluralidade de comutadores. Conforme ilustrado na Figura 17, aspectos do presente pedido se referem a reconfiguração seletiva do circuito da Figura 1 para uma configuração de circuito de alta impedância. Em parte, o circuito ilustrado na Figura 17 pode ser distinguido do circuito ilustrado na Figura 2 em que, no lugar do reator com derivações 237, o circuito ilustrado na Figura 17 usa um par de reatores.

No circuito da Figura 17, os comutadores permitem que um par de reatores 1737A, 1737B seja seletivamente conectado como uma combinação em série de reatores 1737A, 1737B em paralelo com o comutador de tiristor 139 ou um selecionado dentre o par de reatores 1737A, 1737B em série com o comutador de tiristor 139.

Consequentemente, a Figura 17 ilustra um reator em série variável adaptado 1732 conectado, em série com o transformador de forno com derivações 106, entre o forno a arco elétrico 140 e o barramento de suprimento 110. Cada uma das três fases do reator em série variável adaptado 1732 (apenas uma fase do qual é ilustrada) inclui uma combinação em série de um reator variável adaptado 1734 e o reator de valor fixo 136 que conecta uma respectiva fase de um lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno 106 a uma fase correspondente do barramento de suprimento 110. Na modalidade ilustrada, o reator variável adaptado representativo 1734 inclui o par de reatores 1737A, 1737B

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 93/109 conectado em uma configuração comutável com o comutador de tiristor 139. Conforme notado no presente documento anteriormente, cada fase do comutador de tiristor 139 inclui, de preferência, um par de tiristores, ou pares de grupos de tiristores, dispostos em polaridade oposta entre si. O reator em série variável adaptado 1732 tem uma faixa de controle que se baseia na configuração comutável.

O reator em série variável adaptado 1732 tem um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase do barramento de suprimento 110. O reator em série variável adaptado 1732 também tem um ponto de conexão de transformador para se conectar ao lado de suprimento (enrolamentos primários) do transformador de forno 106.

A configuração comutável referenciada pode, em um aspecto do presente pedido, ser implantado por meio de três comutadores adicionados ao reator variável adaptado 1734.

O par de reatores 1737A, 1737B pode ser considerado para incluir um primeiro reator 1737A e um segundo reator 1737B.

O primeiro reator 1737A tem uma extremidade superior conectada à extremidade do reator de valor fixo 136 que não é conectado ao barramento de suprimento 110. O primeiro reator 1737A tem uma extremidade inferior.

Um comutador intermediário 1752 é posicionado entre a extremidade inferior do primeiro reator 1737A e o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139.

segundo reator 1737B tem uma extremidade superior, conectada à extremidade inferior do primeiro reator 1737A, e uma extremidade inferior. Um comutador inferior 1751 é posicionado entre a extremidade inferior do segundo reator

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 94/109

1737Β e o ponto de conexão de transformador do reator em série variável adaptado 1732.

Um comutador de trajetória de tiristor 1753 é posicionado entre o lado do barramento de suprimento do comutador de tiristor 139, onde o comutador intermediário 1752 se fixa, e o reator de valor fixo 136.

Uma primeira configuração de comutador, ilustrada na Figura 18, permite que o reator em série variável adaptado 1732 opere como um estabilizador de forno de alta potência, alta corrente de uma maneira consistente com o reator em série variável 132 da Figura 1. Na primeira configuração de comutador, o comutador inferior 1751 está fechado, o comutador intermediário 1752 está aberto e o comutador de trajetória de tiristor 1753 está fechado. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em paralelo com uma combinação em série do primeiro reator 1737A e do segundo reator 1737B.

Uma segunda configuração de comutador, ilustrada na Figura 19, permite que o reator em série variável adaptado 1732 opere como um estabilizador de forno de baixa potência, baixa corrente. Na segunda configuração de comutador, o comutador inferior 1751 está aberto, o comutador intermediário 1752 está fechado e o comutador de trajetória de tiristor 1753 está aberto. Consequentemente, o comutador de tiristor 139 opera em série com o primeiro reator 1737A e o reator de valor fixo 136.

Relembrando-se que a Figura 5 ilustra o sistema da Figura 2 com o reator em série variável 232 em um lado secundário do transformador de forno 106, também notável, embora não ilustrado, que em oposição à configuração das Figuras 9, 12, 15 e 17, os reatores em série variáveis 932,

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 95/109

1232, 1532, 1732 podem ser colocados no lado secundário do transformador de forno 106.

As implantações descritas acima do presente pedido se destinam a serem apenas exemplos. Alterações, modificações e variações podem ser realizadas às implantações específicas por aqueles versados na técnica sem que se afaste do escopo do pedido, que é definido pelas reivindicações anexas ao mesmo.

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 96/109

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Circuito de controle de linha caracterizado pelo fato de que compreende:

um comutador de tiristor;

uma pluralidade de comutadores;

em que a pluralidade de comutadores permite a comutação entre:

uma primeira configuração em que uma combinação paralela do comutador de tiristor e de uma primeira reatância é disposta em série com uma segunda reatância; e uma segunda configuração em que o comutador de tiristor está em série com uma terceira reatância.
2. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga compreende um forno a arco elétrico.
3. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o forno a arco elétrico compreende três eletrodos.
4. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o forno a arco elétrico compreende seis eletrodos.
5. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira configuração fornece um estabilizador de forno de potência relativamente alta e corrente relativamente alta.
6. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira reatância é fornecida por um primeiro reator.
7. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a segunda

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 97/109 reatância é fornecida por um segundo reator.
8. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a terceira reatância é fornecida por uma combinação de pelo menos uma porção do primeiro reator e pelo menos uma porção do segundo reator.
9. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a terceira reatância é fornecida por um terceiro reator independente do primeiro reator e do segundo reator.
10. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a terceira reatância é fornecida pelo segundo reator.
11. Circuito de controle de linha, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a terceira reatância é fornecida por uma combinação em série do primeiro reator e do segundo reator.
12. Reator em série variável adaptado caracterizado pelo fato de que compreende:

um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase de um barramento de suprimento que tem uma pluralidade de fases;

um ponto de conexão de transformador para se conectar a um transformador para uma carga elétrica;

um reator de valor fixo conectado, em uma primeira extremidade de reator de valor fixo, ao ponto de conexão por barramento de suprimento, sendo que o reator de valor fixo tem uma segunda extremidade de reator de valor fixo;

um comutador de trajetória de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 98/109 tiristor, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o comutador de trajetória de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor;

um comutador de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de tiristor, à segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, sendo que o comutador de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de tiristor conectada ao ponto de conexão de transformador;

um reator com derivações conectado, em uma primeira extremidade de reator com derivações, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o reator com derivações tem uma segunda extremidade de reator com derivações e um seletor de reator com derivações;

um comutador de trajetória de reator com derivações conectado entre a segunda extremidade de reator com derivações e o ponto de conexão de transformador; e um comutador de trajetória de seletor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de seletor, ao seletor de reator com derivações e, em uma segunda extremidade de comutador de trajetória de seletor, à primeira extremidade de comutador de tiristor;

sendo que o reator em série variável adaptado tem uma primeira configuração definida por:

o comutador de trajetória de seletor que está em um estado aberto; o comutador de trajetória de reator com derivações que está em um estado fechado; e o comutador de trajetória de tiristor que está em um estado fechado; e

sendo que o reator em série variável adaptado tem

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 99/109 uma segunda configuração definida por:

o comutador de trajetória de seletor que está em um estado fechado;

o comutador de trajetória de reator com derivações que está em um estado aberto; e o comutador de trajetória de tiristor que está em um estado aberto.
13. Reator em série variável adaptado, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a carga compreende um forno a arco elétrico.
14. Reator em série variável adaptado, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o forno a arco elétrico compreende três eletrodos.
15. Reator em série variável adaptado, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o forno a arco elétrico compreende seis eletrodos.
16. Reator em série variável adaptado, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a primeira configuração fornece um estabilizador de forno de potência relativamente alta e corrente relativamente alta.
17. Reator em série variável adaptado, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a segunda configuração fornece um mecanismo de partida e inatividade de forno de potência relativamente baixa e corrente relativamente baixa.
18. Reator em série variável adaptado, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um dispositivo de controle de ângulo de disparo adaptado para controlar um ângulo de disparo para tiristores no comutador de tiristor.

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 100/109
19. Método de conversão de um reator em série variável adaptado de uma primeira configuração para uma segunda configuração, sendo que o reator em série variável adaptado é caracterizado pelo fato de que inclui:

um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase de um barramento de suprimento que tem uma pluralidade de fases;

um ponto de conexão de transformador para se conectar a um transformador para uma carga elétrica;

um reator de valor fixo conectado, em uma primeira extremidade de reator de valor fixo, ao ponto de conexão por barramento de suprimento, sendo que o reator de valor fixo tem uma segunda extremidade de reator de valor fixo;

um comutador de trajetória de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de tiristor, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o comutador de trajetória de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor;

um comutador de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de tiristor, à segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, sendo que o comutador de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de tiristor conectada ao ponto de conexão de transformador;

um reator com derivações conectado, em uma primeira extremidade de reator com derivações, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o reator com derivações tem uma segunda extremidade de reator com derivações e um seletor de reator com derivações;

um comutador de trajetória de reator com derivações conectado entre a segunda extremidade de reator com derivações

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 101/109 e o ponto de conexão de transformador; e um comutador de trajetória de seletor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de seletor, ao seletor de reator com derivações e, em uma segunda extremidade de comutador de trajetória de seletor, à primeira extremidade de comutador de tiristor;

sendo que o método compreende:

comutar o comutador de trajetória de seletor de um estado aberto para um estado fechado;

comutar o comutador de trajetória de reator com derivações de um estado fechado para um estado aberto; e comutar o comutador de trajetória de tiristor de um estado fechado para um estado aberto.
20. Reator em série variável adaptado caracterizado pelo fato de que compreende:

um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase de um barramento de suprimento que tem uma pluralidade de fases;

um ponto de conexão de transformador para se conectar a um transformador para uma carga elétrica;

um reator de valor fixo conectado, em uma primeira extremidade de reator de valor fixo, ao ponto de conexão por barramento de suprimento, sendo que o reator de valor fixo tem uma segunda extremidade de reator de valor fixo;

um comutador de trajetória de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de tiristor, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o comutador de trajetória de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor;

um comutador de tiristor conectado, em uma primeira

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 102/109 extremidade de comutador de tiristor, à segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, sendo que o comutador de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de tiristor conectada ao ponto de conexão de transformador;

um reator adicional conectado, em uma primeira extremidade de reator adicional, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o reator adicional tem uma segunda extremidade de reator adicional;

um comutador inferior conectado entre a segunda extremidade de reator adicional e o ponto de conexão de transformador; e um comutador intermediário conectado, em uma primeira extremidade de comutador intermediário, à segunda extremidade de reator adicional e, em uma segunda extremidade de comutador intermediário, à primeira extremidade de comutador de tiristor;

sendo que o reator em série variável adaptado tem uma primeira configuração definida por:

o comutador intermediário que está em um estado aberto;

o comutador inferior que está em um estado fechado; e o comutador de trajetória de tiristor que está em um estado fechado; e sendo que o reator em série variável adaptado tem uma segunda configuração definida por:

o comutador intermediário que está em um estado fechado;

o comutador inferior que está em um estado aberto; e

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 103/109 o comutador de trajetória de tiristor que está em um estado aberto.
21. Método de conversão de um reator em série variável adaptado de uma primeira configuração para uma segunda configuração, sendo que o reator em série variável adaptado é caracterizado pelo fato de que inclui:

um ponto de conexão por barramento de suprimento para se conectar a uma fase de um barramento de suprimento que tem uma pluralidade de fases;

um ponto de conexão de transformador para se conectar a um transformador para uma carga elétrica;

um reator de valor fixo conectado, em uma primeira extremidade de reator de valor fixo, ao ponto de conexão por barramento de suprimento, sendo que o reator de valor fixo tem uma segunda extremidade de reator de valor fixo;

um comutador de trajetória de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de tiristor, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o comutador de trajetória de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor;

um comutador de tiristor conectado, em uma primeira extremidade de comutador de tiristor, à segunda extremidade de comutador de trajetória de tiristor, sendo que o comutador de tiristor tem uma segunda extremidade de comutador de tiristor conectada ao ponto de conexão de transformador;

um reator adicional conectado, em uma primeira extremidade de reator adicional, à segunda extremidade de reator de valor fixo, sendo que o reator adicional tem uma segunda extremidade de reator adicional;

um comutador inferior conectado entre a segunda

Petição 870180158583, de 04/12/2018, pág. 104/109 extremidade de reator adicional e o ponto de conexão de transformador; e um comutador intermediário conectado, em uma primeira extremidade de comutador de trajetória de seletor, à segunda extremidade de reator adicional e, em uma segunda extremidade de comutador intermediário, à primeira extremidade de comutador de tiristor;

sendo que o método compreende:

comutar o comutador intermediário de um estado aberto para um estado fechado;

comutar o comutador inferior de um estado fechado para um estado aberto; e comutar o comutador de trajetória de tiristor de um estado fechado para um estado aberto.