DE1204321B

DE1204321B - Anordnung von die Leistungsumsetzung von Drehstromlichtbogenoefen symmetrierenden Zusatzimpedanzen in der Ofenanlage

Info

Publication number: DE1204321B
Application number: DEL40659A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Albert Driller
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-12-07
Filing date: 1961-12-07
Publication date: 1965-11-04

Description

Anordnung von die Leistungsumsetzung von Drehstromlichtbogenöfen symmetrierenden Zusatzimpedanzen in der Ofenanlage Die Symmetrierung der Leistungsumsetzung von Lichtbogenöfen kann mittels Zusatzimpedanzen bestimmter Dimensionen vorgenommen werden, die die Widerstandswerte der Leitungen zwischen Ofentransformator und Elektroden beeinflussen. Derartige Zusatzimpedanzen können beispielsweise aus einer Zusatzinduktivität in der mittleren Elektrodenzuleitung, aus mindestens zwei Zusatzinduktivitäten in der mittleren und einer äußeren Elektrodenzuleitung, aus mindestens zwei Zusatzkapazitäten in den äußeren Elektrodenzuleitungen oder aus einer Zusatzinduktivität in der mittleren und einer Zusatzkapazität in einer äußeren Elektrodenzuleitung bestehen.
Induktive Zusatzreaktanzen können zweckmäßigerweise als mit Luftspalt versehene Eisenkerne ausgebildet sein, die zur Erreichung der erforderlichen Induktivitäten beträchtliche Ausmaße annehmen. Kapazitive Zusatzreaktanzen können beispielsweise durch Kondensatoren realisiert werden, die an Wicklungen angeschlossen sind, die auf die Zuleitungen umgebende lamellierte Eisenkerne aufgebracht sind.
Die räumliche Anordnung dieser zusätzlichen Reaktanzen bringt insbesondere bei schon bestehenden Öfen, die nachträglich symmetriert werden sollen, Schwierigkeiten mit sich. Bei den hohen Stromstärken muß die Hochstrombahn möglichst kurz sein, um die Spannungsabfälle und Verluste klein zu halten. Ferner ist in der Regel die Hochstrombahn zwischen dem Transformator und der Schaltverbindung, durch die die Sekundärwicklungen des Ofentransformators außerhalb des Transformators im Dreieck oder Stern geschaltet werden, bifilar, d. h. kompensiert, geführt. Dazu kommt, daß an dieser Stelle im allgemeinen auch noch die Hochstromwandler untergebracht sind. Die Abwinklung der Hochstromleitung und die Schaltverbindung bringen zusätzliche unübersichtliche magnetische Flüsse. Eisendrosseln dürfen aber nicht von diesen Flüssen beeinflußt werden, weil sich sonst durch die Feldkonzentration Übersättigung und unzulässig hohe Wirbelströme ergeben. Auch sind an dieser Stelle die Querschnitte der Hochstrombahnen groß, da sie normalerweise luftgekühlt sind und die Stromdichte daher niedrig gehalten werden muß. Die Abmessungen der Drosseln werden dementsprechend groß und ihre Unterbringung im Leitungszug schwierig.
Es ist möglich, die Zusatzimpedanzen auf den Elektrodentragarmen anzuordnen, da dort die Zuführungsleitungen aus konstruktiven Gründen ohnehin geradlinig geführt sind, so daß keine axiale Komponente des Feldes vorhanden ist, die zu magnetischen, elektrischen und damit auch thermischen Überbeanspruchungen führen kann. Ferner ist dort der Querschnitt der Zuführungen häufig klein, da auf den Elektrodentragarmen wassergekühlte und daher dichtgebündelte Rohre verwendet werden, so daß beispielsweise die zusätzlichen Eisenkerne kleine Dimensionen annehmen. Man ist jedoch bestrebt, das Gewicht der Elektrodenarme klein zu halten, um große Beschleunigungen erreichen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur Leistungssymmetrierung erforderlichen Zusatzimpedanzen so innerhalb der Ofenanlage anzuordnen, daß keine elektrischen oder betriebsmäßigen Nachteile entstehen.
Erfindungsgemäß erreicht man dies dadurch, daß die Zusatzimpedanzen außerhalb der praktisch zu berücksichtigenden magnetischen Einwirkungszone der Hochstromleitungen angeordnet sind, wobei die zu den Zusatzimpedanzen führenden Abzweigungen der Hochstromleitungen bifilar geführt sind.
Da über dem Ofentransformator in den meisten Ofenanlagen genügend Platz ist, werden die Zusatzimpedanzen räumlich zweckmäßigerweise über dem Transformator angeordnet. Elektrisch werden die Zusatzimpedanzen in den Leitungszug zwischen der Schaltverbindung und den biegsamen Kupferseilen geschaltet. Werden induktive Zusatzimpedanzen verwendet, so sind mit Luftspalten versehene Eisenkerne in Mantelbauart infolge ihrer hohen Induktivität günstig.
Es sind verschiedene Lösungen zur Symmetrierung von Drehstromnetzen, auch in Verbindung mit Lichtbogenöfen, bekannt, die sich jedoch im wesentlichen mit dem Prinzip, nicht aber mit der räumlichen Anordnung der Symmetrierungsmittel befassen. So soll in einer Anordnung der mittlere Phasenleiter so weit außerhalb der von den beiden äußeren Phasenleitern gebildeten Ebene verlaufen, daß er in den die beiden äußeren Phasenleiter umfassenden ferromagnetischen Kreis nicht mit einbezogen wird. Auch soll eine besondere Bemessung der Zuführungsleitungen allein schon zu einer Symmetrierung führen.
Eine weitere bekannte Leistungssymmetrierung von Lichtbogenöfen sieht die Einschaltung einer Zusatzreaktanz in die mittlere Leitung vor, deren Größe nach den elektrischen Daten des Zuleitungssystems berechnet wird. Keiner der bekannten Anordnungen kann die besondere Art der Zusatzwiderstände und deren Einbau in die Hochstromleitungen eines Lichtbogenofens entnommen werden.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Zusatzimpedanzen von den Feldern der Hochstromleitungen nur unwesentlich beeinflußt werden. Ferner werden sie an Stellen untergebracht, die ohnehin nicht genutzt sind, z. B. über dem Transformator. Schließlich wird durch die erfindungsgemäße Einschaltung der Zusatzimpedanzen der die Urasymmetrie verursachende Teil der Hochstromleitungen nicht verlängert, obwohl die Zusatzimpedanzen an betriebstechnisch günstigen Stellen angeordnet sind.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
F i g.1 zeigt das Schaltschema der Zusatzimpedanzen, die in dem Leitungsweg zwischen der Schaltverbindung und den biegsamen Kupferseilen geschaltet sind; F i g. 2 zeigt die Anordnung der Zusatzimpedanzen innerhalb der Ofenanlage; F i g. 3 zeigt die räumliche Anordnung einer aus einem Eisenkern in Mantelbauart bestehenden Zusatzinduktivität.
In F i g.1 gehen von der schematisch angedeuteten Schaltverbindung 2 die drei Elektrodenzuleitungen ei, e2, e3 aus. An den Stellen A' und A" biegen die Zuleitungen ei und e, ab und führen zu den Drosseln L' und L". Da die Zuleitungen zu den Drosseln von den Punkten A' und A" an bifilar ge- führt sind, erzeugen sie praktisch keine die Drosseln störenden Felder.
Die Anordnung der Drosseln innerhalb der Ofenanlage zeigt F i g. 2. Vom Transformator 1 führen Schienen zu der Schaltverbindung 2, von der die Elektrodenzuleitungen abgehen. Zwischen Schaltverbindung 2 und Stromwandler 3 liegen die Stellen A' bzw. A", von denen die bifilaren Leitungen d bzw. ä' zu den über dem Transformatorraum angeordneten Drosseln L' und L" führen.
F i g. 3 gibt die räumliche Anordnung der in dem Leitungszug zwischen der Schaltverbindung und den biegsamen Kupferseilen geschalteten Drosseln wieder. Es ist dabei der übersichtlichkeit halber nur eine Zuleitung mit einer Zusatzinduktivität in Form einer Eisendrossel L' in Mantelbauart dargestellt. Von den Klemmen x und v des Ofentransformators 1 gehen die Schienen 2' und 2" aus, die in 2 verbunden sind. Die mit der Schaltverbindung 2 verbundene Schiene 2* biegt an der Stelle A' rechtwinklig nach oben ab und ist durch den Eisenkern L' geführt, der beispielsweise auf einem Träger über dem Ofentransformator untergebracht sein kann. Von der Stelle A' verläuft die Leitung 2* dann in waagerechter Richtung weiter zu den nicht dargestellten biegsamen Kupferseilen.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung von die Leistungsumsetzung elektrischer Drehstromlichtbogenöfen symmetrierenden Zusatzimpedanzen in den Hochstromleitungen, insbesondere von induktiven Zusatzreaktanzen in einer äußeren und der mittleren Hochstromleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzreaktanzen (L', L") außerhalb der praktisch zu berücksichtigenden magnetischen Einwirkungszone der Hochstromleitungen angeordnet sind, wobei die zu den Zusatzreaktanzen führenden Abzweigungen (d, a") der Hochstromleitungen bifilar geführt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzreaktanzen räumlich über dem Ofentransformator (1) angeordnet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als induktive Zusatzreaktanzen mit Luftspalt versehene Eisenkerne in Mantelbauart (L') vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 874 042, 914. 873; deutsche Auslegeschrift A 19127 VIII d / 21 h (bekanntgemacht am 15.11.1956); ETZ 57 (1936), S. 973; Elektrowärme 19 (1961), S. 285 bis 291.