DE703224C

DE703224C - Method for starting high voltage direct current arcs

Info

Publication number: DE703224C
Application number: DE1938I0060469
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Baumann; Dipl-Ing Dr Ludwig Heer; Dr Heinrich Meyer-Delius
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1938-02-08
Filing date: 1938-02-09
Publication date: 1941-03-04

Description

Verfahren zum Zünden von Gleichstrom-Hochspannungslichtbögen Den verschiedenen Verfahren zum Zünden von Gleichstrom-Hochspannungslichtbögen, wie sie zur Ausführung chemischer Reaktionen, insbesondere zur- Gewinnung - ungesättigter Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Acetylen aus Kohlenwasserstoffen, verwendet werden, haften einige Mängel an, die es erschweren, wenn nicht gar unmöglich machen, einen oder mehrere aus einem Netz gespeiste Lichtbögen in Betrieb zu nehmen, ohne daß Spannungsschwankungen im speisenden Netz auftreten.Method of igniting high voltage direct current arcs The various Process for igniting high voltage direct current arcs such as those used for execution chemical reactions, especially for the extraction of unsaturated hydrocarbons, such as B. Acetylene from hydrocarbons are used, there are some deficiencies that make it difficult, if not impossible, to get one or more out of one To put mains-fed arcs into operation without voltage fluctuations in the feeding network occur.

Man zündet solche Lichtbögen bisher so, daß man an die Elektroden des Reaktionsofens die Leerlaufspannung legt und den Lichtbogen durch einen kurzzeitigen Kurzschluß einleitet. Diese Art der Zündung hat den Nachteil, daß ein großer Stromstoß auftritt, der eine Spannungsabsenkung in dem speisenden Netz hervorruft, so daß parallel brennende Lichtbögen unter Umständen erlöschen. Bei den kurzen Zeiten, in denen sich der ganze Vorgang abspielt, hat der Schnellregler des speisenden Generators keine Möglichkeit, *der Spannungsabsenkung nachzukommen und die Netzspannung zu halten.Such arcs have hitherto been ignited in such a way that the open circuit voltage is applied to the electrodes of the reaction furnace and the arc is initiated by a brief short circuit. This type of ignition has the disadvantage that a large current surge occurs, which causes a voltage drop in the supply network, so that arcs burning in parallel may be extinguished. In the short time in which the whole process takes place, the fast regulator of the supply generator has no way to * meet the voltage drop and keep the mains voltage.

Beim Einschalten von großen Lasten, die im allgemeinen nicht so labile Verhältnisse hinsichtlich ihres Gleichgewichtszustandes aufweisen wie Lichtbögen, ging man bis jetzt so vor, daß man vor dem Einschalten dieser Lasten die Netzspannung erhöhte. Dieses bis jetzt angewandte Verfahren ist umständlich und zeitraubend.When switching on large loads, which are generally not so unstable Have conditions with regard to their state of equilibrium such as arcs, So far, the procedure has been to switch off the mains voltage before switching on these loads increased. This method used up to now is cumbersome and time consuming.

Beim unmittelbaren Zuschalten von Lichtbögen großer Leistung auf ein Netz, das mehrere parallel brennende Lichtbögen speist, wie das z. B. bei kleiner Leistung (Bogenlampen) möglich ist, treten so große Spannungsabsenkungen im speisenden Netz auf, daß die Stabilität brennender Lichtbögen gefährdet wird.When an arc of high power is switched on immediately Network that feeds multiple arcs burning in parallel, such as the z. B. at smaller Power (arc lamps) is possible, so large voltage drops occur in the feeding Network on that the stability of burning arcs is endangered.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem die geschilderten, beim Zünden auftretenden Schwierigkeiten nicht auftreten. Danach wird bei Lichtbögen, die von Gleichrichtern mit Gittersteuerung oder mit Innenzünder gespeist werden, eine Spannungsabsenkung im speisenden Netz dadurch vermieden, daß der zündende Lichtbogenofen in spannungslosem kurzgeschlossenem Zustand eingeschaltet wird, worauf der Kur schlußstrom mittels der Steuerung des Gleich richters von kleinen Werten auf eine zum Zünden ausreichende Stärke erhöht wird, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die unterhalb der Regelgeschwindigkeit des die Spannung des Generators beeinflussenden Schnellreglers liegt, worauf durch Öffnen des Kurzschlusses der Lichtbogen gezündet wird.The present invention relates to a method in which the described, difficulties encountered during ignition do not occur. After that, in the case of arcs, that of rectifiers with grid control or with Internal igniter are fed, a voltage drop in the feeding network is avoided in that the igniting arc furnace is switched on in a voltage-free, short-circuited state is, whereupon the course circuit current by means of the control of the rectifier of small Values is increased to a strength sufficient to ignite at a rate that those below the regulating speed of the influencing the voltage of the generator Rapid regulator is located, whereupon the arc is ignited by opening the short circuit will.

Abb.3 zeigt ein Beispiel einer zur Ausführung des Verfahrens verwendeten Schaltung. Der Gleichrichter d. wird vom Netz i über Stromwandler 2 und Transformator 3 gespeist. Den Gittern des Gleichrichters q. wird über Vorwiderstände 9 und Ventile 8 über einen ebenfalls am Netz i angeschlossenen Gittersteuertransformator 6 eine durch die Drosseln 7 verzerrte Wechselspannung aufgedrückt. Dieser Gitterwechselspannung wird eine am Widerstand i i liegende Regelgleichspannung EI(" die vom Primärnetz i über die Stromwandler 2 und Gleichrichterventile i o gewonnen wird, überlagert. Weiter wird der Gitterwechselspannung am Widerstand 12 eine kon-"tante positive Gleichspannung E, überlagert. Dle in die Gitterzuleitungen eingeschalteten Droseln7 nehmen stets eine gleiche Spannungsfläche aus der Gitterwechselspannung weg, so daß die Verschiebung des Zündimpulses nur bedingt ist durch die Differenz der Spannungen E"-E,str. Das Hochregulieren des Kurzschlußstromes beim Zünden des Lichtbogenofens 13 erfolgt durch den Drehregler 5, der die Phase der Gitterwechselspannung und damit die Gleichspannung ändert.Figure 3 shows an example of a circuit used to carry out the method. The rectifier d. is fed from network i via current transformer 2 and transformer 3. The rectifier grid q. an alternating voltage distorted by the chokes 7 is applied via series resistors 9 and valves 8 via a grid control transformer 6 also connected to the network i. This grid AC voltage is superimposed on a control DC voltage EI (" which is obtained from the primary network i via the current transformer 2 and rectifier valves io switched Droseln7 always take a same voltage area of the grid AC voltage path, so that the displacement of the ignition pulse is only due to the difference in the voltages e "-E, str. the upregulation of the short-circuit current during the ignition of the arc furnace 13 is performed by the dial 5, the Phase of the alternating grid voltage and thus the direct voltage changes.

Die Kurzschlußeinrichtung, die bei Erreichung des Nennstromes geöffnet wird, wird zweckmäßig innerhalb des Lichtbogenofens selbst angeordnet.The short-circuit device, which opens when the rated current is reached is expediently arranged within the arc furnace itself.

Das Öffnen und Schließen des Kurzschlusses kann durch ein Stromrelais, zweckmäßig in Abhängigkeit vom Lichtbogenstrom, selbsttätig erfolgen. Ebenso kann man die Verringer ung der Gleichrichter spannung vor dem Schließen des Kurzschlusses selbsttätig vornehmen.The short circuit can be opened and closed by a current relay, expediently depending on the arc current, take place automatically. Likewise can reduce the rectifier voltage before closing the short circuit do it automatically.

Durch dieses Zündverfahren gelingt es, den Belastungsstrom allmählich auf Vollaststärke zu erhöhen, so daß stärkere Beanspruchungen des Gleichrichters durch Belastungsstöße vermieden werden und die Spannungsregelung des Netzes gleichzeitig mit folgt und damit Spannungsschwankungen in diesem vermieden werden. Parallel brennende Lichtböen können daher mit dem maximal möglichen, durch die Stabilität des Lichtbogens bei konstanter Spannung bedingten Leistungsfaktor dauernd betrieben werden, ohne daß bei Intktriebhahme weiterer Lichtbögen der Betrieb der Bereits brennenden beeinflußt wird oder durch besondere Hilfsmittel der Einfluß der Spannungsschwankungen aufgehoben werden muß. Beim Zünden des Lichtbogens nach dem vorliegenden Verfahren verschiebt sich das Verhältnis der Belastung sehr rasch von Blindnach Wirklast, so daß beim Zünden sogar eine für den Betrieb nur günstige Spannungserhöhung auftritt. Der Regler des Generators hat jetzt die Aufgabe, die geringfügige Spannungserhöhung, die beim Zünden des Lichtbogens auftritt, auf die Nennspannung zurückzuführen.This ignition process succeeds in gradually reducing the load current to be increased to full load, so that greater stresses on the rectifier can be avoided by load surges and the voltage regulation of the network at the same time with follows and thus voltage fluctuations in this are avoided. Burning in parallel Electric gusts can therefore with the maximum possible, due to the stability of the electric arc operated continuously at constant voltage-related power factor without that if further arcs are started, the operation of the one that is already burning will be affected the influence of the voltage fluctuations is eliminated or by special aids must become. When igniting the arc according to the present method shifts the ratio of the load changes very quickly from blind to active load, so that at Ignition even a voltage increase that is only favorable for operation occurs. The regulator of the generator now has the task of reducing the slight voltage increase that occurs during Ignition of the arc occurs, due to the nominal voltage.

Außerdem können alle überstromschutzapparate nur wenig höher als der Nennstrom eingestellt werden, so daß die Anlage gegen Überstrom gut geschützt wird.In addition, all overcurrent protection devices can only be slightly higher than the Nominal current can be set so that the system is well protected against overcurrent.

Die beiden Kurvenbilder zeigen den Verlauf der Netzspannung, und zwar Abb. i das Zünden des Lichtbogens durch kurzzeitigen Kurzschluß aus voller Leerlaufspannung und Abb. 2 das Zünden des Lichtbogens nach dem vorliegenden Verfahren.The two graphs show the course of the line voltage, namely Fig. I the ignition of the arc by brief short circuit from full open circuit voltage and Fig. 2 the ignition of the arc according to the present method.

Claims

PATE NTANSPRC.CHC: i. Process for igniting high-voltage direct current arcs, how they are used to carry out chemical reactions, especially for processing Hydrocarbons, are used, the arcs of rectifiers using Grid control or fed with internal ignition, characterized in that a voltage drop in the supply network is avoided by the fact that the Arc furnace is switched on in a voltage-free, short-circuited state, whereupon the short-circuit current by means of the control of the rectifier of small values is increased to sufficient strength to ignite at a rate such as those below the regulating speed of the influencing the voltage of the generator The high-speed regulator is located, whereupon the arc is ignited by opening the short circuit will.

2. Device for performing the method according to claim i, characterized by a preferably controlled depending on the size of the working current, the short-circuit automatically opening and closing switch.