DE2438742C3 - Anordnung zur Stromversorgung einer Gruppe von Hochstromwiderstandsöfen durch mehrere Transformatoren - Google Patents
Anordnung zur Stromversorgung einer Gruppe von Hochstromwiderstandsöfen durch mehrere TransformatorenInfo
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/0019—Circuit arrangements
- H05B3/0023—Circuit arrangements for heating by passing the current directly across the material to be heated
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Stromversorgung einer Gruppe von Hochstromwiderstandsöfen
durch mehrere auf den einzelnen Ofen zeitlich nacheinander einzeln und zu mehreren in Parallelschaltung aufschaltbare Transfot matorew.
Hochstromwiderstandsöfeii dienen insbesondere zum
Herstellen von Graphit und Siliciur carbid, wobei das jeweilige Einsatzgut in direktem Stromdurchgang bei
sehr hohen Stromstärken auf Temperaturen von etwa 2500 bis 3000° C erhitzt wird. Je nach Ofengröße sind
für das Aufheizen des Ofens etwa 1 bis 3 Tage erforderlich, während die Abkühlungszeit etwa 4 bis 14
Tage beträgt. Einschließlich Zustellen und Ausräumen des Ofens dauert der gesamte Ofenzyklus etwa 6 bis 19
Tage. Die Aufheizperiode ist unterteilt in eine Anfahrstufe mit verhältnismäßig geringem Leistungsbedarf und eine zweite Stufe mit hoher Leistung, die
sogenannte Endfahrt Da das Stromversorgungsaggregat in der ersten Stufe nur zu einem geringen Teil
ausgenutzt wird, liegt es nahe, außer dem Haupttransformator, der für die Endfahrt ausgelegt ist, einen
Vortransformator zu verwenden, dessen Stromstärke und Leistung den Bedingungen der Anfahrstufe
entsprechen. Sind mehrere Hochstromwiderstandsöfen zu einer Ofengruppe zusammengefaßt, so können der
Haupttransformator für die Endfahrt eines Ofens und der Vortransformator gleichzeitig für das Anfahren des
folgenden Ofens der Gruppe benutzt werden. Enthält die Ofengruppe beispielsweise 8 öfen, so sind die
Stromversorgungsaggregate fast ständig nahezu mit Nennleistung in Benutzung. Diese Betriebsweise wird
im folgenden als Boosterbetrieb bezeichnet.
Wird der Boosterbetrieb mit ortsfest neben der Ofengruppe angeordneten Transformatoren durchgeführt, so sind sowohl für den Haupttransformator als
auch für den Vortransformator eigene Hochstromschienen zum Verbinden der Transformatoren mit den öfen
erforderlich, wodurch ein hoher Aufwand an Hochstromschienen und Hochstromschalter:! entsteht. Bei
Verwendung eines verfahrbaren Haupttransformators mit einem verfahrbaren Vortransformator ist es
andererseits nicht möglich, auch noch an den Enden der in Reihe angeordneten öfen einer Gruppe einen
Boosterbetrieb durchzuführen, da der Vortransformator in seiner Verfahrbarkeit auf dem gemeinsamen Schienengleis durch den Haupttransformator blockiert ist,
wenn dieser auf den letzten Ofen geschaltet ist Ohne zusätzliche aufwendige Maßnahmen, wie z. B. ein
zweites Schienengleis, kann dieser Nachtei' nicht beseitigt werden. Fällt schließlich der Haupttransformator aus, so kommt der Betrieb zum völligen Stillstand.
Nach der deutschen Patentschrift 12 04 760 ist es
schließlich bekannt mehrere Transformatoren gleicher Leistung einer Gruppe von Hochstromwidersiandsöfen
zuzuordnen und auf den einzelnen Ofen zeitlich nacheinander einen einzelnen Transformator und in
Parallelschaltung mehrere Transformatoren aufzuschalten. In einer Anordnung mit 3 Transformatoren speist
ζ. B. der Transformator 1 einen an einem Ende der
Ofenreihe stehenden Hochstromwiderstandsofen und fährt ihn an. Die Transformatoren 2 und 3 sind
gleichzeitig in Parallelschaltung auf den benachbarten Ofen der Gruppe geschaltet und fahren diesen Ofen auf
die gewünschte Endtemperatur. Nach Abschluß der Endfahrt rückt der Transformator 2 parallel zum
Transformator 1. so daß beide den in Endposition stehenden Ofen für die Hoch- und Endfahrt speisen,
während der Transformator 3 zu dem anderen Endofen der Ofenreihe gefahren wird, um diesen anzufahren.
Dieser Boosterbetrieb gestattet eine bessere Kapazitätsnutzung der Ofenanlage und ist zudem gegen
Störungen weniger empfindlich, da bei Ausfall eines Transformators immer noch ein Betrieb mit reduzierter
Kapazität möglich ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Möglichkeit, kleinere Stromversorgungsaggregate auch für Öfen größerer Abmessungen und damit
größerer Anschlußleistungen zu verwenden.
Andererseits erfordert diese einen verbesserten Boosterbetrieb ermöglichende Anordnung einen größeren technischen Aufwand und sie ist zudem unter den
rauhen Betriebsbedingungen, z. B. einer Graphitierungsanlage, verhältnismäßig störanfällig. So erstreckt
sich beispielsweise der zur Aufnahme der verfahrbaren Transformatoren vorgesehene Raum über die gesamte
Länge der Ofenreihe und durch das Verfahren der Transformatoren beim Wechsel auf eine neue Ofeneinheit entsteht unvermeidbar ein die Nutzungsdauer der
Anlage mindernder Zeitverlust. Alle notwendigen Verbindungen zu den Ofeneinheiten müssen zudem vor
jeder Ofenfahrt jedesmal neu durch Leitungen, Schalter und Schläuche hergestellt werden, wodurch der
Verschleiß der Verbindungselemente erhöht wird und Störungen durch unsachgemäß hergestellte Verbindungen nicht auszuschließen sind.
Wird schließlich zur Versorgung der Hochstromwiderstandsöfen Gleichstrom verwendet, wobei jeder
Transformator mit einer Gleichrichteranordnung zu einer verfahrbaren Transformator-Gleichrichter-Einheit zusammengefaßt ist, so zwingt die Verfahrbarkeit
zu Kompromissen hinsichtlich der Auslegung der Einheiten, wodurch insbesondere Wirkungsgrad, Betriebssicherheit und ebenfalls der Investitionsaufwand
ungünstig beeinflußt werden. Durch die Verfahrbarkeit der Einheiten wird darüber hinaus ihre maximale
Leistung beschränkt, wobei die geringere Leistung durch Parallelschaltung von mehr als zwei Einheiten auf
einen Ofen ohne nachteilige Vergrößerung der Ofenabstände nicht ausgeglichen werden kann.
zugrunde, die Anordnung zur Stromversorgung einer Gruppe von Hochstromwiderstandsöfen gemäß der
deutschen Patentschrift 12 04 760 we'tterzuentwickeln
und die Vorteile des Boosterbetriebs zu realisieren, insbesondere durch die Verkleinerung von Tot- und
Ausfallzeiten und durch die Verbesserung von Wirkungsgrad und Betriebssicherheit.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Ofengnippe in zwei Untergruppen mit jeweils einem
Transformator unterteilt ist und ein dritter Transformator wahlweise zu der einen und der anderen
Untergruppe parallel geschaltet werden kann, wobei die Transformatoren zwischen den Untergruppen aufgestellt
sind. Die Transformatoren können mit Gleichrichtern kombiniert sein und nach einer bevorzugten
Ausführung sind bei Verwendung von Transformator-Gleichrichter-Einheiten die Hochstromschienen zwischen
den Einheiten und den Hochstromtrennern für die Hälfte des maximalen Ofenstroms bemessen.
Die erfindungsgemäße Anordnung erfordert gegenüber dem bekannten Boosterbetrieb mit ortsfesten
Transformatoren nur ein sowohl für die Anfahrt als auch für die Endfahrt dienendes Hochstromschienensystem
und benötigt entsprechend weniger Hochstromschienen und Hochstromschaltgeräte. Die ortsfeste Aufstellung
von Transformatoren oder Transformator-Gleichrichter-Einheiten ermöglicht gegenüber dem Boosterbetrieb
mit verfahrbaren Transformatoren oder Transformator-Gleichrichter-Einheiten eine optimale Auslegung
der Geräte hinsichtlich Wirkungsgrad und Betriebssicherheit. Schließlich entfallen das für verfahrbare
Transformatoren erforderliche Hochspannungsschienensystem sowie die Transformatorenhalle, die sich
über die ganze Länge der Ofenreihe erstreckt. Der Aufwand für Hochstromschienen kann schließlich bei
Verwendung von Transformator-Gleichrichter-Einheilen vermindert werden, da die Schienen nur für den
halben maximalen Ofenstrom zu bemessen sind. Die effektive Nutzungsdauer der Anlage wird schließlich
durch Wegfall der durch das Verfahren und Anschließen der Transformatoren gegebenen Ausfallzeiten sowie die
geringe Störanfälligkeit infolge der geringen Zahl ständig lösbarer Verbindungselemente erhöht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen beispielhaft erläutert. E? zeigt
Fig. 1 ein Schema einer Anordnung für Boosterbetrieb
mit stationären Transformatoren,
F i g. 2 eine Anordnung mit verfahrbaren Transformatoren,
Fig.3 ein Schema einer erfindungsgemäßen Anordnung
mit Wechselstromspeisung,
Fig.4 ein Ausführungsbeispiel mit Gleichstromspeisung.
In F i g. 1 ist eins Anordnung zur Stromversorgung einer Gruppe von acht Hochstromwiderstandsöfen Cl
bis 08 durch einen Haupttransformator HT und einen Vortransformator VTdargestellt, die ortsfest neben der
Ofenreihe angeordnet und mit den Hochstromschienen HSi bzw. HS2 verbunden sind. Die Hochspannungsseite
der Anordnung ist wie auch in den folgenden Zeichnungen nicht dargestellt.
Der Haupttransformator HT speist über die Hoch
stromschiene HS beispielsweise den Ofen 01 und fährt
den Ofen auf die gewünschte Endtemperatur, während gleichzeitig der Vortransfofmator VT über die Stromschienen
HS2 auf den Ofen 02 geschaltet ist und diesen
anfährt. Nach Abschluß der Endfahrt werden der Transformator HTauf den Ofen 02 und der Transformator
VTauf den Ofen 03 geschaltet und das Spiel beginnt von neuem.
In F i g. 2 ist eine Anordnung für einen Boosterbetrieb
mit drei auf dem Schienengleis Sg verfahrbaren Transformatoren dargestellt. Der Transformator 77? 1
speist beispielsweise den Ofen 01 und fährt ihn an. Die parallelgeschalteten Transformatoren 77? 2 und TR 3
sind auf den Ofen 02 geschaltet und erhitzen den Ofen auf die gewünschte Endtemperatur. Nach dem Erreichen
der Endtemperatur wird der Transformator TR 2 zum Ofen 01 und der Transformator TR 3 zum Ofen OX
am anderen Ende verfahren und nach Anschließen der Transformatoren beginnt für den Ofen 01 die Endfahrt
und für den Ofen OX die Anfahrt.
Die in Fig.3 dargestellte Anordiiurj enthält eine
Gruppe von 12 Hochstromwiderstandsöfen 01 bis 012, die in zwei Untergruppen zu je 6 öfen unterteilt sind.
Der Transformator TR 1 ist der Untergruppe 01 bis 06 und der Transformator TR 2 der zweiten Untergruppe
07 bis 012 fest zugeordnet. Der Transformator TR 3 ist wahlweise zeitlich nacheinander sowohl der ersten als
auch der zweiten Untergruppe zuschaltbar, wodurch bei gleicher Leistung der verwendeten Transformatoren
sich die an dem Ofen verfügbare Leistung jeweils verdoppelt und für das Anfahren und die Endfahrt eine
ausreichende Leistung bereitsteht.
Der Transformator 77? 1 speist beispielsweise über einen Hochstromlrenner den Ofen 01 der ersten
Untergruppe und fährt ihn an. Während der gleichen Zeit wird der Ofen 07 der zweiten Untergruppe von den
beiden parallelgeschalteten Transformatoren TR 2 und TR 3 auf die gewünschte Endtemperatur hochgefahren.
Nach Abschluß der Endfahrt wird der Transformator 77? 3 auf den Ofen 01 aufgeschaltet und dieser Ofen auf
die Endtemperatur hochgefahren. Der Transformator TR 2 wird zur gleichen Zeit auf den Ofen 08 geschaltet,
dessen Anfahrperiode damit beginnt. Jeweils ein Ofen der Untergruppen wird aufgeheizt, wobei wechselweise
ein Ofen von einem Transformator und der zweite Ofen von zwei Transformatoren gespeist wird.
In Fig.4 sind ebenfalls zwei Untergruppen von
jeweils6in Reihe angeordneten Hochstromwiderstandsöfen
dargestellt. Die Transformator-Gleichrichter-Einheiten TG 1 und TG 2 sind den Untergruppen 01 bis 06
bzw. 07 bis 012 fest zugeordnet. Die Einheit TC 3 ist wahlweise zeitlich nacheinander den beiden Untergruppen
L jfcchaltbar. Der Betrieb der Anordnung erfolgt in
der in F i g. 3 beschriebenen Weise. Die Hochstromschienen zwischen den Transformator-Glcichrichter-Einheiten
und den Hochstromtrennern sind jeweils auf den halben maximalen Ofenstrom ausgelegt. Zeichnerisch
nicht dargestellt sind Verbindungsschienen zwischen den Untergruppen, die bei Ausfall eines
Transformators bzw. Gleichrichters die Aufrechterhaltung des Betriebs ermöglichen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:t. Anordnung zur Stromversorgung einer Gruppe von Hochstromwiderstandsöfen durch mehrere auf den einzelnen Ofen zeitlich nacheinander einzeln ■ und zu mehreren in Parallelschaltung aufschaltbare Transformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofengruppe in zwei Untergruppen mit jeweils einem Transformator unterteilt ist und ein dritter Transformator wahlweise zu der einen und ι·· der anderen Untergruppe parallel geschaltet werden kann, wobei die Transformatoren zwischen den Untergruppen aufgestellt sind.2 Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Transformator mit einem ■ Gleichrichter zu einer Transformator-Gleichrichter-Einheit zusammengefaßt ist3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromschienen zwischen den Tvansformatoren-Gleichrichter-Einheiten *< und den an den öfen angeordneten Hochstromtrennern für die Hälfte des maximalen Ofenstroms bemessen sind.
Priority Applications (4)
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ID=5923050
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SIGRI GMBH, 8901 MEITINGEN, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |