DE19617191C2 - Device for direct current supply for a direct current arc furnace - Google Patents

Device for direct current supply for a direct current arc furnace

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gleichstromver­ sorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Gleich­ richter und mit einer zur Einrichtung zur Gleichstromversor­ gung parallelgeschalteten Blindleistungskompensationsein­ richtung.The invention relates to a device for direct current supply for a DC arc furnace with a DC judge and with one to set up for DC power supply reactive power compensation connected in parallel direction.

Netzgeführte Stromrichter werden in Hochstromausführung zur Speisung von Gleichstromlichtbogenöfen, z. B. in der Stahlin­ dustrie, eingesetzt. Die Steuerung der Stromrichter bewirkt neben der gewünschten Einstellung der Leistung des Gleich­ stromlichtbogenofens eine vom Steuerwinkel der Stromrichter abhängige Blindleistungsaufnahme, deren Mittelwert gewisse Grenzen nicht überschreiten darf, um den meist von Energie­ versorgungsunternehmen vorgegebenen Wert des Leistungsfaktors nicht zu überschreiten bzw. zu unterschreiten. Um den mittleren Leistungsfaktor einzuhalten, werden der Lichtbo­ genofenspeisung oft Kompensationseinrichtungen, wie sie z. B. die DE 43 27 894 A1 oder der Artikel "Robuste Filter in der Energieversorgung" P. A. Forsyth, G. Krause, T. Peter, etz Band 114, 1993, Heft 22, S. 1382-1385, offenbaren, parallelge­ schaltet. Diese übernehmen, wie z. B. der Artikel "Robuste Filter in der Energieversorgung" P. A. Forsyth, G. Krause, T. Peter, etz Band 114, 1993, Heft 22, S. 1382-1385, lehrt, auch eine Filterung, um das speisende Netz von unerwünschten harmonischen Strömen des Stromrichters bzw. des Gleichstrom­ lichtbogenofens freizuhalten bzw. diese auf einen vorgege­ benen Wert zu begrenzen. Diese Kompensationsanlagen werden bekanntermaßen als Kondensatorbänke oder als Filterkreise ausgeführt. In Betriebspausen des Lichtbogenofens ist der Stromrichter ebenfalls nicht in Betrieb und damit liegt die Kompensationsanlage allein am Speisenetz und erhöht dort die Speisespannung möglicherweise über zulässige Grenzen hinaus. Mains-operated converters are used in high current versions Feeding DC arc furnaces, e.g. B. in steel industry, used. The control of the converter causes in addition to the desired setting of the performance of the equal Electric arc furnace one from the control angle of the converter dependent reactive power consumption, the mean value of which is certain Limits must not exceed, mostly by energy utilities predetermined value of the power factor not to exceed or fall below. To the The light bo Genofenspeisung often compensation devices such as z. B. DE 43 27 894 A1 or the article "Robust filter in the Energy supply "P. A. Forsyth, G. Krause, T. Peter, etz volume 114, 1993, Issue 22, pp. 1382-1385, disclose, parallelge switches. These take over, such as. B. the article "Robust Filters in energy supply "P. A. Forsyth, G. Krause, T. Peter, etz Volume 114, 1993, Issue 22, pp. 1382-1385, teaches also filtering to avoid the feeding network of unwanted harmonic currents of the converter or the direct current keep the arc furnace clear or on a predetermined one limit this value. These compensation systems are known as capacitor banks or as filter circuits executed. The arc furnace is inoperative The converter is also not in operation and therefore the Compensation system on the dining network alone and increases the Supply voltage may go beyond permissible limits.  

Aus der DE 43 27 894 A1 ist bekannt, daß Überkompensation z. B. mit sogenannten dynamischen Kompensationsanlagen vermieden werden kann. Dabei ist zur Kompensation der Blindleistung des Lichtbogenofens ein dreiphasiger Blindleistungskompensator vorgesehen, der Blindleistung in Abhängigkeit der vom Licht­ bogenofen erzeugten Blindleistung in das den Lichtbogenofen speisenden Energieversorgungsnetz abgibt. Solche Anlagen sind jedoch teuer und haben einen hohen Platzbedarf.From DE 43 27 894 A1 it is known that overcompensation z. B. avoided with so-called dynamic compensation systems can be. It is to compensate for the reactive power of the Arc furnace a three-phase reactive power compensator provided the reactive power depending on the light arc furnace generated reactive power in the arc furnace supplying power supply network. Such attachments are however expensive and take up a lot of space.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfache Ein­ richtung zur Vermeidung von Überkompensation, d. h. zur Kom­ pensation der von einer Blindleistungskompensationseinrich­ tung erzeugten Blindleistung bei Betriebspausen des Lichtbo­ genofens, anzugeben.The object of the invention is to be as simple as possible direction to avoid overcompensation, d. H. to com compensation of a reactive power compensation device  tion generated reactive power during breaks in operation of the Lichtbo genofens to indicate.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zur Gleichstromversorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Gleichrichter und mit einer Blindleistungskompensa­ tionseinrichtung zur Kompensation der durch den Gleichrichter erzeugten Blindleistung gelöst, wobei die Einrichtung zur Gleichstromversorgung gleichstromseitig zumindest einen Gleichstromparallelzweig mit zumindest einem Schaltelement aufweist, das bei Betrieb des Gleichstromlichtbogenofens geöffnet ist und das bei Unterbrechung des durch den Gleich­ stromlichtbogenofen fließenden Gleichstroms schließbar ist, so daß zumindest ein Teil der in der Blindleistungskompensa­ tionseinrichtung erzeugten Blindleistung durch den durch den Gleichrichter fließenden Strom kompensiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, auf dynamische Kompensationsanlagen zur Verringerung der von Blindleistungskompensationsanlagen in Betriebspausen eines Gleichstromlichtbogenofens erzeugten Blindleistung zu verzichten.The object is achieved by a device for DC power supply for a DC arc furnace with a rectifier and with a reactive power compensation tion device for compensation by the rectifier generated reactive power solved, the device for DC power supply at least one on the DC side DC parallel branch with at least one switching element has that during operation of the DC arc furnace is open and this is interrupted by the equal current arc furnace flowing direct current is closable, so that at least part of the in the reactive power compensation tion device generated by the reactive power through the Rectifier flowing current is compensated. To this It is possible to use dynamic compensation systems Reduction of reactive power compensation systems in Generated breaks in a DC arc furnace To waive reactive power.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Einrichtung zur Gleichstromversorgung steuerbare Halbleiter auf, und ist zumindest einen steuerbaren Halbleiter derart steuernd ausgebildet, daß die bei Unterbrechung des durch den Gleichstromlichtbogenofen fließenden Gleichstroms durch die Blindleistungskompensationseinrichtung erzeugte Blindleistung zumindest zum Teil kompensiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die notwendige Blindleistung bei unterbrochenem Gleichstrom durch den Gleichstromlichtbogenofen zu erzeugen. Dies gilt umso mehr, wenn, wie in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die Brückenhälften des Gleichrichters getrennt angesteuert werden, d. h. die Steuerwinkel der Brückenhälften unterschiedlich gewählt wer­ den können. In an advantageous embodiment of the invention, the Device for direct current supply controllable semiconductors on, and is at least one controllable semiconductor controlling trained that when interrupted by the DC arc furnace flowing direct current through the Reactive power compensation device generated reactive power is at least partially compensated. That way it is possible, the necessary reactive power when interrupted Generate direct current through the direct current arc furnace. This applies all the more if, as in a particular advantageous embodiment of the invention, the bridge halves of the rectifier can be controlled separately, d. H. the Head angle of the bridge halves chosen differently that can.  

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Gleichstromparallelzweig eine zusätzliche Indukti­ vität auf. Diese Induktivität kann gegebenenfalls notwendig sein, wenn die Induktivitäten des Gleichrichters nicht aus­ reichen, die notwendige Blindleistung zu erzeugen.In a further advantageous embodiment of the invention the DC parallel branch has an additional inductor vity on. This inductance may be necessary be when the rectifier inductors are not off are sufficient to generate the necessary reactive power.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltelement zum Schließen des Gleichstromparallel­ zweigs als mechanischer Schalter oder als steuerbarer Halbleiter ausgebil­ det. Als steuerbare Halbleiter kommen dabei insbesondere Thyristoren, GTO's oder IGBT's in Frage.In a further advantageous embodiment of the invention is the switching element for closing the DC parallel branched out as a mechanical switch or as a controllable semiconductor det. In particular come as controllable semiconductors Thyristors, GTOs or IGBTs in question.

Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Unteransprü­ chen. Im einzelnen zeigen:Further advantages and inventive details emerge from the following description of exemplary embodiments, based on the drawing and in connection with the dependent claims chen. In detail show:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung Fig. 1 shows the basic structure of the device for DC power supply according to the invention

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung in alter­ nativer Ausgestaltung Fig. 2 shows the basic structure of the device according to the invention for direct current supply in an old native embodiment

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich­ stromversorgung mit einem Seriengleichrichter Fig. 3 shows an inventive device for DC power supply with a series rectifier

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich­ stromversorgung mit einem Parallelgleichrichter Fig. 4 shows an inventive device for DC power supply with a parallel rectifier

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich­ stromversorgung mit einem Parallelgleichrichter in alternativer Ausgestaltung Fig. 5 shows an inventive device for DC power supply with a parallel rectifier in an alternative embodiment

Fig. 6 eine zwölfpulsige wirkende erfindungsgemäße Ein­ richtung zur Gleichstromversorgung Fig. 6 is a twelve-pulse acting device according to the invention for DC power supply

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung für einen Gleichstrom­ lichtbogenofen 11. Diese weist einen Transformator 2 und einen Gleichrichter auf, der über den Transformator 2 mit einem Energieversorgungsnetz 1 verbunden ist. Der Gleichrich­ ter weist je drei Brückenzweige 6 und 7 sowie Drosselspulen 8 auf. Zur Kompensation der vom Gleichrichter erzeugten Blind­ leistung bei Betrieb des Gleichstromlichtbogenofens 11 ist dem Transformator 2 eine Blindleistungskompensations­ einrichtung 3 parallelgeschaltet. Diese weist Filterkreise, bestehend aus Spulen 4 und Kondensatoren 5, auf. In alterna­ tiver Ausgestaltung kann eine Blindleistungskompensationsein­ richtung auch aus reinen Kondensatorbänken bestehen. Der Gleichstromlichtbogenofen 11 ist über einen Gleichstromzweig 13 parallel zum Gleichrichter geschaltet. Der Gleichstrom­ zweig 13 weist zusätzlich zwei Schalter 9 und 10 auf, die zur Herstellung einer sichtbaren Trennstrecke gemäß VDE-Vor­ schriften bei bestimmten Arbeiten am Ofen geöffnet werden müssen. Eine derartige Unterbrechung ist z. B. notwendig, wenn der Gleichstromlichtbogenofen 11 neu mit Schrott beschickt werden muß. Bei den bekannten Einrichtungen zur Gleichstromversorgung kommt es bei Unterbrechung des Gleichstromkreises 13 sowie bei Sperrung der Thyristoren zur Überkompensation, d. h. zur Blindleistungserzeugung durch die Blindleistungskompensationseinrichtungen. Bei der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung wird bei Unterbrechung des Gleichstromzweiges 13 durch Öffnen der Schalter 9 und 10 der Schalter 12 im Gleichstromparallelzweig 15 geschlossen, so daß der Gleichrichter auch bei unterbro­ chenem Gleichstromzweig 13 Blindleistung erzeugt. Die Steuer­ winkel α1 und α2 der gesteuerten Halbleiter in den Brücken­ zweigen 6 und 7 werden dabei derart gewählt, daß die vom Gleichrichter erzeugte Blindleistung die von der Blindlei­ stungskompensationseinrichtung 3 erzeugte Blindleistung kom­ pensiert. Fig. 1 shows the basic structure of the device according to the invention to the DC power supply for a DC arc furnace 11. This has a transformer 2 and a rectifier, which is connected to a power supply network 1 via the transformer 2 . The rectifier ter has three bridge branches 6 and 7 and choke coils 8 . To compensate for the reactive power generated by the rectifier during operation of the DC arc furnace 11 , the transformer 2 has a reactive power compensation device 3 connected in parallel. This has filter circuits consisting of coils 4 and capacitors 5 . In an alternative embodiment, a reactive power compensation device can also consist of pure capacitor banks. The DC arc furnace 11 is connected in parallel to the rectifier via a DC branch 13 . The direct current branch 13 also has two switches 9 and 10 , which must be opened in order to produce a visible isolating path in accordance with VDE regulations for certain work on the furnace. Such an interruption is e.g. B. necessary if the DC arc furnace 11 must be loaded with new scrap. In the known devices for direct current supply, when the direct current circuit 13 is interrupted and the thyristors are blocked, overcompensation occurs, that is to say reactive power generation by the reactive power compensation devices. In the OF INVENTION to the invention means for direct-current supply to the direct current branch 13 is closed by opening the switch 9, and 10 of the switch 12 in co-current parallel branch 15 upon interruption so that the rectifier is also unterbro chenem DC branch generated at 13 reactive power. The control angle α 1 and α 2 of the controlled semiconductors in the bridges branches 6 and 7 are chosen such that the reactive power generated by the rectifier compensates for the reactive power generated by the Blindlei power compensation device 3 .

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung zu der erfindungs­ gemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung aus Fig. 1. Die Ausführung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich gegenüber der Aus­ führung gemäß Fig. 1 durch eine zusätzliche Induktivität 14. Fig. 2 shows an alternative embodiment to the device according to the Invention for DC power supply from Fig. 1. The embodiment according to FIG. 2 differs from the implementation according to FIG. 1 by an additional inductor 14th

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich­ stromversorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Seriengleichrichter. Bezugszeichen 1, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 und 15 entsprechen dabei derselben Zuordnung wie in Fig. 2. Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Transformator und Bezugszeichen 14 eine optionale zusätzliche Induktivität. Bei unterbrochenem Gleichstromzweig 13 wird der Schalter 12 ge­ schlossen und die Steuerwinkel α1 und α2 der gesteuerten Halbleiter der Brückenzweige 21, 22, 23 und 24 derart ge­ wählt, daß mit der durch den Gleichricher erzeugten Blindlei­ stung die Blindleistung der Blindleistungskompensationsein­ richtung 3 zumindest zum Teil kompensiert wird. Fig. 3 shows an inventive device for DC power supply for a DC arc furnace with a series rectifier. Reference numerals 1 , 3 , 4 , 5 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 and 15 correspond to the same assignment as in FIG. 2. Reference numeral 20 denotes a transformer and reference numeral 14 an optional additional inductance. If the DC branch 13 is interrupted, the switch 12 is closed and the control angles α 1 and α 2 of the controlled semiconductors of the bridge branches 21 , 22 , 23 and 24 are selected such that the reactive power of the reactive power compensation device 3 is at least generated by the rectifier generated by the rectifier is partially compensated.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich­ stromversorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Parallelgleichrichter. Bezugszeichen 1, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 20 entsprechen dabei derselben Zuordnung wie in Fig. 3. Bezugszeichen 25 und 26 bezeichnen Drosselspu­ len und Bezugszeichen 27, 28, 29 und 30 Brückenzweige mit gesteuerten Halbleitern, insbesondere Thyristoren, mit den Steuernwinkeln α1 und α2. Der Gleichstromparallelzweig ist dabei nicht parallel zum Gesamtgleichrichter, sondern paral­ lel zur Serienschaltung der Brückenzweige 29 und 30 geschal­ tet. Bei Unterbrechung des Gleichstromzweiges 13, z. B. durch die Schalter 9 und 10, wird der Schalter 12 geschlossen, und die Steuerwinkel α1 und α2 der gesteuerten Halbleiter der Brückenzweige 27, 28, 29 und 30 derart gewählt, daß mit der durch den Gleichrichter erzeugten Blindleistung die Blindlei­ stung der Blindleistungskompensationseinrichtung 3 zumindest zum Teil kompensiert wird. Fig. 4 shows an inventive device for DC power supply for a DC arc furnace with a parallel rectifier. Reference numerals 1 , 3 , 4 , 5 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 and 20 correspond to the same assignment as in FIG. 3. Reference numerals 25 and 26 denote throttle coils and reference numerals 27 , 28 , 29 and 30 Bridge branches with controlled semiconductors, in particular thyristors, with the control angles α 1 and α 2 . The DC parallel branch is not parallel to the overall rectifier, but parallel to the series connection of the bridge branches 29 and 30 switched. When interrupting the DC branch 13 , z. B. by the switches 9 and 10 , the switch 12 is closed, and the control angle α 1 and α 2 of the controlled semiconductors of the bridge branches 27 , 28 , 29 and 30 selected such that the reactive power generated by the rectifier the Blindlei stung the Reactive power compensation device 3 is at least partially compensated.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich­ stromversorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Parallelgleichrichter wie in Fig. 4, jedoch mit einer alter­ nativen Verschaltung des Gleichstromparallelzweiges 15. Im Gegensatz zu der Schaltung aus Fig. 4 ist der Gleichstrom­ parallelzweig 15 dem Gleichrichter parallel geschaltet. FIG. 5 shows a device according to the invention for DC power supply for a DC arc furnace with a parallel rectifier as in FIG. 4, but with an old native connection of the DC parallel branch 15 . In contrast to the circuit from FIG. 4, the direct current in parallel branch 15 is connected in parallel with the rectifier.

Die Induktivität 14 in Fig. 4 und 5 kann ggf. weggelassen werden.The inductance 14 in FIGS. 4 and 5 can optionally be omitted.

Fig. 6 zeigt eine zwölfpulsig wirkende erfindungsgemäße Ein­ richtung zur Gleichstromversorgung. Diese weist in der bei­ spielhaften Ausgestaltung zwei Drehstromtransformatoren 35 und 36 mit je einer Primärwicklung 37 bzw. 40 sowie je zwei Sekundärwicklungen 38 und 39 bzw. 41 und 42 auf. Die Primär­ wicklungen 37 und 40 der Transformatoren 35 und 36 sind an ein Energieversorgungsnetz 34, in diesem Fall ein Mittelspan­ nungsnetz, angeschlossen. In der beispielhaften Ausgestaltung sind die Primärwicklungen 37 und 40 in extended Delta und die Sekundärwicklungen 38, 39, 41 und 42 im Stern verschaltet. Die beiden Dreiwicklertransformatoren 35 und 36 können auch durch vier Zweiwicklertransformatoren ersetzt werden. Die Ausgänge der Sekundärwicklungen 38, 39, 41 und 42 sind je mit einem dreiphasigen Gleichstromzweig 45, 46, 47 und 48 ver­ schaltet. Die Gleichstromzweige 45, 46, 47 und 48 weisen je einen Gleichrichter auf, wie er in Fig. 1 beschrieben ist. Jeder Gleichstromzweig weist je zwei Brückenhälften 55 und 56, 58 und 59, 52 und 53 bzw. 61 und 62 mit Halbleitern (Thyristoren) sowie je eine Drosselspule 51, 54, 57 bzw. 60 auf. Die Gleichstromzweige 45, 46, 47 und 48 sind in einem Gleichstromkreis 64 parallelgeschaltet. Dabei lassen sich je zwei Gleichstromzweige 45 und 46 bzw. 47 und 48 zu sechspul­ sig wirkenden Gleichstromzweigen 43 bzw. 44 zusammenfassen. Fig. 6 shows a twelve-pulse acting device according to the invention for DC power supply. In the exemplary embodiment, this has two three-phase transformers 35 and 36 , each with a primary winding 37 or 40 and two secondary windings 38 and 39 or 41 and 42 . The primary windings 37 and 40 of the transformers 35 and 36 are connected to an energy supply network 34 , in this case a medium-voltage network. In the exemplary embodiment, the primary windings 37 and 40 are connected in an extended delta and the secondary windings 38 , 39 , 41 and 42 are connected in a star. The two three-winding transformers 35 and 36 can also be replaced by four two-winding transformers. The outputs of the secondary windings 38 , 39 , 41 and 42 are each switched to a three-phase DC branch 45 , 46 , 47 and 48 . The DC branches 45 , 46 , 47 and 48 each have a rectifier as described in FIG. 1. Each DC branch has two bridge halves 55 and 56 , 58 and 59 , 52 and 53 or 61 and 62 with semiconductors (thyristors) and a choke coil 51 , 54 , 57 and 60 , respectively. The DC branches 45 , 46 , 47 and 48 are connected in parallel in a DC circuit 64 . In this case, two DC branches 45 and 46 or 47 and 48 can be combined to form six-phase DC branches 43 and 44 .

Die Steuerwinkel des ersten dreipulsigen Gleichstromkreises 46 des ersten sechspulsigen Gleichstromkreises 43 sind α11a und α12a, die Steuerwinkel des zweiten dreipulsigen Gleich­ stromkreises 45 des ersten sechspulsigen Gleichstromkreises 43 sind α12b und α11b, die Steuerwinkel des ersten dreipul­ sigen Gleichstromkreises 47 des zweiten sechspulsigen Gleich­ stromkreises 44 sind α21a und α22a und die Steuerwinkel des zweiten dreipulsigen Gleichstromkreises 48 des zweiten sechs­ pulsigen Gleichstromkreises 44 sind α22b und α21b, α11a und α11b, α12a und α12b, α21a und α21b sowie α22a und α22b sind in der Theorie identisch, werden aber in der Praxis gering­ fügig unterschiedlich eingestellt, um die Teilgleichströme in den Brücken gleich zu halten. Ferner werden die Steuerwinkel derartig eingestellt, daß α11a ungefähr gleich α11b ungefähr gleich α21a ungefähr gleich α21b und α12a ungefähr gleich α12b ungefähr gleich α22a ungefähr gleich α22b ist. Durch diese Einstellung der Steuerwinkel sind die beiden dreipulsi­ gen Gleichstromkreise 45 und 46 bzw. 47 und 48 der sechspul­ sigen Gleichstromkreise 43 bzw. 44 um je 180° phasenverscho­ ben.The control angles of the first three-pulse DC circuit 46 of the first six-pulse DC circuit 43 are α 11a and α 12a , the control angles of the second three-pulse DC circuit 45 of the first six-pulse DC circuit 43 are α 12b and α 11b , the control angles of the first three-pulse DC circuit 47 of the second six-pulse DC circuits 44 are α 21a and α 22a and the control angles of the second three-pulse DC circuit 48 of the second six-pulse DC circuit 44 are α 22b and α 21b , α 11a and α 11b , α 12a and α 12b , α 21a and α 21b and α 22a and α 22b are identical in theory, but are set slightly different in practice in order to keep the partial direct currents in the bridges the same. Furthermore, the control angles are set such that α 11a is approximately equal to α 11b approximately is equal to α 21a is approximately equal to α 21b and α 12a is approximately equal to α 12b approximately is equal to α 22a is approximately equal to α 22b . With this setting of the control angle, the two three-phase DC circuits 45 and 46 or 47 and 48 of the six-phase DC circuits 43 and 44 are phase-shifted by 180 °.

Die Primärwicklungen 37 und 40 der Transformatoren 35 und 36 sind gegeneinander um 30° phasenverschoben, was zu einer Pha­ senverschiebung von 30° der sechspulsigen Gleichstromzweige 43 und 44 führt. Durch diese 30° Phasenverschiebung der sech­ spulsigen Gleichstromkreise 43 bzw. 44 ergibt ihre Parallel­ schaltung einen zwölfpulsigen Gleichstromkreis 64. Durch diese Ausführungsform werden nicht nur die 2. und 4. - wie bei einem sechspulsigen Gleichrichter -, sondern auch die 5. und 7. Harmonische der Versorgungsspannung des Energieversor­ gungsnetzes 34 unterdrückt, so daß diese Ausführungsform für besonders hohe Leistungen geeignet ist. Ein weiterer Vorteil der zwölfpulsigen Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung ist, daß sie bei Ausfall eines Transformators bei verminderter Leistungsfähigkeit als sechs­ pulsige Einrichtung zur Gleichstromversorgung betrieben werden kann. Auf diese Weise kann der Betrieb auch bei Ausfall eines Transformators 37 oder 40 aufrechterhalten werden, was zu einer deutlichen Erhöhung der Verfügbarkeit der Einrichtung zur Gleichstromversorgung insgesamt führt. Die zwölfpulsige Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstrom­ versorgung ist also eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zum Betrieb eines Lichtbogenofens 63, insbesondere für große Leistungen.The primary windings 37 and 40 of the transformers 35 and 36 are mutually phase shifted by 30 °, which leads to a phase shift of 30 ° of the six-pulse DC branches 43 and 44 . By this 30 ° phase shift of the six-pulse DC circuits 43 and 44 , their parallel connection results in a twelve-pulse DC circuit 64 . This embodiment not only suppresses the 2nd and 4th - as in a six-pulse rectifier - but also the 5th and 7th harmonics of the supply voltage of the power supply network 34 , so that this embodiment is suitable for particularly high powers. Another advantage of the twelve-pulse variant of the device for direct current supply according to the invention is that if a transformer fails, it can be operated as a six-pulse device for direct current supply with reduced performance. In this way, the operation can be maintained even if a transformer 37 or 40 fails, which leads to a significant increase in the availability of the device for direct current supply as a whole. The twelve-pulse variant of the device for direct current supply according to the invention is therefore a particularly advantageous embodiment for operating an arc furnace 63 , in particular for large outputs.

Die Einrichtung zur Gleichstromversorgung weist ferner einen Gleichstromparallelzweig 15 mit einem Schaltelement und einer optionalen Induktivität 14 auf. Zur Kompensation der vom Gleichrichter ereugten Blindleistung ist eine Blindlei­ stungskompensationseinrichtung 3 den Transformatoren 35 und 36 parallelgeschaltet. Die Blindleistungskompensationsein­ richtung 3 weist Induktivitäten 4 und Kondensatoren 5 auf. In alternativer Ausgestaltung besteht die Blindleistungskompen­ sationseinrichtung aus Kondensatorbänken. Wird der Gleich­ stromzweig 64 durch öffnen der Schalter 9 und 10 unterbro­ chen, so wird der Schalter 12 geschlossen. In diesem Fall werden die Steuerwinkel α11a, α12a, α11b, α12b, α21a, α22a, α21b, α22b der gesteuerten Halbleiter der Brückenzweige 52, 53, 55, 56, 58, 59, 61, 62 derart gesteuert, daß mit der im Gleich­ richter erzeugten Blindleistung die Blindleistung der Blind­ leistungskompensationseinrichtung 3 kompensiert wird.The device for direct current supply also has a direct current parallel branch 15 with a switching element and an optional inductor 14 . To compensate for the reactive power generated by the rectifier, a reactive power compensation device 3 is connected in parallel with the transformers 35 and 36 . The reactive power compensation device 3 has inductors 4 and capacitors 5 . In an alternative embodiment, the reactive power compensation device consists of capacitor banks. If the DC branch 64 is interrupted by opening the switches 9 and 10 , the switch 12 is closed. In this case, the control angles α 11a , α 12a , α 11b , α 12b , α 21a , α 22a , α 21b , α 22b of the controlled semiconductors of the bridge branches 52 , 53 , 55 , 56 , 58 , 59 , 61 , 62 become such controlled that the reactive power of the reactive power compensation device 3 is compensated with the reactive power generated in the rectifier.

Claims (8)

1. Einrichtung zur Gleichstromversorgung für einen Gleich­ stromlichtbogenofen (11) mit einem Gleichrichter und mit ei­ ner Blindleistungskompensationseinrichtung (3) zur Kompen­ sation der durch den Gleichrichter erzeugten Blindleistung, wobei die Einrichtung zur Gleichstromversorgung gleichstrom­ seitig zumindest einen Gleichstromparallelzweig (15) mit zu­ mindest einem Schaltelement (12) aufweist, das bei Betrieb des Gleichstromlichtbogenofens (11) geöffnet ist und das bei Unterbrechung des durch den Gleichstromlichtbogenofen (11) fließenden Gleichstroms schließbar ist, so daß zumindest ein Teil der in der Blindleistungskompensationseinrichtung (3) erzeugten Blindleistung durch den durch den Gleichrichter fließenden Strom kompensiert wird.1.Device for direct current supply for a direct current arc furnace ( 11 ) with a rectifier and with a reactive power compensation device ( 3 ) for compensating the reactive power generated by the rectifier, the device for direct current supply at least one direct current parallel branch ( 15 ) with at least one switching element (12), which is open during operation of the DC arc furnace (11) and can be closed upon interruption of the current flowing through the DC arc furnace (11) direct current so that at least part of the reactive power generated in the power factor correction device (3) the through by Rectifier flowing current is compensated. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalterelement (12) zumindest ein steuerbarer Halb­ leiter derart steuernd ausgebildet ist, daß die bei Unterbre­ chung des durch den Gleichstromlichtbogenofen (11) fließenden Gleichstroms durch die Blindleistungskompensationseinrichtung (3) erzeugte Blindleistung zumindest zum Teil kompensiert wird.2. Device according to claim 1, characterized in that as a switch element ( 12 ) at least one controllable semiconductor is designed in such a way that the direct current generated by the reactive power compensation device ( 3 ) at interruption of the direct current through the direct current arc furnace ( 11 ) generated reactive power at least for Part is compensated. 3. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromparallelzweig (15) zumindest eine Induk­ tivität, insbesondere eine Spule (14), aufweist.3. Device for direct current supply according to claim 1 or 2, characterized in that the direct current parallel branch ( 15 ) at least one inductivity, in particular a coil ( 14 ). 4. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (12) als mechanischer Schalter ausge­ bildet ist.4. Device for DC power supply according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the switching element ( 12 ) is formed out as a mechanical switch. 5. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (12) als Thyristor, als GTO, d. h. als Gate-Turn-Off-Thyristor, oder als IGBT, d. h. als Insulated- Gate-Bipolar-Transistor, ausgebildet ist.5. Device for direct current supply according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the switching element ( 12 ) as a thyristor, as a GTO, ie as a gate turn-off thyristor, or as an IGBT, ie as an insulated gate bipolar Transistor, is formed. 6. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach einem oder meh­ reren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Brückenhälften (6, 7) des Gleichrichters getrennt ansteuernd ausgebildet ist.6. Device for DC power supply according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that it is designed to drive the bridge halves ( 6 , 7 ) of the rectifier separately. 7. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach einem oder meh­ reren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen sechspulsig wirkenden Gleichrichter aufweist, der zwei parallel geschaltete, dreipulsige Gleichstromkreise aufweist.7. Device for DC power supply after one or more reren of claims 1 to 6, characterized, that it has a six-pulse rectifier, of the two three-pulse DC circuits connected in parallel having. 8. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zwölfpulsig wirkenden Gleichrichter aufweist, der zwei parallel geschaltete, sechspulsige Gleichstromkreise (45, 46, 47, 48) aufweist, von denen wiederum je zwei bau­ gleiche dreipulsige, Gleichstromkreise (45, 46, 47, 48) auf­ weisen.8. Device for DC power supply according to claim 7, characterized in that it has a twelve-pulse rectifier which has two parallel, six-pulse DC circuits ( 45 , 46 , 47 , 48 ), each of which in turn has two identical three-phase DC circuits ( 45 , 46 , 47 , 48 ) have.
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