DE102022105169A1

DE102022105169A1 - Energieversorgungseinrichtung für einen Ofen, System für die Versorgung eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie, Elektrolichtbogenofen, Reduktionsofen und Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE102022105169A1
Application number: DE102022105169.2A
Authority: DE
Inventors: Luca Neri; Guido Michelon
Original assignee: SMS Group SpA
Current assignee: SMS Group SpA
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2023-09-07
Also published as: WO2023166223A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung (100) für einen Ofen zur Versorgung eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie,- wobei die Energieversorgungsvorrichtung (100) an ein dreiphasiges Stromnetz (110) anschließbar ist,- wobei die Energieversorgungsvorrichtung (100) an mindestens eine Elektrode (120) des Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens anschließbar ist,- wobei die Energieversorgungsvorrichtung (100) Folgendes umfasst:- einen Dreiphasentransformator (200) mit einer Primärwicklung pro Phase und einer Sekundärwicklung pro Phase, insbesondere genau einer Sekundärwicklung pro Phase,- eine Gleichrichterschaltung (210), und- vorzugsweise eine Glättungsschaltung (220), die mit der Gleichrichterschaltung (210) verbunden ist,- und wobei der Dreiphasentransformator (200) ein Phasenschiebertransformator (200) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung für einen Ofen, ein System für die Versorgung eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie, einen Elektrolichtbogenofen, einen Reduktionsofen und ein Betriebsverfahren.
Metalle, insbesondere Stahl, werden regelmäßig mit einem Lichtbogen in Schmelzöfen geschmolzen und erhitzt. Diese elektrisch betriebenen Schmelzöfen, insbesondere Elektrolichtbogenöfen oder Reduktionsöfen, werden mit Gleichstrom, Wechselstrom (AC) oder Drehstrom betrieben. Üblicherweise wird dazu mindestens eine Elektrode verwendet, die durch den Ofendeckel in das Ofengefäß ragt, während die anderen Elektroden entsprechend der ersten Elektrode vorgesehen oder im Boden des Schmelzgefäßes angeordnet sind.
Elektrolichtbogenöfen bzw. Reduktionsöfen stellen eine hochgradig nichtlineare Last dar, d.h. der Betrieb eines Elektrolichtbogenofens bzw. Reduktionsofens kann zu unerwünschten elektrischen Netzverzerrungen, insbesondere zu Flicker, höheren Oberschwingungsströmen u.ä., im elektrischen Versorgungsnetz führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Energieversorgungsvorrichtung für einen Ofen zur Versorgung eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie,

- wobei die Energieversorgungsvorrichtung an ein dreiphasiges Stromnetz anschließbar ist,
- wobei die Energieversorgungsvorrichtung an mindestens eine Elektrode des Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens anschließbar ist,
- wobei die Energieversorgungsvorrichtung Folgendes umfasst:
- - einen Dreiphasentransformator mit einer Primärwicklung pro Phase und einer Sekundärwicklung pro Phase, insbesondere genau einer Sekundärwicklung pro Phase,
- - eine Gleichrichterschaltung, und
- - vorzugsweise eine Glättungsschaltung, die mit der Gleichrichterschaltung verbunden ist,
- und wobei der Dreiphasentransformator ein Phasenschiebertransformator ist.

Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei ...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein ...“, „genau zwei ...“ usw. gemeint sein können.
Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Ausdruck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu verstehen.
Ein „Elektrolichtbogenofen“ ist ein Ofen, der elektrische Energie verwendet, die von einer „Energieversorgungsvorrichtung“ bereitgestellt und/oder aufbereitet wird, um einen Lichtbogen zu erzeugen, um eine Metallmasse, insbesondere Schrott und/oder ein Schrottgemisch und/oder direkt reduziertes Eisen (DRI) und/oder heiß brikettiertes Eisen (HBI) und/oder heißes Metall und/oder Flussmittel, im Elektrolichtbogenofen zu schmelzen. Ein Elektrolichtbogenofen kann ein Pfannenofen sein.
Der Lichtbogen bildet sich zwischen dem Beschickungsgut und der Elektrode. Die Ladung des Elektrolichtbogenofens wird sowohl durch den Strom, der durch die Ladung fließt, als auch durch die vom Lichtbogen erzeugte Strahlungsenergie erhitzt. Die Lichtbogentemperatur kann etwa 3.000 °C oder mehr erreichen.
Ein „Reduktionsofen“ ist ein Ofen, der elektrische Energie verwendet, die von einer Energieversorgungseinrichtung bereitgestellt und/oder aufbereitet wird, um Lichtbögen zwischen der Elektrode und dem Beschickungsgut zu erzeugen oder das Beschickungsgut durch die Widerstandserwärmung (Joule-Effekt) zu erhitzen. Die Beschickungsgüter sind typischerweise Nichteisenmetalle, Eisenlegierungen, Recyclingabfälle, Schlacke und Schlackenreinigung.
Ein Elektrolichtbogenofen oder ein Reduktionsofen kann eine Ladekapazität von größer oder gleich 1 Tonne, vorzugsweise größer oder gleich 20 Tonnen und besonders bevorzugt größer oder gleich 50 Tonnen haben. Weiter vorteilhaft kann ein Elektrolichtbogenofen oder ein Reduktionsofen eine Ladekapazität von größer oder gleich 100 Tonnen, vorzugsweise größer oder gleich 200 Tonnen und besonders bevorzugt größer oder gleich 400 Tonnen aufweisen.
Die Energieversorgungsvorrichtung kann mit dem Elektrolichtbogenofen oder einem Reduktionsofen, insbesondere mit einer Elektrode des Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens und oder einem Ofentransformator, durch Stromschienen, die mit Luft, Gas, Wasser oder einem anderen geeigneten Kühlmedium, das sich von Wasser oder Gas unterscheidet, gekühlt werden können, durch Kabel oder ein anderes geeignetes elektrisches Energieübertragungsmedium, wie zum Beispiel Graphit oder dergleichen, verbunden sein.
Eine „Elektrode“ ist ein elektrischer Leiter, der dazu dient, einen Teil eines Stromkreises, insbesondere eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens, insbesondere einen nichtmetallischen Teil eines Stromkreises, zu kontaktieren. Im Falle eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens kann der nichtmetallische Teil des Stromkreises der Atmosphäre im Elektrolichtbogenofen oder Reduktionsofen entsprechen.
Eine Elektrode kann aus hochdichtem Graphit und/oder Wolfram hergestellt werden. Eine Elektrode kann so konstruiert sein, dass sie elektrische Energie überträgt, indem sie Lichtbögen zwischen Spitze und Ladungsmaterial bildet.
Eine Elektrode kann eine vorgebackene Elektrode oder eine selbstbackende Elektrode (Soederberg-Elektrode) und/oder eine Extrusions-/Verbund-Elektrode sein, die eine Kombination aus einer Soederberg-Elektrode mit einer vorgebackenen Elektrode als Kern und/oder einem hohlen Elektrodensystem ist, das die Beschickung mit Feingut über das Mittelloch ermöglicht (vorgebacken, selbstbackend), wobei die Auswahl des Elektrodentyps von folgenden Faktoren abhängen kann: Größe der Elektrode, hergestelltes Material/Metallurgie und wirtschaftliche Aspekte wie Betriebskosten.
Eine Elektrode eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens kann an der Oberseite eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens angeordnet sein. Vorzugsweise ist eine oben angeordnete Elektrode mit einer Höhenverstelleinrichtung verbunden, wodurch der Abstand der Elektrode zu dem vorgesehenen Schrott und/oder der vorgesehenen Metallschmelze im Elektrolichtbogenofen oder Reduktionsofen variiert werden kann. Eine solche Veränderung kann durch einen Elektrodenregler gesteuert und/oder geregelt werden.
Zusätzlich kann eine zweite Elektrode in einem Ofengefäß des Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens angeordnet sein oder ein Bestandteil der Innenwand des Ofengefäßes sein.
Optional kann auch eine zweite Elektrode an der Oberseite des Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens angeordnet sein und vorzugsweise ebenfalls mit einer Höhenverstellung verbunden sein.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass ein Elektrolichtbogenofen oder ein Reduktionsofen auch drei, vier oder mehr Elektroden haben kann.
Ein Elektrolichtbogenofen oder ein Reduktionsofen kann mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom betrieben werden.
Bei einem Elektrolichtbogenofen oder einem Reduktionsofen, der mit Gleichstrom betrieben wird, können die Elektroden als Anode und Kathode bezeichnet werden. Eine Anode kann auch in mehrere Segmente unterteilt sein.
Eine Anode, vorzugsweise eine Bodenelektrode, ist metallisches und/oder leitfähiges Material im Boden eines Ofens, und zwischen dem Beschickungsmaterial und der Kathode von oben, vorzugsweise einer Kathode aus Graphit oder Kohlenstoff, werden Lichtbögen gebildet.
Ein Wechselstrom-Elektrolichtbogenofen oder ein Wechselstrom-Reduktionsofen kann durch eine einphasige elektrische Stromversorgung oder eine mehrphasige elektrische Stromversorgung, insbesondere eine dreiphasige elektrische Stromversorgung, betrieben werden.
Ein „Transformator“ ist ein Bauteil, das elektrische Energie von einem Stromkreis auf einen anderen Stromkreis überträgt, ohne dass eine leitende Verbindung zwischen den beiden Stromkreisen besteht. Der Transformator wandelt einen Wechselstrom (AC) an einer Primärseite des Transformators in einen Wechselstrom an einer Sekundärseite des Transformators um.
Im Zusammenhang mit dieser Beschreibung ist der Begriff Transformator gleichbedeutend mit einem Dreiphasentransformator. Mit anderen Worten: Es ist immer ein Dreiphasentransformator gemeint. Ein Dreiphasentransformator kann aber auch als eine Kombination von drei Einphasentransformatoren verstanden werden.
Der Transformator kann einen oder mindestens einen Primärkreis pro Phase und einen oder mindestens einen Sekundärkreis pro Phase aufweisen. Insbesondere kann der Transformator genau einen Sekundärkreis pro Phase aufweisen. Der Transformator kann ein trockener Leistungstransformator oder ein ölgekühlter Transformator sein. Insbesondere kann der Transformator auch mit einer anderen geeigneten Kühlflüssigkeit oder einem Gas gekühlt werden.
Insbesondere kann die Spannung auf der Sekundärseite 1.000 V oder weniger als 1.000 V oder mehr als 1.000 V betragen.
Der Transformator kann ein Hochspannungs-Mittelspannungs-Transformator sein, der eine Hochspannung an einer Primärseite des Transformators in eine Mittelspannung an einer Sekundärseite des Transformators umwandelt.
Der Transformator kann ein Hochspannungs-Niederspannungs-Transformator sein, der eine Hochspannung an einer Primärseite des Transformators in eine Niederspannung an einer Sekundärseite des Transformators umwandelt.
Der Transformator kann ein Mittelspannungs-Transformator sein, der eine Mittelspannung an einer Primärseite des Transformators in eine Mittelspannung an einer Sekundärseite des Transformators umwandelt.
Der Transformator kann ein Mittelspannungs-Niederspannungs-Transformator sein, der eine Mittelspannung an einer Primärseite des Transformators in eine Niederspannung an einer Sekundärseite des Transformators umwandelt. Der Transformator kann an der Primärseite des Transformators an ein Stromversorgungsnetz angeschlossen werden.
Die Hochspannung kann größer oder gleich 36 kV sein, vorzugsweise größer oder gleich 60 kV und besonders bevorzugt größer oder gleich 100 kV. Ferner kann die Mittelspannung vorteilhafterweise größer oder gleich 150 kV sein, vorzugsweise größer oder gleich 200 kV und besonders bevorzugt größer oder gleich 300 kV. Die Mittelspannung kann kleiner oder gleich 400 kV sein. Ferner kann die Mittelspannung vorteilhafterweise kleiner oder gleich 300 kV sein, vorzugsweise kleiner oder gleich 200 kV und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 150 kV.
Die Mittelspannung kann größer oder gleich 1 kV Wechselstrom oder größer oder gleich 1,5 kV Gleichstrom sein, vorzugsweise größer oder gleich 2 kV und besonders bevorzugt größer oder gleich 10 kV. Ferner kann die Mittelspannung vorteilhafterweise größer oder gleich 15 kV sein, vorzugsweise größer oder gleich 20 kV und besonders bevorzugt größer oder gleich 30 kV. Die Mittelspannung kann kleiner als oder gleich 36 kV sein. Ferner kann die Mittelspannung vorteilhafterweise kleiner oder gleich 30 kV sein, vorzugsweise kleiner oder gleich 20 kV und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 15 kV.
Die Niederspannung kann größer oder gleich 50 V, vorzugsweise größer oder gleich 60 V und besonders bevorzugt größer oder gleich 100 V sein. Weiter vorteilhaft kann die Niederspannung größer oder gleich 120 V sein, vorzugsweise größer oder gleich 220 V und besonders bevorzugt größer oder gleich 240 V. Die Niederspannung kann kleiner oder gleich 1.000 V und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 900 V sein. Weiter vorteilhaft kann die Niederspannung kleiner oder gleich 600 V sein, vorzugsweise kleiner oder gleich 240 V und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 220 V sein. Vorzugsweise können die Spannungspegel für einen Elektrolichtbogenofen oder einen Reduktionsofen gemäß IEC 60519-4 definiert sein.
Ein „Phasenschiebertransformator“ ist ein spezieller Typ von Transformator, der so konfiguriert werden kann, dass er die Phasenbeziehung zwischen seinen Primärkreisen (primär) und seinen Sekundärkreisen (sekundär) einstellt, wodurch der Leistungsfluss in einem dreiphasigen elektrischen Übertragungsnetz gesteuert werden kann.
Der Phasenwinkel eines Dreiphasentransformators ist eine Funktion einer Schaltgruppe des Dreiphasentransformators.
Eine Schaltgruppe, an anderer Stelle durch ein Anschlusssymbol bezeichnet, ist die Methode der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) zur Kategorisierung der Konfigurationen der Primärwicklung, vorzugsweise der Hochspannungswicklung (HV), und der Sekundärwicklung, vorzugsweise der Niederspannungswicklung (LV), von Dreiphasentransformatoren. Die Bezeichnung der Schaltgruppe gibt die Wicklungskonfigurationen und den Unterschied im Phasenwinkel zwischen ihnen an.
Mit einer Schaltgruppe lässt sich auf einfache Weise angeben, wie die Anschlüsse eines Transformators angeordnet sind. Es sind verschiedene Konfigurationen möglich, wie die Primärwicklungen, vorzugsweise Mittelspannungswicklungen (MV), und die Sekundärwicklungen, vorzugsweise Niederspannungswicklungen (LV), miteinander verbunden sind. Insbesondere können sie in einer Dreieckschaltung, einer Sternschaltung oder einer Zickzackschaltung miteinander verbunden werden, wobei Primärwicklungen, vorzugsweise MV-Wicklungen, und Sekundärwicklungen, vorzugsweise LV-Wicklungen, jeweils unterschiedlich angeschlossen werden können, was zu einer Phasenverschiebung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite des Phasenschiebertransformators führt.
So können z.B. eine Stern-MV-Wicklung und eine Dreieck-LV-Wicklung zu einer Schaltgruppe zusammengefasst werden und führen zu einer Phasenverschiebung von 30 Grad zwischen der Primärseite und der Sekundärseite.
Durch eine vorteilhafte Auswahl der Schaltgruppe kann die gesamte harmonische Verzerrung, die in das Netz eingebracht wird, minimiert werden.
Die gesamte harmonische Verzerrung (THD) kann definiert werden als das Verhältnis der Effektivwert-Amplitude einer Reihe höherer harmonischer Frequenzen zur Effektivwert-Amplitude der ersten harmonischen oder Grundfrequenz. Er kann mit der folgenden Formel berechnet werden: $T H D_{Y} = \frac{\sqrt{\sum_{h = 2}^{\infty} Y_{h}^{2}}}{Y_{1, R M S}}$
wobei:

THD_Y = Gesamte harmonische Verzerrung des Signals Y
Y_h = Amplitude der h-ten Harmonischen
Y₁,_RMS = RMS-Wert der Amplitude der Grundfrequenz

Die elektrische Last auf dem dreiphasigen Stromnetz beim Betrieb eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens kann unsymmetrisch sein, was eine harmonische Verzerrung des dreiphasigen Stromnetzes verursacht. Die gesamte harmonische Verzerrung des dreiphasigen Stromnetzes kann durch die Wahl der Schaltgruppe des Dreiphasentransformators beeinflusst werden. Insbesondere kann die gesamte harmonische Verzerrung, die im dreiphasigen Stromnetz entsteht, durch den Einsatz eines Phasenschiebertransformators minimiert werden.
Ein Dreiphasentransformator kann einen oder mehrere Sätze von Sekundärwicklungen haben. Wenn der Transformator mehrere Sätze von Sekundärwicklungen hat, kann die Leistung auf die vorhandenen Sätze von Sekundärwicklungen aufgeteilt werden. Zwischen den Primärwicklungen, vorzugsweise den MV-Wicklungen, und jedem Satz von Sekundärwicklungen, vorzugsweise den LV-Wicklungen, kann vorteilhaft eine andere Schaltgruppe gewählt werden, so dass die elektrische Leistung mit unterschiedlichen Phasenverschiebungen übertragen werden kann. Je nach Anzahl der Sätze von Sekundärwicklungen kann die individuelle Phasenverschiebung vorteilhaft so gewählt werden, dass sich ein harmonischer Verlauf der Phasen bei gleichzeitiger Erhöhung der Anzahl der bereitgestellten Impulse ergibt. Die Verwendung von mehr als einem Satz Sekundärwicklungen kann auch die Gesamtoberschwingungen des Stromnetzes verbessern.
Der Anteil der Momentanleistung, der zu einer Netto-Energieübertragung in eine Richtung führt, wird als momentane „Wirkleistung“ bezeichnet. Der Anteil der Momentanleistung, der zu keinem Netto-Energietransfer führt, sondern aufgrund gespeicherter Energie in jedem Zyklus zwischen Quelle und Last hin- und herpendelt, wird als momentane „Blindleistung“ bezeichnet.
Der Phasenwinkel kann durch den Phasenschieber-Transformator in einem Bereich von kleiner oder gleich plus/minus 5° Primär- zu Sekundärphasenverschiebung beeinflusst werden, vorzugsweise in einem Bereich von kleiner oder gleich plus/minus 10° und besonders bevorzugt in einem Bereich von kleiner oder gleich plus/minus 15°. Ferner kann der Phasenwinkel durch den Phasenschiebertransformator vorzugsweise in einem Bereich von kleiner oder gleich plus/minus 20° Primär- zu Sekundärphasenverschiebung beeinflusst werden, vorzugsweise in einem Bereich von kleiner oder gleich plus/minus 25° und besonders bevorzugt in einem Bereich von kleiner oder gleich plus/minus 30°. Weiterhin kann der Phasenwinkel durch den Phasenschieber-Transformator vorzugsweise in einem Bereich von kleiner oder gleich plus/minus 35° Primär- zu Sekundärphasenverschiebung beeinflusst werden, vorzugsweise in einem Bereich von kleiner oder gleich plus/minus 40° und besonders bevorzugt in einem Bereich von kleiner oder gleich plus/minus 45°. Die vorstehenden Werte für die Phasenverschiebung sind so zu verstehen, dass sie zwischen den nächstgelegenen oberen oder unteren Umkehrpunkten der Wechselstromwellenformen der Primär- und der phasenverschobenen Sekundärseite abgelesen werden können.
Ein Phasenschiebertransformator ist eine einfache, robuste und zuverlässige Technik.
Eine „Gleichrichterschaltung“ ist ein elektrisches Gerät, das Wechselstrom, der periodisch die Richtung wechselt, in Gleichstrom umwandelt, der nur in eine Richtung fließt.
Eine Gleichrichterschaltung kann eine dreiphasige Gleichrichterschaltung sein.
Die Gleichrichterschaltung kann eine Topologie haben, die Dioden umfasst und/oder aus Dioden besteht. Eine dreiphasige Gleichrichterschaltung kann eine ungesteuerte n-mal-6-Impuls-Dioden-Gleichrichterschaltung sein, insbesondere eine 6-Impuls-Dioden-Gleichrichterschaltung, eine 12-Impuls-Dioden-Gleichrichterschaltung, eine 18-Impuls-Dioden-Gleichrichterschaltung und so weiter.
Durch den Einsatz von Transistoren und/oder Thyristoren kann eine Gleichrichterschaltung gesteuert oder geregelt werden.
Die Gleichrichterschaltung kann mit einer Hochstromsicherung abgesichert werden.
Die Ableitung einer Gleichspannung innerhalb einer Stromversorgung, insbesondere innerhalb einer Energieversorgungsvorrichtung, aus einer Wechselstromquelle führt in der Regel zu einer Brummspannung. Die Brummspannung ist eine periodische Restschwankung.
Um die Brummspannung zu glätten, wird die Gleichrichterschaltung mit einer „Glättungsschaltung“ verbunden, die dazu eingerichtet ist, die Brummspannung zu glätten.
Die Glättungsschaltung kann eine parallel zur Gleichrichterschaltung geschaltete Kondensatorbank aufweisen.
Die Glättungsschaltung kann eine Induktivitätsbank haben, die in Reihe mit der Gleichrichterschaltung geschaltet ist.
Elektrolichtbogenöfen oder Reduktionsöfen stellen eine stark nichtlineare Last dar. Eine solche nichtlineare Last kann Flicker und/oder harmonische Verzerrung in dem an den Elektrolichtbogenofen oder einen Reduktionsofen angeschlossenen Stromnetz verursachen.
Es wird hier vorgeschlagen, den Betrag der gesamten harmonischen Verzerrung (THD) mit Hilfe eines Phasenschiebertransformators zu kontrollieren, insbesondere um den Betrag der THD zu reduzieren. Dadurch können Netzstörungen deutlich reduziert und gleichzeitig die Effizienz der Nutzung der vom Stromnetz bereitgestellten Energie verbessert werden, da THD minimiert oder verhindert werden kann.
Es wird weiter bevorzugt vorgeschlagen, dass der Phasenschiebertransformator zwischen dem dreiphasigen Stromnetz und der Gleichrichterschaltung angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Energieversorgungsvorrichtung Übergabepunkte zwischen dem Stromnetz und einem Gleichstrombus aufweisen kann. Dadurch kann eine vielseitige Verwendbarkeit der hier vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung erreicht werden. Insbesondere kann die Energieversorgungsvorrichtung gemäß einer ersten Variante in Kombination mit einer Zerhackerschaltung zur Versorgung eines gleichstromgespeisten Elektrolichtbogenofens oder eines gleichstromgespeisten Reduktionsofens oder gemäß einer zweiten Variante in Kombination mit einer Wechselrichterschaltung zur Versorgung eines wechselstromgespeisten Elektrolichtbogenofens oder eines wechselstromgespeisten Reduktionsofens eingesetzt werden. Dementsprechend haben die bestehenden Systeme nicht die Modularität und Mehrzweckverwendbarkeit, die hier erreicht werden kann.
Dadurch kann ein besonders vorteilhafter modularer Aufbau der Energieversorgungsvorrichtung erreicht werden, der keine separaten Modifikationen zur Reduzierung der gesamten harmonischen Verzerrung erfordert.
Zur Erhöhung der Leistung, die einer Phase eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens zugeführt werden kann, können die oben genannten Varianten einer Energieversorgungsvorrichtung durch eine Parallelschaltung miteinander verbunden werden. Im Falle eines gleichstromgespeisten Elektrolichtbogenofens oder eines gleichstromgespeisten Reduktionsofens können die Energieversorgungsvorrichtungen mittels einer Kathodensammelschiene und einer Anodensammelschiene parallel zueinander geschaltet werden.
Bei einer Parallelschaltung mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen können mehrere Gruppen, jeweils bestehend aus einem Phasenschiebertransformator und einem Gleichrichter, parallel geschaltet werden, die an eine gemeinsame Glättungsschaltung angeschlossen sind. Ferner können bei einer Parallelschaltung mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen mehrere Gruppen, die jeweils aus einem Phasenschiebertransformator, einem Gleichrichter und einer Glättungsschaltung bestehen, parallel geschaltet werden.
Wenn mehrere Energieversorgungsvorrichtungen parallel geschaltet sind, sind sie völlig unabhängig voneinander, können aber durch eine gemeinsame elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit im Hinblick auf eine individuelle Steuerung oder Regelung miteinander verbunden werden. Darüber hinaus kann jede Energieversorgungsvorrichtung einer Parallelschaltung mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen eine unterschiedliche Phasenverschiebung aufweisen.
Je nach Anzahl der parallel geschalteten Energieversorgungsvorrichtungen kann die individuelle Phasenverschiebung jedes Gerätes vorteilhaft so gewählt werden, dass sich ein harmonischer Verlauf der Phasen bei gleichzeitiger Erhöhung der Anzahl der bereitgestellten Impulse ergibt. Dadurch kann das Ausmaß der gesamten harmonischen Verzerrung, die im Stromnetz durch den Betrieb eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens verursacht wird, erheblich reduziert werden.
Für den Betrieb eines mehrphasigen Elektrolichtbogenofens oder eines mehrphasigen Reduktionsofens, insbesondere eines dreiphasigen AC-gespeisten Elektrolichtbogenofens oder eines dreiphasigen AC-gespeisten Reduktionsofens, kann eine Parallelschaltung mehrerer der oben genannten Varianten eine dritte Variante der Energieversorgungsvorrichtung bereitstellen, wobei hier verschiedene Untervarianten möglich sind. Dabei kann jede Teilmenge einer einzelnen Energieversorgungsvorrichtung oder einer parallelen Aneinanderreihung von Energieversorgungsvorrichtungen eine Phase des Mehrphasensystems bereitstellen. Die in Radiant ausgedrückte Phasenverschiebung zwischen jeder Phase des Mehrphasensystems, die einen vorteilhaft harmonischen Verlauf der Phasen aufweist, kann mit der Formel berechnet werden: $PS = 2 * PI / N$
wobei:

PS = Phasenverschiebung (Radiant)
PI = 3,141592...
N = Anzahl der Phasen

Bei einer Anordnung zum Betrieb eines mehrphasigen Wechselstrom-Elektrolichtbogenofens oder eines mehrphasigen Wechselstrom-Reduktionsofens kann jede Phase eine gleiche Anzahl von parallel geschalteten Energieversorgungseinrichtungen umfassen.
Die hier erreichte Modularität und Mehrzweckverwendbarkeit kann die Kosten für die Wartung und die Ersatzteilhaltung insgesamt weiter deutlich senken.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Primärwicklung des Dreiphasentransformators mit dem dreiphasigen Stromnetz verbindbar und die Sekundärwicklung des Dreiphasentransformators mit der Gleichrichterschaltung verbunden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Energieversorgungsvorrichtung eine elektronische Steuereinheit auf, welche an eine elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit anschließbar ist, wobei die elektronische Steuereinheit mit der Gleichrichterschaltung in Wirkverbindung steht und dazu eingerichtet ist, den Wirkleistungsfluss der Energieversorgungsvorrichtung zu regeln.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Eine „elektronische Steuereinheit“ ist jedes elektronische System, das geeignet ist, Signale zu empfangen und/oder zu speichern und/oder Signale zu verarbeiten und/oder eine Energieversorgungseinrichtung in Abhängigkeit von mindestens einem Signal zu steuern oder zu regeln.
Die Energieversorgungsvorrichtung kann einen oder mehrere Sensoren enthalten, die Informationen über harmonische Verzerrung und/oder Flicker und/oder ein Verhältnis von Wirkleistungsfluss zu Blindleistungsfluss im Stromnetz liefern. Die elektronische Steuereinheit kann operativ mit einem oder mehreren solcher Sensoren verbunden sein und kann Sensorsignale empfangen, verarbeiten und zur Steuerung oder Regelung der Energieversorgungseinrichtung verwenden.
Eine elektronische Steuereinheit kann eingerichtet sein, um eine Gleichrichterschaltung zu steuern oder zu regeln, insbesondere um harmonische Verzerrung und/oder Flicker im Stromnetz zu reduzieren oder zu verhindern, insbesondere um Flicker zu reduzieren.
Eine elektronische Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, um eine Gleichrichterschaltung zu steuern oder zu regeln, insbesondere um das Verhältnis von Wirkleistungsfluss zu Blindleistungsfluss im Stromnetz zu optimieren.
Eine elektronische Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, um eine Zerhackerschaltung oder eine Wechselrichterschaltung zu steuern oder zu regeln, insbesondere um harmonische Verzerrung und/oder Flicker im Stromnetz zu reduzieren oder zu verhindern, insbesondere um Flicker zu reduzieren, insbesondere vorzugsweise durch Anwendung eines Algorithmus für eine Pulsweitenmodulationsstrategie.
Ein Algorithmus zur Pulsweitenmodulation (PWM) ist eine Methode zur Verringerung der von einem elektrischen Signal gelieferten Durchschnittsleistung, indem es effektiv in diskrete Teile zerlegt wird. Der Durchschnittswert der Spannung und/oder des Stroms, der einer Last zugeführt wird, kann durch schnelles Ein- und Ausschalten des Schalters zwischen Versorgung und Last gesteuert werden. Je länger der Schalter im Vergleich zu den Ausschaltzeiten eingeschaltet ist, desto höher ist die an die Last gelieferte Gesamtleistung. Dies führt zu einem diskreten Signal an die Last. Es ist von Vorteil, wenn die PWM-Schaltfrequenz hoch ist, insbesondere hoch genug, um die Last nicht zu beeinträchtigen. Mit anderen Worten: Je glatter die resultierende Wellenform ist, die von der Last wahrgenommen wird, desto besser für die Last. Die Geschwindigkeit oder Frequenz, mit der eine PWM-Schaltfrequenz betrieben wird, hängt von der Last ab.
Eine „elektronische Koordinierungs- und Regeleinheit“ ist ein beliebiges elektronisches System, das dazu geeignet ist, mit einer oder mehreren elektronischen Steuereinheiten zu kommunizieren. Vorzugsweise ist die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit dazu eingerichtet, mit einem oder mehreren Elektrodenreglern zu kommunizieren, insbesondere mit dem Ziel, die harmonische Verzerrung zu reduzieren und/oder Flicker zu verringern, insbesondere Flicker zu reduzieren, und/oder den Leistungsfaktor zu verbessern.
Eine elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann dazu eingerichtet sein, eine übergeordnete Steuerung oder Regelung der angeschlossenen Teilregler in einem System der Energieversorgungsvorrichtung zu übernehmen, insbesondere eine oder mehrere angeschlossene elektronische Steuereinheiten und/oder einen oder mehrere Elektrodenregler.
Die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann den Spannungssollwert einer oder mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen steuern oder regeln.
Die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann den Stromsollwert einer oder mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen steuern oder regeln.
Die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann den Wirkleistungssollwert einer oder mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen steuern oder regeln.
Die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann den Blindleistungssollwert einer oder mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen steuern oder regeln.
Die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann den Frequenzsollwert einer oder mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen steuern oder regeln.
Die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann den Impedanz- oder Widerstandssollwert einer oder mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen steuern oder regeln.
Die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann den Leistungsfaktor einer oder mehrerer Energieversorgungsvor-richtungen steuern oder regeln, insbesondere den Leistungsfaktor verbessern.
Die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann einen einzelnen Elektrodenregler oder mehrere Elektrodenregler eines oder mehrerer Energieversorgungsvorrichtungen koordinieren, insbesondere AC-Energieversorgungsvorrichtungen.
Durch die Steuerung und/oder Regelung der Gleichrichterschaltung können harmonische Verzerrung und/oder Flicker reduziert werden.
Gemäß einer optionalen Ausführungsform weist die Energieversorgungsvorrichtung eine Zerhackerschaltung auf, welche mit der Glättungsschaltung verbunden ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Eine „Zerhackerschaltung“ ist ein elektronischer Schaltkreis, der dazu dient, ein Signal unter der Kontrolle eines anderen zu unterbrechen. Die Zerhackerschaltung kann zur direkten Umwandlung einer festen Eingangsgleichspannung in eine variable Ausgangsgleichspannung verwendet werden.
Da ein Schaltelement in der Zerhackerschaltung entweder ganz ein- oder ganz ausgeschaltet ist, sind die Verluste gering, und die Zerhackerschaltung kann einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Eine hohe Schalthäufigkeit von größer oder gleich 100 Hz, vorzugsweise eine Schalthäufigkeit von größer oder gleich 600 Hz und besonders bevorzugt eine Schalthäufigkeit von größer oder gleich 1.000 Hz, kann vorteilhaft zur Stabilisierung eines Lichtbogens und zum Schutz der Energieversorgungseinrichtung vor einer möglichen Drift verwendet werden.
Eine „H-Brücke“ und/oder eine „halbe H-Brücke“ ist eine bekannte elektronische Schaltung, die die Polarität einer an eine Last angelegten Spannung umschaltet.
Eine Zerhackerschaltung kann aus einer halben H-Brücke, insbesondere aus acht halben H-Brücken, bestehen.
Eine Zerhackerschaltung kann zur Reduzierung oder Verhinderung des Flickers, insbesondere zur Abschwächung des Flickers, im Stromnetz durch Steuerung der Steuersignale für die Schalter der Zerhackerschaltung, insbesondere in Verbindung mit der elektronischen Steuereinheit, eingesetzt werden.
Optional weist die Energieversorgungsvorrichtung eine Wechselrichterschaltung auf, welche mit der Glättungsschaltung verbunden ist.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Eine „Wechselrichterschaltung“ ist ein leistungselektronisches Gerät oder eine Schaltung, die Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umwandelt. Die sich daraus ergebende Wechselstromfrequenz hängt vom Schaltalgorithmus ab.
Eine Wechselrichterschaltung kann durch Anwendung eines Algorithmus zur Pulsweitenmodulation gesteuert werden.
Eine Wechselrichterschaltung kann aus einer H-Brücke bestehen, insbesondere aus vier H-Brücken.
Eine Wechselrichterschaltung kann zur Verringerung oder Verhinderung des Flickers, insbesondere zur Flickerreduzierung, im Stromnetz durch Steuerung der Steuersignale für die Schalter der Wechselrichterschaltung, insbesondere in Verbindung mit der elektronischen Steuereinheit, eingesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Gleichrichterschaltung und/oder die Zerhackerschaltung und/oder die Wechselrichterschaltung zumindest ein Halbleiterbauelement aufweisend Siliziumkarbid auf.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Halbleiterbauelement“ hat einen elektrischen Leitfähigkeitswert, der zwischen dem eines Leiters, z. B. metallisches Kupfer, und einem Isolator, z. B. Glas, liegt. Ein Halbleiterbauelement kann zur Verstärkung, zum Schalten und zur Energieumwandlung verwendet werden.
Eine erste Ausführungsform eines Halbleiterbauelements ist eine Diode.
Eine zweite Ausführungsform eines Halbleiterbauelements ist ein Transistor, vorzugsweise ein Isolierschicht-Bipolartransistor (IGBT).
Eine dritte Ausführungsform eines Halbleiterbauelements ist ein Thyristor.
Vorteilhafterweise weist ein Halbleiterschalter, insbesondere ein Transistor oder ein Thyristor, eine Schaltrate von größer oder gleich 100 Hz auf, vorzugsweise eine Schaltrate von größer oder gleich 600 Hz und besonders bevorzugt eine Schaltrate von größer oder gleich 1.000 Hz.
Durch die Verwendung von Siliziumkarbid können verschiedene Vorteile ermöglicht werden.
Siliziumkarbid kann eine breite Bandlücke von größer oder gleich 3eV aufweisen, kann stabil bis zu hohen Betriebstemperaturen von 150°C eingesetzt werden, kann eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, insbesondere eine dreimal höhere Wärmeleitfähigkeit als die Wärmeleitfähigkeit von Silizium, wodurch Halbleiterbauelemente aus Siliziumkarbid im Vergleich besser und schneller gekühlt werden können.
Weiterhin kann durch die Verwendung von Siliziumkarbid eine zehnmal höhere elektrische Feldstärke mit einem höheren Maximalstrom und einem besseren Wirkungsgrad des Halbleiterbauelements im Vergleich zu Silizium erreicht werden.
Insgesamt kann eine Gleichrichterschaltung und/oder eine Zerhackerschaltung und/oder eine Wechselrichterschaltung erreicht werden, die geringere Verluste aufweist, die bei höheren Umgebungstemperaturen betrieben werden kann und damit den Kühlbedarf reduziert, und die bei höheren Betriebsspannungen und höheren Schaltfrequenzen betrieben werden kann.
Weiterhin kann bei Verwendung von Siliziumkarbid eine höhere Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Gleichrichterschaltung und/oder der Zerhackerschaltung und/oder der Wechselrichterschaltung erreicht werden, da Siliziumkarbid im Vergleich zu anderen Halbleitermaterialien, insbesondere Silizium, besonders unempfindlich gegenüber Strahlung, insbesondere gegenüber der elektromagnetischen Strahlung eines Elektrolichtbogenofens oder der elektromagnetischen Strahlung eines Reduktionsofens ist.
Durch die Verwendung von Siliziumkarbid-Halbleiterschaltern kann eine besonders kompakte und/oder effiziente Bauweise erreicht werden.
Zweckmäßigerweise umfasst die Energieversorgungseinrichtung einen Dreiphasen-Trennschalter für Wechselstrom.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Ein „Trennschalter“ ist ein Schaltelement, das dafür sorgt, dass ein Stromkreis für Service- oder Wartungsarbeiten vollständig spannungsfrei geschaltet wird. Ein Dreiphasen-Trennschalter umfasst drei Phasen.
Optional umfasst die Energieversorgungsvorrichtung einen einphasigen Trennschalter.
Vorzugsweise befindet sich der einphasige Trennschalter zwischen einem designierten Anschluss der Elektrode und der Wechselrichterschaltung oder der Zerhackerschaltung.
Mittels der hier vorgeschlagenen Trennschalter kann sichergestellt werden, dass die Energieversorgungsvorrichtung spannungsfrei geschaltet werden kann, wodurch Wartungsarbeiten sicher durchgeführt werden können.
Vorzugsweise verbindet ein Trennschalter die Energieversorgungseinrichtung in geöffneter Stellung mit dem Erdpotential. Dadurch wird die Sicherheit bei Wartungsarbeiten erhöht.
Darüber hinaus ist es möglich, in einem System mit mehreren Energieversorgungsvorrichtungen jede Energieversorgungsvorrichtung vollständig vom Rest des Systems zu trennen, ohne die Gesamtfunktionalität des Systems grundsätzlich zu beeinträchtigen.
Gemäß einer bevorzugen Ausführungsform weist die Energieversorgungsvorrichtung eine elektronische Steuereinheit auf, welche an eine elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit anschließbar ist, wobei die elektronische Steuereinheit zur Steuerung einer Stromschleife und/oder einer Spannungsschleife und/oder einer Impedanzschleife und/oder einer Wirkleistungsschleife und/oder einer Wirkleistung mit Hystereseschleife der Energieversorgungsvorrichtung eingerichtet ist.
Hierzu kann die elektronische Steuereinheit eingerichtet sein, um mit der Gleichrichterschaltung und/oder der Zerhackerschaltung und/oder der Wechselrichterschaltung in Wirkverbindung zu stehen und die jeweiligen Steuergrößen beeinflussen zu können.
Vorzugsweise verwendet die elektronische Steuereinheit einen Algorithmus für eine Pulsweitenmodulationsstrategie, vorzugsweise eine synchrone, eine asynchrone oder eine verschachtelte Pulsweitenmodulationsstrategie.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein System für die Versorgung von zwei Elektroden eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie,

- wobei das System mit einem dreiphasigen Stromnetz verbindbar ist,
- wobei das System mit einer Elektrode des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens verbindbar ist,
- wobei das System eine Mehrzahl von Energieversorgungsvorrichtungen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst, und
- wobei die Mehrzahl von Energieversorgungsvorrichtungen parallel zueinander geschaltet sind.

Es versteht sich, dass die Vorteile einer Energieversorgungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf ein System mit einer Energieversorgungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung übertragbar sind.
Insbesondere für die Bereitstellung einer höheren Anschlussleistung ist es vorteilhaft, eine Mehrzahl von Energieversorgungsvorrichtungen parallel zu schalten.
Diese Vorgehensweise führt automatisch zu einer höheren Anzahl von Phasenschiebertransformatoren und damit vorteilhafterweise auch zu einer größeren Anzahl von Steuerungsmöglichkeiten zur Reduzierung der harmonischen Verzerrung.
Insbesondere ist zu beachten, dass die mehreren Phasenschiebertransformatoren der mehreren Energieversorgungsvorrichtungen unterschiedliche Schaltgruppen haben können, insbesondere kann jeder eine andere Schaltgruppe haben.
Auf diese Weise kann von jeder Energieversorgungsvorrichtung eine andere Phasenverschiebung bereitgestellt werden, was auch die Anzahl der von dem System bereitgestellten Impulse erhöhen kann. In der Summe kann so die harmonische Verzerrung reduziert werden.
Ein System kann vorzugsweise zwei Energieversorgungsvorrichtungen aufweisen, jede mit einer anderen Schaltgruppe, wodurch die Anzahl der Impulse im Vergleich zu einer einzigen Energieversorgungsvorrichtung der gleichen Bauart verdoppelt werden kann.
Ein System kann vorzugsweise drei Energieversorgungsvorrichtungen mit jeweils unterschiedlichen Schaltgruppen aufweisen, wodurch die Anzahl der Impulse im Vergleich zu einer einzelnen Energieversorgungsvorrichtung gleicher Bauart verdreifacht werden kann.
Ein System kann vorzugsweise vier Energieversorgungsvorrichtungen mit jeweils unterschiedlichen Schaltgruppen aufweisen, wodurch die Anzahl der Impulse im Vergleich zu einer einzelnen Energieversorgungsvorrichtung gleicher Bauart vervierfacht werden kann.
Ein System kann vorzugsweise fünf Energieversorgungsvorrichtungen mit jeweils unterschiedlichen Schaltgruppen aufweisen, wodurch die Anzahl der Impulse im Vergleich zu einer einzelnen Energieversorgungsvorrichtung gleicher Bauart verfünffacht werden kann.
Ein System kann vorzugsweise sechs Energieversorgungsvorrichtungen mit jeweils unterschiedlichen Schaltgruppen aufweisen, wodurch die Anzahl der Impulse im Vergleich zu einer einzelnen Energieversorgungsvorrichtung gleicher Bauart versechsfacht werden kann.
Beispielsweise kann ein System mit sechs Energieversorgungsvorrichtungen vorzugsweise so konfiguriert werden, dass die erste Energieversorgungsvorrichtung eine Phasenverschiebung bewirkt, sodass ein Impuls der Phase des Stromnetzes um 25° nacheilt. Außerdem kann die zweite Energieversorgungsvorrichtung eine Phasenverschiebung bewirken, sodass ein Impuls der Phasenlage des Stromnetzes um 15° nacheilt. Die dritte Energieversorgungsvorrichtung kann eine Phasenverschiebung bewirken, sodass ein Impuls die Phase des Stromnetzes um 5° nacheilt. Die vierte Energieversorgungsvorrichtung kann eine Phasenverschiebung bewirken, sodass ein Impuls der Phase des Stromnetzes um 5° vorauseilt. Die fünfte Energieversorgungsvorrichtung kann eine Phasenverschiebung bewirken, sodass ein Impuls die Phase des Stromnetzes um 15° vorauseilt. Die sechste Energieversorgungsvorrichtung kann eine solche Phasenverschiebung bewirken, sodass ein Impuls der Phase des Stromnetzes um 25° vorauseilt.
Insgesamt kann eine harmonische Verteilung von 36 verschiedenen Impulsen erreicht werden, insbesondere von 36 verschiedenen Impulsen, die hinter dem Gleichrichter erfasst werden können. Dies ist besonders vorteilhaft zur Reduzierung der harmonischen Verzerrung.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass diese Lehre auch analog auf eine andere Anzahl von Stromversorgungsgeräten angepasst werden kann.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein System für die Versorgung einer Mehrzahl von Elektrode eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie,

- wobei das System mit einem dreiphasigen Stromnetz verbindbar ist,
- wobei das System mit einer Mehrzahl von Elektroden des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens verbindbar ist,
- wobei das System eine Mehrzahl von Systemen für die Versorgung von zwei Elektroden gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst, und
- wobei jedes System zur Versorgung von zwei Elektroden mit einer der Mehrzahl von Elektroden verbindbar ist.

Hier wird für einen mehrphasigen Elektrolichtbogenofen oder einen mehrphasigen Reduktionsofen vorgeschlagen, eine Mehrzahl von Systemen gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zu kombinieren, wobei jedes System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung an genau eine Elektrode des mehrphasigen Elektrolichtbogenofens oder des mehrphasigen Reduktionsofens anschließbar ist.
Unter anderem kann das hierin vorgeschlagene System vorteilhaft verwendet werden, um elektrische Energie zu einem mehrphasigen AC-betriebenen Elektrolichtbogenofen oder einem mehrphasigen AC-betriebenen Reduktionsofen bereitzustellen.
Es versteht sich, dass die Vorteile des Systems zur Versorgung einer Elektrode eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wie oben beschrieben, direkt auf ein System mit einem solchen System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung übertragbar sind.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein System für die Versorgung einer Mehrzahl von Elektroden eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie,

- wobei das System mit einem dreiphasigen Stromnetz verbindbar ist,
- wobei das System mit einer Mehrzahl von Elektroden des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens verbindbar ist,
- wobei das System eine Mehrzahl von Energieversorgungsvorrichtungen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung umfasst,
- wobei eine erste Anzahl von mindestens zwei Energieversorgungsvorrichtungen parallel zueinander geschaltet ist und an eine erste Elektrode anschließbar ist, und
- wobei zumindest eine Energieversorgungsvorrichtung an einer zweiten Elektrode anschließbar ist.

Unter anderem kann das hier vorgeschlagene System vorteilhaft verwendet werden, um elektrische Energie zu einem mehrphasigen Wechselstromgespeisten Elektrolichtbogenofen oder einem mehrphasigen Wechselstromgespeisten Reduktionsofen bereitzustellen.
Es versteht sich, dass die Vorteile einer Energieversorgungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wie oben beschrieben, direkt auf ein System mit einer Energieversorgungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung übertragen werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das System an drei Elektroden eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit einer Sternschaltung oder einer Dreieckschaltung anschließbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System einen Elektrodenregler, insbesondere einen Elektrodenregler pro Elektrode.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Die Elektroden können automatisch durch ein Positionierungssystem und/oder durch ein Handhabungssystem angehoben und abgesenkt werden, wobei entweder elektrische Windenzüge oder Hydraulikzylinder oder ähnliches verwendet werden können. Die Position einer Elektrode kann mit Hilfe eines „Elektrodenreglers“ gesteuert und/oder geregelt werden. Der Elektrodenregler kann einzeln oder in Kombination verschiedene Ziele verfolgen, insbesondere die Aufrechterhaltung einer annähernd konstanten Spannung und/oder eines konstanten Stroms und/oder einer konstanten Leistungsaufnahme während des Schmelzens der Charge, auch wenn sich der Schrott beim Schmelzen unter den Elektroden bewegen kann. Die Länge des Lichtbogens kann mit zunehmender Spannung am Elektrolichtbogenofen oder am Reduktionsofen zunehmen.
Auf diese Weise unterstützt ein Elektrodenregler das System bei der Verringerung oder Vermeidung von Flicker im Stromnetz, insbesondere bei der Reduzierung von Flicker.
Zweckmäßig umfasst das System eine elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit, welche in einer Wirkverbindung zu einer elektronischen Steuereinheit und/oder einem Elektrodenregler steht, insbesondere in einer Wirkverbindung zu jeder elektronischen Steuereinheit und/oder jedem Elektrodenregler.
Durch die elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass eine Vielzahl von einzelnen Steuer- und/oder Regelungsmöglichkeiten gemeinsam zur Erreichung eines Gesamtziels, insbesondere zur Reduzierung oder Vermeidung von Flicker im Stromnetz, insbesondere zur Abschwächung von Flicker, und vorzugsweise zur Maximierung der Energieübertragung auf die Schmelze genutzt werden können.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspekts mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Elektrolichtbogenofen oder ein Reduktionsofen aufweisend eine Energieversorgungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder ein System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung und/oder gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung.
Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebenen Vorteile einer Energieversorgungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eines Systems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder dem dritten Aspekt der Erfindung und/oder dem vierten Aspekt der Erfindung unmittelbar auf einen Elektrolichtbogenofen oder einen Reduktionsofen aufweisend eine Energieversorgungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder ein System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder dem dritten Aspekt der Erfindung und/oder dem vierten Aspekt der Erfindung übertragbar sind.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des fünften Aspekts mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe Verfahren zum Betreiben eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens, insbesondere eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung, wobei das Verhältnis von Wirkleistungsfluss und Blindleistungsfluss durch Beeinflussung einer Steuergröße einer Gleichrichterschaltung gesteuert und/oder geregelt wird, insbesondere der Blindleistungsfluss durch Beeinflussung einer Steuergröße der Gleichrichterschaltung minimiert wird.
Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebenen Vorteile eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung unmittelbar auf ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung übertragbar sind.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des sechsten Aspekts mit dem Gegenstand der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ.
Verbleibende Oberschwingungen können durch Drosselkondensatorbänke, die parallel zur Energieversorgungsvorrichtung am selben Versorgungsnetz angeschlossen sind, weiter reduziert oder gefiltert werden.
Die Flickerwerte können durch einen statischen Blindleistungskompensator (SVC) oder einen statischen Synchronkompensator (STATCOM), der parallel zur Energieversorgungsvorrichtung an dasselbe Versorgungsnetz angeschlossen ist, weiter reduziert werden. In einer optionalen Ausführungsform arbeitet die Energieversorgungsvorrichtung mit dem SVC- oder STATCOM-Regelsystem zusammen.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

1: zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Energieversorgungseinrichtung;
2: zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Energieversorgungseinrichtung;
3: zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Energieversorgungseinrichtung;
4: zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Systems zur Versorgung einer Elektrode eines gleichstrombetriebenen Elektrolichtbogenofens oder eines gleichstrombetriebenen Reduktionsofens mit elektrischer Energie;
5: zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Systems zur Versorgung eines einphasig wechselstrombetriebenen Elektrolichtbogenofens oder eines einphasig wechselstrombetriebenen Reduktionsofens mit elektrischer Energie;
6: zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Systems zur Versorgung eines einphasig wechselstrombetriebenen Elektrolichtbogenofens oder eines einphasig wechselstrombetriebenen Reduktionsofens mit elektrischer Energie; und
7: zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Systems zur Versorgung eines dreiphasigen Wechselstrom-Elektrolichtbogenofens oder eines dreiphasigen Wechselstrom-Reduktionsofens mit elektrischer Energie.

In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar.
Eine Energieversorgungsvorrichtung 100 in 1 besteht im Wesentlichen aus einem Transformator 200, der ein dreiphasiger Phasenschiebertransformator 200 ist, einer Gleichrichterschaltung 210, einer an die Gleichrichterschaltung 210 angeschlossenen Glättungsschaltung 220 und einer an die Gleichrichterschaltung 210 angeschlossenen elektronischen Steuereinheit 230.
Die Energieversorgungsvorrichtung 100 ist an ein dreiphasiges Stromnetz 110 anschließbar. Weiterhin ist die Energieversorgungsvorrichtung 100 mit zwei Elektroden 120 verbindbar.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine erste Elektrode 120 an der Oberseite des designierten Elektrolichtbogenofens oder des designierten Reduktionsofens angeordnet sein, insbesondere kann sie mit einer Höhenverstelleinrichtung (nicht dargestellt) verbunden sein, die mit einem Elektrodenregler (nicht dargestellt) für die erste Elektrode 120 wirkverbunden ist. Die zweite Elektrode 120 kann innerhalb des designierten Elektrolichtbogenofens oder des designierten Reduktionsofens (nicht dargestellt) angeordnet sein, wo sie in Wirkverbindung mit einem designierten Schrott (nicht dargestellt) und/oder einer designierten Metallschmelze (nicht dargestellt) innerhalb des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens steht.
Die elektronische Steuereinheit 230 ist dazu eingerichtet, die Gleichrichterschaltung 210 zu steuern und/oder zu regeln.
Eine Energieversorgungsvorrichtung 100 in 2 umfasst ferner eine Wechselrichterschaltung 240 oder eine Zerhackerschaltung 250, je nachdem, ob die Energieversorgungsvorrichtung 100 für einen Wechselstrom- oder Gleichstrom-Elektrolichtbogenofen oder einen Wechselstrom- oder Gleichstrom-Reduktionsofen (nicht dargestellt) vorgesehen ist.
Die Wechselrichterschaltung 240 oder die Zerhackerschaltung 250 ist in Wirkverbindung mit der elektronischen Steuereinheit 230, die die Wechselrichterschaltung 240 oder die Zerhackerschaltung 250 steuert oder regelt.
Eine Energieversorgungsvorrichtung 100 in 3 umfasst ferner einen dreiphasigen Trennschalter oder einen Leistungsschalter 260 und/oder einen einphasigen Trennschalter 270.
Mittels eines dreiphasigen Trennschalters oder eines Leistungsschalters 260 kann die Energieversorgungsvorrichtung 100 mit dem dreiphasigen Stromnetz 110 verbunden oder von diesem getrennt werden. Mittels eines einphasigen Trennschalters 270 kann die Energieversorgungsvorrichtung 100 mit einer Elektrode 120 des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens (nicht dargestellt) verbunden oder getrennt werden. Vorzugsweise verbinden die Trennschalter 260, 270 die Energieversorgungsvorrichtung in geöffneter Stellung mit dem Erdpotential. Dadurch wird die Sicherheit bei Wartungsarbeiten erhöht.
Ein System (nicht gekennzeichnet) zur Versorgung von zwei Elektroden 120 eines DC-gespeisten Elektrolichtbogenofens oder eines DC-gespeisten Reduktionsofens (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie in 4 besteht im Wesentlichen aus zwei oder mehreren parallel zueinander geschalteten Energieversorgungsvorrichtungen 100.
Eine Anode 124 des gleichstromgespeisten Elektrolichtbogenofens oder eines gleichstromgespeisten Reduktionsofens (nicht dargestellt) ist über eine Anodensammelschiene (nicht markiert) mit der Mehrzahl der Energieversorgungsvorrichtungen 100 verbunden. Eine Kathode 122 des gleichstromgespeisten Elektrolichtbogenofens oder des gleichstromgespeisten Reduktionsofens (nicht dargestellt) ist über eine Kathodensammelschiene (nicht markiert) mit der Mehrzahl von Energieversorgungsvorrichtungen 100 verbunden.
Die Mehrzahl der Energieversorgungsvorrichtung 100 ist an ein dreiphasiges Stromnetz 110 angeschlossen.
Weiterhin ist die Mehrzahl der Energieversorgungsvorrichtungen 100 mit einer elektronischen Koordinierungs- und Regelungseinheit 300 verbunden.
Ein Elektrodenregler 310 ist mit der elektronischen Koordinierungs- und Regelungseinheit 300 verbunden und mit einer Höhenverstelleinrichtung (nicht dargestellt) der Kathode 122 funktionsfähig verbunden.
Die Anode 124 befindet sich innerhalb des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens und steht in elektrischem Kontakt mit dem vorgesehenen Schrott (nicht dargestellt) und/oder einer vorgesehenen Metallschmelze (nicht dargestellt) innerhalb des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens (nicht dargestellt).
Gemäß einer (nicht dargestellten) Variante der Ausführungsform eines Systems zur Versorgung von mindestens zwei Elektroden eines gleichstrombetriebenen Elektrolichtbogenofens oder eines gleichstrombetriebenen Reduktionsofens mit elektrischer Energie gemäß 4 umfasst das System zwei oder mehr Kathoden, wobei jede Kathode mit einem kombinierten oder einzelnen Höheneinstellmittel verbunden ist und wobei jedes Höheneinstellmittel mit einem separaten Elektrodenregler in Wirkverbindung steht. Die Anode befindet sich innerhalb des vorgesehenen Elektrolichtbogenofens oder des vorgesehenen Reduktionsofens und steht in elektrischem Kontakt mit dem vorgesehenen Schrott und/oder einer vorgesehenen Metallschmelze innerhalb des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens.
Ein System (nicht gekennzeichnet) zur Versorgung von zwei Elektroden 120 eines einphasig mit Wechselstrom betriebenen Elektrolichtbogenofens oder eines einphasig mit Wechselstrom betriebenen Reduktionsofens (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie in 5 besteht im Wesentlichen aus zwei oder mehr parallel zueinander geschalteten Energieversorgungsvorrichtungen 100.
Eine erste Elektrode 120 kann an der Oberseite des bezeichneten Elektrolichtbogenofens oder des bezeichneten Reduktionsofens angeordnet sein, insbesondere kann sie mit einer Höhenverstelleinrichtung (nicht dargestellt) verbunden sein, die mit einem Elektrodenregler 310 für die erste Elektrode 120 wirkverbunden ist.
Eine zweite Elektrode 120 ist innerhalb des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens (nicht dargestellt) angeordnet und mit dem vorgesehenen Schrott und/oder einer vorgesehenen Metallschmelze innerhalb des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens in Wirkverbindung gebracht.
Ein Elektrodenregler 310 ist mit der elektronischen Koordinierungs- und Regelungseinheit 300 verbunden und steht in Wirkverbindung mit der Höhenverstelleinrichtung (nicht dargestellt) der ersten Elektrode 120 des einphasigen Elektrolichtbogenofens oder des einphasigen Reduktionsofens (nicht dargestellt).
Ein System (nicht gekennzeichnet) zur Versorgung von zwei Elektroden 120 eines einphasigen Wechselstrom-Elektrolichtbogenofens oder eines einphasigen Wechselstrom-Reduktionsofens (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie in 6 weist zwei Elektroden 120 auf, von denen jede mit einer separaten Höhenverstelleinrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist.
In dieser Ausführungsform werden beide Elektroden 120 von oben an einen bestimmten Schrott und/oder eine Metallschmelze innerhalb des einphasig wechselstrombetriebenen Elektrolichtbogenofens oder des einphasig wechselstrombetriebenen Reduktionsofens durch die Höhenverstelleinrichtung herangeführt. Jede Höhenverstelleinrichtung ist mit einem entsprechenden Elektrodenregler 310 betriebsbereit verbunden.
Drei einphasige Systeme (nicht gekennzeichnet) zur Versorgung einer Elektrode 120 eines wechselstromgespeisten Elektrolichtbogenofens oder eines einphasigen wechselstromgespeisten Reduktionsofens (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie sind in 7 mit einem System (nicht gekennzeichnet) zur Versorgung eines dreiphasigen wechselstromgespeisten Elektrolichtbogenofens oder eines dreiphasig wechselstromgespeisten Reduktionsofens (nicht dargestellt) mit elektrischer Energie verbunden, so dass jedes einphasige System (nicht dargestellt) eine Elektrode 120 des dreiphasig wechselstromgespeisten Elektrolichtbogenofens oder des dreiphasig wechselstromgespeisten Reduktionsofens (nicht dargestellt) versorgt.
Zu diesem Zweck sind alle Energieversorgungsvorrichtungen 100 an ein dreiphasiges Stromnetz 110 angeschlossen.
Weiterhin sind alle Energieversorgungsvorrichtungen 100 an eine kombinierte elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit 300 angeschlossen.
Die drei Elektroden 120 können in Stern- oder Dreieckschaltung miteinander verbunden werden.
Bezugszeichenliste

100: Energieversorgungsvorrichtung
110: Dreiphasiges Stromnetz
120: Elektrode
122: Kathode
124: Anode
200: Dreiphasentransformator
210: Gleichrichterschaltung
220: Glättungsschaltung
230: Elektronische Steuereinheit
240: Wechselrichterschaltung
250: Zerhackerschaltung
260: Dreiphasiger Trennschalter oder Leistungsschalter
270: Einphasiger Trennschalter
300: Elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit
310: Elektrodenregler

Claims

Energieversorgungsvorrichtung (100) für einen Ofen zur Versorgung eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie, - wobei die Energieversorgungsvorrichtung (100) an ein dreiphasiges Stromnetz (110) anschließbar ist, - wobei die Energieversorgungsvorrichtung (100) an mindestens eine Elektrode (120) des Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens anschließbar ist, - wobei die Energieversorgungsvorrichtung (100) Folgendes umfasst: - einen Dreiphasentransformator (200) mit einer Primärwicklung pro Phase und einer Sekundärwicklung pro Phase, insbesondere genau einer Sekundärwicklung pro Phase, - eine Gleichrichterschaltung (210), und - vorzugsweise eine Glättungsschaltung (220), die mit der Gleichrichterschaltung (210) verbunden ist, - und wobei die Energieversorgungsvorrichtung (100) dadurch gekennzeichnet ist, dass der Dreiphasentransformator (200) ein Phasenschiebertransformator (200) ist.
Energieversorgungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung des Dreiphasentransformators (200) mit dem dreiphasigen Stromnetz (110) verbindbar ist und die Sekundärwicklung des Dreiphasentransformators (200) mit der Gleichrichterschaltung (210) verbunden ist.
Energieversorgungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsvorrichtung (100) eine elektronische Steuereinheit (230) aufweist, welche an eine elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit (300) anschließbar ist, wobei die elektronische Steuereinheit (230) mit der Gleichrichterschaltung (210) in Wirkverbindung steht und dazu eingerichtet ist, den Wirkleistungsfluss der Energieversorgungsvorrichtung (100) zu regeln.
Energieversorgungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsvorrichtung (100) eine Zerhackerschaltung (250) aufweist, welche mit der Glättungsschaltung (220) verbunden ist.
Energieversorgungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsvorrichtung (100) eine Wechselrichterschaltung (240) aufweist, welche mit der Glättungsschaltung (220) verbunden ist.
Energieversorgungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichterschaltung (210) und/oder die Zerhackerschaltung (250) und/oder die Wechselrichterschaltung (240) zumindest ein Halbleiterbauelement aufweisend Siliziumkarbid aufweist.
Energieversorgungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsvorrichtung (100) eine elektronische Steuereinheit (230) aufweist, welche an eine elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit (300) anschließbar ist, wobei die elektronische Steuereinheit zur Steuerung einer Stromschleife und/oder einer Spannungsschleife und/oder einer Impedanzschleife und/oder einer Wirkleistungsschleife und/oder einer Wirkleistung mit Hystereseschleife der Energieversorgungsvorrichtung (100) eingerichtet ist.
System für die Versorgung von zwei Elektroden (120) eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie, - wobei das System mit einem dreiphasigen Stromnetz (110) verbindbar ist, - wobei das System mit einer Elektrode (120) des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens verbindbar ist, und gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - das System umfasst eine Mehrzahl von Energieversorgungsvorrichtungen (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, und - wobei die Mehrzahl von Energieversorgungsvorrichtungen (100) parallel zueinander geschaltet sind.
System für die Versorgung einer Mehrzahl von Elektroden (120) eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie, - wobei das System mit einem dreiphasigen Stromnetz (110) verbindbar ist, - wobei das System mit einer Mehrzahl von Elektroden (120) des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens verbindbar ist, und dadurch gekennzeichnet ist, dass das System eine Mehrzahl von Systemen für die Versorgung von zwei Elektroden (120) gemäß Anspruch 8 umfasst, wobei jedes System zur Versorgung von zwei Elektroden (120) mit einer der Mehrzahl von Elektroden (120) verbindbar ist.
System für die Versorgung einer Mehrzahl von Elektroden (120) eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens mit elektrischer Energie, - wobei das System mit einem dreiphasigen Stromnetz (110) verbindbar ist, - wobei das System mit einer Mehrzahl von Elektroden (120) des Elektrolichtbogenofens oder des Reduktionsofens verbindbar ist, und gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - das System umfasst eine Mehrzahl von Energieversorgungsvorrichtungen (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, - wobei eine erste Anzahl von mindestens zwei Energieversorgungsvorrichtungen (100) parallel zueinander geschaltet ist und an eine erste Elektrode (120) anschließbar ist, und - wobei zumindest eine Energieversorgungsvorrichtung (100) an einer zweiten Elektrode (120) anschließbar ist.
System gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen Elektrodenregler (310) umfasst, insbesondere einen Elektrodenregler (310) pro Elektrode (120).
System gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine elektronische Koordinierungs- und Regelungseinheit umfasst, welche in einer Wirkverbindung zu einer elektronischen Steuereinheit und/oder einem Elektrodenregler (310) steht, insbesondere in einer Wirkverbindung zu jeder elektronischen Steuereinheit und/oder jedem Elektrodenregler (310) .
Elektrolichtbogenofen oder Reduktionsofen dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolichtbogenofen oder der Reduktionsofen eine Energieversorgungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder ein System gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12 aufweist.
Verfahren zum Betreiben eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens, insbesondere eines Elektrolichtbogenofens oder eines Reduktionsofens nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Wirkleistungsfluss und Blindleistungsfluss durch Beeinflussung einer Steuergröße einer Gleichrichterschaltung (210) gesteuert und/oder geregelt wird, insbesondere der Blindleistungsfluss durch Beeinflussung einer Steuergröße der Gleichrichterschaltung (210) minimiert wird.