JPH1075533A - 交流電流網の安定化方法および無効電力補償装置 - Google Patents
交流電流網の安定化方法および無効電力補償装置Info
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- JPH1075533A JPH1075533A JP9156593A JP15659397A JPH1075533A JP H1075533 A JPH1075533 A JP H1075533A JP 9156593 A JP9156593 A JP 9156593A JP 15659397 A JP15659397 A JP 15659397A JP H1075533 A JPH1075533 A JP H1075533A
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- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1892—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks the arrangements being an integral part of the load, e.g. a motor, or of its control circuit
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- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流アーク炉８の作動中発生される不都合な
無効電力変動を特別な補償リアクタンスなしに無効電力
調整器２３を用いて補償する形式の方法において、アー
ク炉の溶解作動を弱い交流電流網１において可能にす
る。 【解決手段】 炉を少なくとも２つのカソード７，７′
によって作動し、各電流調整器１４，１４′が整流器５
に制御接続されるが、第２の電流調整器１４′だけが無
効電力調整器２３に作用接続され、各カソード７は別個
の電極位置調整装置、電極調整器によって距離ｄを制御
されるが、第２の電極調整器１７′だけが無効電力調整
器２３に作用接続され、無効電力調整は一方の電極系統
Ｓ２によってのみ行なわれる。
無効電力変動を特別な補償リアクタンスなしに無効電力
調整器２３を用いて補償する形式の方法において、アー
ク炉の溶解作動を弱い交流電流網１において可能にす
る。 【解決手段】 炉を少なくとも２つのカソード７，７′
によって作動し、各電流調整器１４，１４′が整流器５
に制御接続されるが、第２の電流調整器１４′だけが無
効電力調整器２３に作用接続され、各カソード７は別個
の電極位置調整装置、電極調整器によって距離ｄを制御
されるが、第２の電極調整器１７′だけが無効電力調整
器２３に作用接続され、無効電力調整は一方の電極系統
Ｓ２によってのみ行なわれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念に記載の、可変の無効負荷を有する少なくとも１つの
電気負荷の無効負荷変動に対して電流供給装置または交
流電流網を安定化する方法および請求項３の上位概念に
記載の無効電力補償装置から出発している。
念に記載の、可変の無効負荷を有する少なくとも１つの
電気負荷の無効負荷変動に対して電流供給装置または交
流電流網を安定化する方法および請求項３の上位概念に
記載の無効電力補償装置から出発している。
【０００２】
【従来の技術】請求項１および３の上位概念を以て本発
明は、ヨーロッパ特許出願公開第０７０７３６９号公報
から公知であるような従来技術に基づいている。そこで
は、無効負荷変動に対して交流電流網を安定化する方法
および補償リアクタンスとして常時チョークコイルが使
用され、該チョークコイルを介してアーク炉が整流器に
よって給電される、無効電力補償装置が記載されてい
る。整流器は電流調整器によって調整され、電流調整器
は入力側および／または出力側が無効電力調整器の出力
側に作用接続されている。アーク炉の作動の際に、プロ
セスに規定されて無効電力の著しい変動が生じる。これ
により、給電用交流電流網における２Ｈｚ〜２０Ｈｚの
周波数領域において光学的に知覚可能なフリッカ現象が
惹き起こされる。フリッカ現象の強さは、交流電流網の
短絡電力および接続されている負荷に依存している。
明は、ヨーロッパ特許出願公開第０７０７３６９号公報
から公知であるような従来技術に基づいている。そこで
は、無効負荷変動に対して交流電流網を安定化する方法
および補償リアクタンスとして常時チョークコイルが使
用され、該チョークコイルを介してアーク炉が整流器に
よって給電される、無効電力補償装置が記載されてい
る。整流器は電流調整器によって調整され、電流調整器
は入力側および／または出力側が無効電力調整器の出力
側に作用接続されている。アーク炉の作動の際に、プロ
セスに規定されて無効電力の著しい変動が生じる。これ
により、給電用交流電流網における２Ｈｚ〜２０Ｈｚの
周波数領域において光学的に知覚可能なフリッカ現象が
惹き起こされる。フリッカ現象の強さは、交流電流網の
短絡電力および接続されている負荷に依存している。
【０００３】ヨーロッパ特許出願公開第０６３９８８０
号公報から、無効負荷変動に対して交流電流網を安定化
する方法および無効電力が特別な、サイリスタ制御され
るチョークコイルを介して装置（アーク炉およびフィル
タ）の全体の電流に依存して調整される無効電力補償装
置が公知である。
号公報から、無効負荷変動に対して交流電流網を安定化
する方法および無効電力が特別な、サイリスタ制御され
るチョークコイルを介して装置（アーク炉およびフィル
タ）の全体の電流に依存して調整される無効電力補償装
置が公知である。
【０００４】ヨーロッパ特許出願公開第０４９８２３９
号公報には、直流電流アーク炉の電極調整方法および本
発明の場合のように、電流調整器の出力信号が帯域通過
フィルタを介して電極調整器の入力側にある加算器に供
給される電極調整装置が記載されている。その際電極調
整器目標量信号は、種々異なった作用ファクタに対する
目標電流強度に依存して関数発生器によって前以て定め
ることができる。アーク長は、電圧変化に無関係に、要
求される電流が整流器における前以て決められた出力制
御によって実現されかつ従って常に、申し分ない調整領
域が使用可能であるように調整設定される。無効電力調
整については記載されていない。
号公報には、直流電流アーク炉の電極調整方法および本
発明の場合のように、電流調整器の出力信号が帯域通過
フィルタを介して電極調整器の入力側にある加算器に供
給される電極調整装置が記載されている。その際電極調
整器目標量信号は、種々異なった作用ファクタに対する
目標電流強度に依存して関数発生器によって前以て定め
ることができる。アーク長は、電圧変化に無関係に、要
求される電流が整流器における前以て決められた出力制
御によって実現されかつ従って常に、申し分ない調整領
域が使用可能であるように調整設定される。無効電力調
整については記載されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の、無効負荷変動に対して交流電流網を安
定化させる方法および無効電力補償装置を、電気負荷な
いしアーク炉の作動が弱い交流電流網において可能にな
るように改良することがである。
に述べた形式の、無効負荷変動に対して交流電流網を安
定化させる方法および無効電力補償装置を、電気負荷な
いしアーク炉の作動が弱い交流電流網において可能にな
るように改良することがである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題はそれぞれ、請
求項１および請求項３の特徴部分に記載の構成によって
解決される。
求項１および請求項３の特徴部分に記載の構成によって
解決される。
【０００７】本発明の有利な実施例はその他の請求項に
記載されている。
記載されている。
【０００８】本発明の利点は、無効電力変動の大きさが
低減されるという点にある。
低減されるという点にある。
【０００９】複数のアーク炉が同じ中圧母線において作
動されるとき、結果的に生じるフリッカ現象は接続され
る電力との関連において個別装置の同じ電力の場合に比
べて小さくなることが認められている。この効果は、個
別の給電系統（Versorgungsstrang）が常に同時に作動
している、複数の電極を有する直流アーク炉に有利に利
用される。少なくとも１つの電極系統は従来のように、
例えば動作点の保持によって調整され、一方少なくとも
１つの別の電極系統は迅速な無効電力調整のために使用
される。上位の調整回路が、溶融体の溶解のために動作
点を保持するようにする。その際このために使用可能な
電極および所属のスタチックコンバータの役目はいつで
も交換することができる。
動されるとき、結果的に生じるフリッカ現象は接続され
る電力との関連において個別装置の同じ電力の場合に比
べて小さくなることが認められている。この効果は、個
別の給電系統（Versorgungsstrang）が常に同時に作動
している、複数の電極を有する直流アーク炉に有利に利
用される。少なくとも１つの電極系統は従来のように、
例えば動作点の保持によって調整され、一方少なくとも
１つの別の電極系統は迅速な無効電力調整のために使用
される。上位の調整回路が、溶融体の溶解のために動作
点を保持するようにする。その際このために使用可能な
電極および所属のスタチックコンバータの役目はいつで
も交換することができる。
【００１０】
【実施例】次に本発明を図示の実施例に付き図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１１】各図において同じ部分には同じ参照符号が
付されている。簡単にするために、物理量およびそれに
属する信号には同じ参照符号が付されている。
付されている。簡単にするために、物理量およびそれに
属する信号には同じ参照符号が付されている。
【００１２】図１には、実質的に同じに構成されている
２つの回路ユニットないし電極系統Ｓ１，Ｓ２が図示さ
れている。これらは、直流アーク炉８の２つの電極ない
しカソード７，７′に配属されているものである。２つ
の電極系統Ｓ１，Ｓ２の物理量はインデックスによって
区別されており、構成要素は電極系統Ｓ１の場合のアポ
ストロフのない参照番号ないし電極系統Ｓ２の場合のア
ポストロフのある参照番号によって区別されている。繰
り返しを避けるために、以下に実質的に電極系統Ｓ１に
ついてのみ説明する。
２つの回路ユニットないし電極系統Ｓ１，Ｓ２が図示さ
れている。これらは、直流アーク炉８の２つの電極ない
しカソード７，７′に配属されているものである。２つ
の電極系統Ｓ１，Ｓ２の物理量はインデックスによって
区別されており、構成要素は電極系統Ｓ１の場合のアポ
ストロフのない参照番号ないし電極系統Ｓ２の場合のア
ポストロフのある参照番号によって区別されている。繰
り返しを避けるために、以下に実質的に電極系統Ｓ１に
ついてのみ説明する。
【００１３】複数のスイッチング段を有する炉変圧器２
は、一方において２２ｋＶの交流電圧を有する３相交流
電流網１に接続されておりかつ他方においてスタチック
コンバータないし整流器５の交流電圧入力側に接続され
ている。整流器５の直流電圧側はチョークコイル６を介
して直流アーク炉８の第１の溶融電極ないしカソード７
に接続されている。直流アーク炉８の底部領域に配設さ
れている対向電極ないしアノード１２は、図示されてい
ない、整流器５のプラス極に接続されている。カソード
７の下端部と溶融体ないし溶融浴１１の表面との間で、
アーク１０が燃焼する。ｄは、カソード７と溶融浴１１
の表面との間の距離を表している。
は、一方において２２ｋＶの交流電圧を有する３相交流
電流網１に接続されておりかつ他方においてスタチック
コンバータないし整流器５の交流電圧入力側に接続され
ている。整流器５の直流電圧側はチョークコイル６を介
して直流アーク炉８の第１の溶融電極ないしカソード７
に接続されている。直流アーク炉８の底部領域に配設さ
れている対向電極ないしアノード１２は、図示されてい
ない、整流器５のプラス極に接続されている。カソード
７の下端部と溶融体ないし溶融浴１１の表面との間で、
アーク１０が燃焼する。ｄは、カソード７と溶融浴１１
の表面との間の距離を表している。
【００１４】整流器５に至る交流電流供給路中の変流器
３を用いて、電流実際値ｉ１ｉｓｔが検出されかつ加算
増幅器１３の反転入力側に供給される。係数０．５を有
するこの加算機１３の非反転係数入力側に、例えば図示
されていないポテンショメータから前以て決められた電
流目標値信号ｉｓｏｌｌが供給される。加算器１３の出
力側は、比例／積分特性を有する電流調整器１４に接続
されている。電流調整器１４に加算器１３は和信号０．
５・ｉｓｏｌｌ−ｉ１ｉｓｔを供給する。電流調整器１
４は出力側に、点火角度に相応して、整流器調整量信号
αｉｓｔを点火パルス変換器１５に供給する。点火パル
ス変換器は出力側において整流器５を制御する。
３を用いて、電流実際値ｉ１ｉｓｔが検出されかつ加算
増幅器１３の反転入力側に供給される。係数０．５を有
するこの加算機１３の非反転係数入力側に、例えば図示
されていないポテンショメータから前以て決められた電
流目標値信号ｉｓｏｌｌが供給される。加算器１３の出
力側は、比例／積分特性を有する電流調整器１４に接続
されている。電流調整器１４に加算器１３は和信号０．
５・ｉｓｏｌｌ−ｉ１ｉｓｔを供給する。電流調整器１
４は出力側に、点火角度に相応して、整流器調整量信号
αｉｓｔを点火パルス変換器１５に供給する。点火パル
ス変換器は出力側において整流器５を制御する。
【００１５】整流器調整量信号αｉｓｔは、信号整合、
限界値監視および所望しない周波数の除去のための減衰
素子ないし帯域通過フィルタ１６を介して加算器１７の
反転入力側に接続されている。加算器１７の非反転入力
側には、関数発生器２５によって前以て決められた電極
調整器用目標量信号α１ｓｏｌｌが供給される。この電
極調整器用目標量信号は１０゜〜６５゜の領域、有利に
は２５゜〜３５゜の領域の点火角目標値に相応するもの
である。加算器１７は出力側が、比例特性を有する電極
調整器１８に接続されている。この電極調整器は出力側
が弁増幅器１９を介して、電極位置調整装置２１の弁２
０に作用する。電極位置調整装置２１、例えば位置調整
機構および電極速度調整器を備えた液力式ポンプはカソ
ード７と機械的に連結されておりかつ高さ位置の調整を
行う。即ち電極位置調整装置は１次の遅延素子として作
用する。
限界値監視および所望しない周波数の除去のための減衰
素子ないし帯域通過フィルタ１６を介して加算器１７の
反転入力側に接続されている。加算器１７の非反転入力
側には、関数発生器２５によって前以て決められた電極
調整器用目標量信号α１ｓｏｌｌが供給される。この電
極調整器用目標量信号は１０゜〜６５゜の領域、有利に
は２５゜〜３５゜の領域の点火角目標値に相応するもの
である。加算器１７は出力側が、比例特性を有する電極
調整器１８に接続されている。この電極調整器は出力側
が弁増幅器１９を介して、電極位置調整装置２１の弁２
０に作用する。電極位置調整装置２１、例えば位置調整
機構および電極速度調整器を備えた液力式ポンプはカソ
ード７と機械的に連結されておりかつ高さ位置の調整を
行う。即ち電極位置調整装置は１次の遅延素子として作
用する。
【００１６】電極調整は電流調整よりほぼ１０倍緩慢に
動作する。カソード７の高さ位置調整は、整流器５が平
均して、炉変圧器２の２次側電圧および調整設定された
電流目標値ｉ１ｓｏｌｌに無関係に、例えば２５゜電気
角の出力制御で以て動作するように行われる。
動作する。カソード７の高さ位置調整は、整流器５が平
均して、炉変圧器２の２次側電圧および調整設定された
電流目標値ｉ１ｓｏｌｌに無関係に、例えば２５゜電気
角の出力制御で以て動作するように行われる。
【００１７】帯域通過フィルタ１６によって除去すべき
周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚの領域にある周波数で
ある。
周波数は、０．５Ｈｚ〜２０Ｈｚの領域にある周波数で
ある。
【００１８】整流器５での一定の出力制御への調整によ
って、給電用交流電流網１における一定の平均力率が得
られる。動作点の電力は、炉変圧器２の電圧段階の選択
および直流電流の強度の前以ての選定によって非常に簡
単に決められている。
って、給電用交流電流網１における一定の平均力率が得
られる。動作点の電力は、炉変圧器２の電圧段階の選択
および直流電流の強度の前以ての選定によって非常に簡
単に決められている。
【００１９】炉変圧器２の電圧段階によって種々異なっ
た動作点ないし可変の電力を実現しようとするとき、電
流目標値ｉ１ｓｏｌｌは相応に予め与えられる。しかし
整流器５において電流は低減されているが依然として同
じ出力制御を適用する場合に確かに比較的低い電力が得
られる。しかし交流電流網１における比較的僅かな電圧
損失に基づいて、アーク１０は比較的長くなる。しかし
電力が比較的僅かな場合にはまた、炉プロセスは比較的
小さなアーク１０しか要求しない。このことを実現する
ために、電流目標値ｉ１ｓｏｌｌを変えた場合に同時
に、整流器５の出力制御に対する相応の新たな目標値も
前以て決めることができる。この目的のために、関数発
生器９が設けられている。該関数発生器は整流器目標量
信号α１ｉｓｔに代わって電流目標値ｉｓｏｌｌに依存
して、図１にて破線で示されているように、電極調整器
目標量信号αｓｏｌｌを前以て決める。これにより、電
力領域を拡大することも可能である。
た動作点ないし可変の電力を実現しようとするとき、電
流目標値ｉ１ｓｏｌｌは相応に予め与えられる。しかし
整流器５において電流は低減されているが依然として同
じ出力制御を適用する場合に確かに比較的低い電力が得
られる。しかし交流電流網１における比較的僅かな電圧
損失に基づいて、アーク１０は比較的長くなる。しかし
電力が比較的僅かな場合にはまた、炉プロセスは比較的
小さなアーク１０しか要求しない。このことを実現する
ために、電流目標値ｉ１ｓｏｌｌを変えた場合に同時
に、整流器５の出力制御に対する相応の新たな目標値も
前以て決めることができる。この目的のために、関数発
生器９が設けられている。該関数発生器は整流器目標量
信号α１ｉｓｔに代わって電流目標値ｉｓｏｌｌに依存
して、図１にて破線で示されているように、電極調整器
目標量信号αｓｏｌｌを前以て決める。これにより、電
力領域を拡大することも可能である。
【００２０】図２には、関数発生器９を用いて実現され
る関数が示されている。それは、電極調整器目標量信号
αｓｏｌｌを、パラメータとしての種々異なった作用フ
ァクタｃｏｓφ（０．７５〜１．００）に対するｋＡに
おける電流目標値ｉｓｏｌｌに依存して電気角で表して
いる曲線Ｋ１ないしＫ６である。縦軸には付加的に、交
流電流網１から取り出される有効電力ＰがＭＷにおいて
示されている。電極調整器目標量信号αｓｏｌｌとの数
値の一致は全くの偶然である。
る関数が示されている。それは、電極調整器目標量信号
αｓｏｌｌを、パラメータとしての種々異なった作用フ
ァクタｃｏｓφ（０．７５〜１．００）に対するｋＡに
おける電流目標値ｉｓｏｌｌに依存して電気角で表して
いる曲線Ｋ１ないしＫ６である。縦軸には付加的に、交
流電流網１から取り出される有効電力ＰがＭＷにおいて
示されている。電極調整器目標量信号αｓｏｌｌとの数
値の一致は全くの偶然である。
【００２１】図２との関連において図示されている例
は、１００ｋＡの直流電流および３０ＭＶａｒの設定さ
れた無効ないし補償電力において６０ＭＷの有効電力Ｐ
を有する装置に関連している。この装置は、１００ｋＡ
および給電用交流電流網１における３５゜の整流器調整
量信号αｉｓｔを用いての整流器５の出力制御におい
て、動作点Ａに相応する、作用ファクタｃｏｓφ＝０．
９が生じるように設計されている。破線Ａ−Ｂは、最小
の整流器出力制御に対する限界を表している。同様に、
ｃｏｓφ＝０．７５および１．０に対する曲線Ｋ１お
よびＫ６も限界と見なすことができる。曲線Ｃは、交流
電流網の一定の無効電力が動作点Ａに従って関連付けら
れる、整流器５の出力制御に対応する。従ってこの曲線
は、最大の網無効電力に対する境界線である。即ち関数
αｓｏｌｌ＝ｆ（ｉｓｏｌｌ）はこのように制限された
領域内に存在すべきでありかつ有利にはｃｏｓφ＝０．
９に対する曲線Ｋ３に対応すべきである。
は、１００ｋＡの直流電流および３０ＭＶａｒの設定さ
れた無効ないし補償電力において６０ＭＷの有効電力Ｐ
を有する装置に関連している。この装置は、１００ｋＡ
および給電用交流電流網１における３５゜の整流器調整
量信号αｉｓｔを用いての整流器５の出力制御におい
て、動作点Ａに相応する、作用ファクタｃｏｓφ＝０．
９が生じるように設計されている。破線Ａ−Ｂは、最小
の整流器出力制御に対する限界を表している。同様に、
ｃｏｓφ＝０．７５および１．０に対する曲線Ｋ１お
よびＫ６も限界と見なすことができる。曲線Ｃは、交流
電流網の一定の無効電力が動作点Ａに従って関連付けら
れる、整流器５の出力制御に対応する。従ってこの曲線
は、最大の網無効電力に対する境界線である。即ち関数
αｓｏｌｌ＝ｆ（ｉｓｏｌｌ）はこのように制限された
領域内に存在すべきでありかつ有利にはｃｏｓφ＝０．
９に対する曲線Ｋ３に対応すべきである。
【００２２】αｓｏｌｌ＝３５゜の出力制御を保持しか
つ電流を連続的に１００ｋＡから６０ｋＡに低減する
と、有効電力曲線Ｐ３に従って６０ＭＷの有効電力から
ｃｏｓφ≒１における３８ＭＷの有効電力が得られる。
つ電流を連続的に１００ｋＡから６０ｋＡに低減する
と、有効電力曲線Ｐ３に従って６０ＭＷの有効電力から
ｃｏｓφ≒１における３８ＭＷの有効電力が得られる。
【００２３】αｓｏｌｌ＝ｆ（ｉｓｏｌｌ）が定めら
れ、その際例えば曲線Ｋ３に示されたｃｏｓφ＝０．９
を有するすべての動作点を辿ると、５０ｋＡにおいて６
５゜の制御角αｓｏｌｌが必要であり、これにより有効
電力曲線Ｐ２に示すように１５ＭＷの有効電力Ｐが実現
され、従ってそれはまだ最大電力の２５％である。 ｃ
ｏｓφ＝０．９５（一定）に対しては別の有効電力曲線
Ｐ１が当てはまる（Ｐ１）。これは最大電力の十分に６
０％である。
れ、その際例えば曲線Ｋ３に示されたｃｏｓφ＝０．９
を有するすべての動作点を辿ると、５０ｋＡにおいて６
５゜の制御角αｓｏｌｌが必要であり、これにより有効
電力曲線Ｐ２に示すように１５ＭＷの有効電力Ｐが実現
され、従ってそれはまだ最大電力の２５％である。 ｃ
ｏｓφ＝０．９５（一定）に対しては別の有効電力曲線
Ｐ１が当てはまる（Ｐ１）。これは最大電力の十分に６
０％である。
【００２４】図３には、関数発生器ないし関数形成装置
２５および２５′を用いて実現される関数が示されてお
り、その際縦軸にはＭＷで有効電力Ｐが示されておりか
つ横軸にはＭＶａｒで無効電力Ｑが示されている。ダイ
ヤグラムの右外および上に、０．２〜０．９５のｃｏｓ
φに対する値が示されており、零点を中心とした円弧部
分には２０ｋＡ〜１２０ｋＡのｋＡにおける電流値ｉが
示されておりかつ１２０ｋＡの円弧部分の外に、座標中
心点に延びている曲線の終点に１５゜〜７５゜の電気角
において点火角αに対する値が示されている。例えば動
作点Ｄに対して有効電力Ｐは９３ＭＷ、無効電力Ｑは８
４ＭＶａｒ、直流電流ｉは１１０ｋＡでありかつ点火角
αは３５゜である。
２５および２５′を用いて実現される関数が示されてお
り、その際縦軸にはＭＷで有効電力Ｐが示されておりか
つ横軸にはＭＶａｒで無効電力Ｑが示されている。ダイ
ヤグラムの右外および上に、０．２〜０．９５のｃｏｓ
φに対する値が示されており、零点を中心とした円弧部
分には２０ｋＡ〜１２０ｋＡのｋＡにおける電流値ｉが
示されておりかつ１２０ｋＡの円弧部分の外に、座標中
心点に延びている曲線の終点に１５゜〜７５゜の電気角
において点火角αに対する値が示されている。例えば動
作点Ｄに対して有効電力Ｐは９３ＭＷ、無効電力Ｑは８
４ＭＶａｒ、直流電流ｉは１１０ｋＡでありかつ点火角
αは３５゜である。
【００２５】関数発生器２５の入力側に操作員または図
示されていない上位の制御部によって所望の目標有効電
力Ｐｓｏｌｌおよび所望の電流目標値ｉｓｏｌｌを予め
与えると（図１参照）、関数発生器２５は出力側におい
て、目標無効電力Ｑｓｏｌｌおよび点火角目標値α
１ｓｏｌｌに対する、図３に示されている対応している
値を取り出すことができる。目標無効電力Ｑｓｏｌｌに
対する値は無効電力調整器２３に供給されかつ点火角目
標値α１ｓｏｌｌに対する値は関数発生器２５′および
加算器１７および１７′の非反転入力側に電極系統Ｓ１
およびＳ２の電極調整器１８および１８′に対する目標
値として供給される。
示されていない上位の制御部によって所望の目標有効電
力Ｐｓｏｌｌおよび所望の電流目標値ｉｓｏｌｌを予め
与えると（図１参照）、関数発生器２５は出力側におい
て、目標無効電力Ｑｓｏｌｌおよび点火角目標値α
１ｓｏｌｌに対する、図３に示されている対応している
値を取り出すことができる。目標無効電力Ｑｓｏｌｌに
対する値は無効電力調整器２３に供給されかつ点火角目
標値α１ｓｏｌｌに対する値は関数発生器２５′および
加算器１７および１７′の非反転入力側に電極系統Ｓ１
およびＳ２の電極調整器１８および１８′に対する目標
値として供給される。
【００２６】加算器２２の２つの非反転入力側には、図
示されていない無効電力検出器によって検出される、電
極系統Ｓ１およびＳ２の無効電力Ｑ１，Ｑ２が供給され
かつ１つの反転入力側には、交流電流網１に接続されて
いるコンデンサまたはコンデンサバンク４の補償無効電
力Ｑ４が供給される。加算器２２の加算信号は、無効電
力調整器２３の入力側に供給される。無効電力調整器は
出力側にて、調整量ＱＲを加算器２４の非反転入力側に
送出する。加算器２４の別の非反転入力側には、無効電
力Ｑ２の値が供給される。加算器２４の出力側は関数発
生器２５′の入力側に接続されている。この関数発生器
は関数発生器２５と同じ関数群を生成しかつ出力側にて
電流目標値ｉ２ｓｏｌｌを加算器１３′の入力側並びに
場合によっては関数発生器９′の入力側に転送する。関
数発生器９′は関数発生器９と同じ関数を生成するもの
である。関数発生器９′の出力信号は、点火角度目標値
α１ｓｏｌｌに代わって関数発生器２５の出力側から加
算器１７′の非反転入力側に供給される点火角目標値α
ｓｏｌｌである。
示されていない無効電力検出器によって検出される、電
極系統Ｓ１およびＳ２の無効電力Ｑ１，Ｑ２が供給され
かつ１つの反転入力側には、交流電流網１に接続されて
いるコンデンサまたはコンデンサバンク４の補償無効電
力Ｑ４が供給される。加算器２２の加算信号は、無効電
力調整器２３の入力側に供給される。無効電力調整器は
出力側にて、調整量ＱＲを加算器２４の非反転入力側に
送出する。加算器２４の別の非反転入力側には、無効電
力Ｑ２の値が供給される。加算器２４の出力側は関数発
生器２５′の入力側に接続されている。この関数発生器
は関数発生器２５と同じ関数群を生成しかつ出力側にて
電流目標値ｉ２ｓｏｌｌを加算器１３′の入力側並びに
場合によっては関数発生器９′の入力側に転送する。関
数発生器９′は関数発生器９と同じ関数を生成するもの
である。関数発生器９′の出力信号は、点火角度目標値
α１ｓｏｌｌに代わって関数発生器２５の出力側から加
算器１７′の非反転入力側に供給される点火角目標値α
ｓｏｌｌである。
【００２７】関数発生器２５′の入力側には、点火角度
目標値α１ｓｏｌｌに代わって、係数入力側０．５を有
する加算増幅器２６を介して電流目標値ｉｓｏｌｌに
０．５が乗算された値が供給される。そこで関数発生器
２５′は出力側に点火角度目標値α２ｓｏｌｌを発生
し、それは加算器１７′の非反転入力側に点火角度目標
値α１ｓｏｌｌに代わって供給される。
目標値α１ｓｏｌｌに代わって、係数入力側０．５を有
する加算増幅器２６を介して電流目標値ｉｓｏｌｌに
０．５が乗算された値が供給される。そこで関数発生器
２５′は出力側に点火角度目標値α２ｓｏｌｌを発生
し、それは加算器１７′の非反転入力側に点火角度目標
値α１ｓｏｌｌに代わって供給される。
【００２８】フリッカ現象を回避するために、装置全体
の無効電力が一定に保持されることが重要である。この
ことは、一定の補償無効電力Ｑ４の場合、和Ｑ１＋Ｑ２
が一定であるはずであることを意味している。
の無効電力が一定に保持されることが重要である。この
ことは、一定の補償無効電力Ｑ４の場合、和Ｑ１＋Ｑ２
が一定であるはずであることを意味している。
【００２９】電極系統Ｓ１では、前以て決められる目標
直流電圧および前以て決められる電流目標値ｉ
１ｓｏｌｌの動作点に応じて調整される。結果的に生じ
る無効電力Ｑ１が求められる。選択された動作点および
交流電流網１の周知の特性に依存して、目標無効電力Ｑ
ｓｏｌｌが関数発生器２５を介して前以て決められかつ
電極系統Ｓ２の所望の無効電力Ｑ２が求められる。既知
の装置パラメータから次の制御量を計算することができ
る：点火角度目標値α２ｓｏｌｌ＝α１ｓｏｌｌおよび
カソード７と溶融浴１１との間の距離ｄ。これらは、所
望の無効電力Ｑｓｏｌｌを形成するために必要である。
その際電流目標値ｉｓｏｌｌの所望の動作点が第２の基
準値として用いられる。電極系統Ｓ２のプロセス作用を
低減するために、実際の無効電力Ｑ２が求められかつ補
正のために電極調整器１８′に供給される。この場合無
効電力補償のために電極系統Ｓ２のインダクタンスが使
用される。
直流電圧および前以て決められる電流目標値ｉ
１ｓｏｌｌの動作点に応じて調整される。結果的に生じ
る無効電力Ｑ１が求められる。選択された動作点および
交流電流網１の周知の特性に依存して、目標無効電力Ｑ
ｓｏｌｌが関数発生器２５を介して前以て決められかつ
電極系統Ｓ２の所望の無効電力Ｑ２が求められる。既知
の装置パラメータから次の制御量を計算することができ
る：点火角度目標値α２ｓｏｌｌ＝α１ｓｏｌｌおよび
カソード７と溶融浴１１との間の距離ｄ。これらは、所
望の無効電力Ｑｓｏｌｌを形成するために必要である。
その際電流目標値ｉｓｏｌｌの所望の動作点が第２の基
準値として用いられる。電極系統Ｓ２のプロセス作用を
低減するために、実際の無効電力Ｑ２が求められかつ補
正のために電極調整器１８′に供給される。この場合無
効電力補償のために電極系統Ｓ２のインダクタンスが使
用される。
【００３０】２つのカソード７および７′は溶解作動に
おいて図示されていない屑鉄を直流電流アーク炉８にお
いて溶解しかつその際に所定の無効電力Ｑ１＋Ｑ２を発
生する。カソード７で屑鉄は崩壊しかつこれにより突然
アーク１０を短縮する。電流調整部は直流電流ｉ
１ｉｓｔを一定に保持しかつ相応に整流器調整量信号α
１ｉｓｔを変化する。この時点において、生じている無
効電力変動を既に計算することができる。カソード７′
におけるその時点での動作点に基づいて、反対の極性の
無効電力変化を生成して、無効電力和を一定に維持する
ためには、この時点でいずれの新しい動作点を調整設定
しなければならないかを計算することができる。
おいて図示されていない屑鉄を直流電流アーク炉８にお
いて溶解しかつその際に所定の無効電力Ｑ１＋Ｑ２を発
生する。カソード７で屑鉄は崩壊しかつこれにより突然
アーク１０を短縮する。電流調整部は直流電流ｉ
１ｉｓｔを一定に保持しかつ相応に整流器調整量信号α
１ｉｓｔを変化する。この時点において、生じている無
効電力変動を既に計算することができる。カソード７′
におけるその時点での動作点に基づいて、反対の極性の
無効電力変化を生成して、無効電力和を一定に維持する
ためには、この時点でいずれの新しい動作点を調整設定
しなければならないかを計算することができる。
【００３１】直流電流アーク炉８を２つ以上のカソード
７，７′によって作動させることができることは勿論で
ある。少なくとの１つの電極系統Ｓ１，Ｓ２は無効電力
補償のために用いられる。
７，７′によって作動させることができることは勿論で
ある。少なくとの１つの電極系統Ｓ１，Ｓ２は無効電力
補償のために用いられる。
【図１】それぞれ１つの電流調整器、それぞれ１つの電
極調整器を備えた２つの電極と１つの共通の無効電力調
整器とを有する直流電流アーク炉のブロック線図であ
る。
極調整器を備えた２つの電極と１つの共通の無効電力調
整器とを有する直流電流アーク炉のブロック線図であ
る。
【図２】種々異なった作用ファクタに対する電流目標値
に依存した、電極調整器目標量信号に対する特性曲線図
である。
に依存した、電極調整器目標量信号に対する特性曲線図
である。
【図３】直流電流アーク炉の目標無効電力を決定しかつ
直流電流アーク炉の目標有効電力および目標電流強度に
依存して整流器の目標点火角を決定するかまたは無効電
力および点火角に依存して目標電流強度を決定するため
の特性曲線図である。
直流電流アーク炉の目標有効電力および目標電流強度に
依存して整流器の目標点火角を決定するかまたは無効電
力および点火角に依存して目標電流強度を決定するため
の特性曲線図である。
１ 交流電流網、 ２，２′ 炉変圧器、 ３，３′
変流器、 ４ コンデンサないしコンデンサバンク、
５，５′ 整流器、 ６，６′ チョークコイル、
７，７′ 電極ないしカソード、 ８ 直流電流アーク
炉ないし負荷、９，９′，２５，２５′ 関数発生器、
１１ 溶融ないし溶融浴、 １２，１２′ 電極ない
しアノード、 １３，２６ 加算増幅器、 １４，１
４′ 電流調整器、 １５，１５′ 点火パスル変換
器、 １６，１６′ 帯域通過フィルタ、 １３，１
７，１７′，２２，２４ 加算器、 １９，１９′ 弁
増幅器、２０，２０′ 弁、 ２１，２１′ 電極位置
調整装置、 ２３ 無効電力調整器、 Ａ〜Ｄ 動作
点、 ｄ 電極７ないし７′の、溶融１１の表面からの
距離、 ｉ 直流電流、 ｉ１ｉｓｔ，ｉ２ｉｓｔ Ｓ
１ないしＳ２の電流実際値、電流強度、
ｉ１ｓｏｌｌ，ｉ２ｓｏｌｌ Ｓ１ないしＳ２の電流目
標値、Ｋ１〜Ｋ６ 曲線、 Ｐ 有効電力、 Ｐ
ｓｏｌｌ Ｓ１およびＳ２の目標有効電力、 Ｐ１〜Ｐ
３ 有効電力曲線、 Ｑ 無効電力、 ＱＲ ２３の調
整量、Ｑｓｏｌｌ Ｓ１およびＳ２の和の目標無効電
力、無効電力目標値、 Ｑ１，Ｑ２ Ｓ１ないしＳ２の
無効電力、 Ｑ４ ４の補償無効電力、 Ｓ１，Ｓ２７
ないし７′に対する電極系統、 α 点火角、α
１ｉｓｔ，α２ｉｓｔ 点火角実際値、５ないし５′に
対する整流器調整量信号、 αｓｏｌｌ 電気角におけ
る点火角目標値、 α１ｓｏｌｌ ，α２ｓｏｌｌ ５
ないし５′に対する電気角における点火角目標値、電極
調整器目標量信号、 ｃｏｓφ 作用ファクタ
変流器、 ４ コンデンサないしコンデンサバンク、
５，５′ 整流器、 ６，６′ チョークコイル、
７，７′ 電極ないしカソード、 ８ 直流電流アーク
炉ないし負荷、９，９′，２５，２５′ 関数発生器、
１１ 溶融ないし溶融浴、 １２，１２′ 電極ない
しアノード、 １３，２６ 加算増幅器、 １４，１
４′ 電流調整器、 １５，１５′ 点火パスル変換
器、 １６，１６′ 帯域通過フィルタ、 １３，１
７，１７′，２２，２４ 加算器、 １９，１９′ 弁
増幅器、２０，２０′ 弁、 ２１，２１′ 電極位置
調整装置、 ２３ 無効電力調整器、 Ａ〜Ｄ 動作
点、 ｄ 電極７ないし７′の、溶融１１の表面からの
距離、 ｉ 直流電流、 ｉ１ｉｓｔ，ｉ２ｉｓｔ Ｓ
１ないしＳ２の電流実際値、電流強度、
ｉ１ｓｏｌｌ，ｉ２ｓｏｌｌ Ｓ１ないしＳ２の電流目
標値、Ｋ１〜Ｋ６ 曲線、 Ｐ 有効電力、 Ｐ
ｓｏｌｌ Ｓ１およびＳ２の目標有効電力、 Ｐ１〜Ｐ
３ 有効電力曲線、 Ｑ 無効電力、 ＱＲ ２３の調
整量、Ｑｓｏｌｌ Ｓ１およびＳ２の和の目標無効電
力、無効電力目標値、 Ｑ１，Ｑ２ Ｓ１ないしＳ２の
無効電力、 Ｑ４ ４の補償無効電力、 Ｓ１，Ｓ２７
ないし７′に対する電極系統、 α 点火角、α
１ｉｓｔ，α２ｉｓｔ 点火角実際値、５ないし５′に
対する整流器調整量信号、 αｓｏｌｌ 電気角におけ
る点火角目標値、 α１ｓｏｌｌ ，α２ｓｏｌｌ ５
ないし５′に対する電気角における点火角目標値、電極
調整器目標量信号、 ｃｏｓφ 作用ファクタ
Claims (4)
- 【請求項１】 可変の無効負荷を有する少なくとも１つ
の電気負荷（８）の無効負荷変動に対して交流電流網を
安定化する方法であって、 ａ）前記負荷（８）を流れる電流の強度（ｉ１ｉｓｔ，
ｉ２ｉｓｔ）を該負荷（８）を調整区間として含んでい
る電流調整回路において少なくとも１つのスタチックコ
ンバータ（５，５′）によって前以て決められる電流目
標値（ｉｓｏｌｌ）に調整し、 ｂ）前記負荷（８）の無効電力（Ｑ１，Ｑ２）を該負荷
（８）を調整区間として含んでいる無効電力調整回路に
おける無効電力調整器（２３）を用いて前以て決められ
る無効電力目標値（Ｑｓｏｌｌ）に調整する形式の方法
において、 ｃ）前記負荷（８）を流れる電流の強度（ｉ１ｉｓｔ，
ｉ２ｉｓｔ）を該負荷（８）を調整区間として含んでい
る少なくとも２つの電流調整回路を介して前以て決めら
れる電流目標値（ｉｓｏｌｌ）に調整し、 ｄ）少なくとも第１の電流調整回路を前記負荷（８）の
無効電力に無関係に調整しかつ ｅ）少なくとも第２の電流調整回路を前記負荷（８）の
無効電力に依存して調整することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記負荷（８）は直流電流アーク炉であ
って、該直流電流アーク炉（８）の可動の電極（７，
７′）の、該直流電流アーク炉（８）の溶融浴（１１）
の表面に対する距離（ｄ）を前記無効電力調整器（２
３）の出力信号に依存して調整する請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 ａ）可変の無効負荷を有する少なくとも
１つの電気負荷（８）を備え、 ｂ）該負荷は少なくとも第１のスタチックコンバータ
（５，５′）を介して前記負荷（８）に給電する交流電
流網（１）に作用接続されており、 ｃ）電流調整器（１４，１４′）を備え、該電流調整器
は出力側が前記少なくとも第１のスタチックコンバータ
（５，５′）に制御接続されており、かつ ｄ）無効電力調整器（２３）を備え、該無効電力調整器
は出力側が前記スタチックコンバータ（５，５′）を含
んでいる無効電力補償装置に制御接続されている無効電
力補償装置において、 ｅ）それぞれ電流調整器（１４，１４′）によって調整
される少なくとも２つの電流調整区間が調整素子として
負荷（８）を含んでおり、 ｆ）少なくとも第１の電流調整器（１４）は前記無効電
力調整器（２３）に作用接続されておらずかつ ｇ）少なくとも第２の電流調整器（１４′）は入力側が
前記無効電力調整器（２３）に作用接続されていること
を特徴とする無効電力補償装置。 - 【請求項４】 ａ）負荷は少なくとも２つの可動の電極
（７，７′）を備えた直流電流アーク炉（８）であり、 ｂ）それぞれの可動の電極（７，７′）に対して、別個
の電極位置調整装置（２１）が設けられており、 ｃ）該電極位置調整装置は入力側がそれぞれの電極調整
器（１８，１８′）に制御接続されておりかつ ｄ）前記少なくとも１つの電極調整器（１８′）は入力
側が前記無効電力調整器（２３）に作用接続されている
請求項３記載の無効電力補償装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19623540.5 | 1996-06-13 | ||
| DE19623540A DE19623540C1 (de) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | Verfahren zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes gegen Blindleistungsschwankungen und Blindleistungskompensationseinrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1075533A true JPH1075533A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=7796811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9156593A Pending JPH1075533A (ja) | 1996-06-13 | 1997-06-13 | 交流電流網の安定化方法および無効電力補償装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5809054A (ja) |
| EP (1) | EP0813284A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1075533A (ja) |
| CN (1) | CN1169050A (ja) |
| AU (1) | AU2474097A (ja) |
| BR (1) | BR9703543A (ja) |
| DE (1) | DE19623540C1 (ja) |
| ZA (1) | ZA974825B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106403582A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-15 | 北京英博新能源有限公司 | 一种基于软件建模仿真的交流电弧炉供用电系统节电控制方法 |
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| DE19920049C2 (de) * | 1999-04-23 | 2001-10-11 | Sms Demag Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Stromversorgung eines über einen Lichtbogen betriebenen Schmelzaggregates |
| US6411643B1 (en) | 1999-09-30 | 2002-06-25 | Sms Demag, Inc | Automatic electrode regulator based on direct power factor regulation and method |
| US6226313B1 (en) * | 1999-10-18 | 2001-05-01 | Manoharan Thamodharan | Power source circuit and its control for three-phase electric arc furnace to reduce flicker |
| US20060265105A1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | Hughes Albert R | Loop-powered field instrument |
| US7480487B2 (en) * | 2005-05-20 | 2009-01-20 | Dresser, Inc. | Power regulation for field instruments |
| DE102005051232A1 (de) * | 2005-10-26 | 2007-05-03 | Sms Demag Ag | Steuervorrichtung für Wechselstrom-Reduktionsöfen |
| DE102006044837A1 (de) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Steuerung einer Lichtbogenofenanlage |
| US8164314B2 (en) * | 2009-05-07 | 2012-04-24 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Distributed capacitor bank controllers and methods thereof |
| GB2480620A (en) * | 2010-05-25 | 2011-11-30 | Energy2Trade Oy | Reactive Power Management |
| CN104422298A (zh) * | 2013-08-27 | 2015-03-18 | 广西麦莎电气集团有限公司 | 矿热炉无功补偿远程无线通讯控制系统 |
| DE102014206008A1 (de) * | 2014-03-31 | 2015-10-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur dynamischen Einstellung eines Elektrolichtbogenofens |
| EP3297403A1 (de) * | 2016-09-15 | 2018-03-21 | Primetals Technologies Germany GmbH | Umrichtergespeister lichtbogenofen mit kondensatoranordnung im sekundärkreis |
| IT201800004846A1 (it) * | 2018-04-24 | 2019-10-24 | Metodo di alimentazione elettrica di un forno elettrico ad arco e relativo apparato |
Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
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| FR2577702B1 (fr) * | 1985-02-21 | 1987-04-17 | Jeumont Schneider | Dispositif de regulation d'un four a arc a courant continu |
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| CA2060006A1 (en) * | 1991-02-08 | 1992-08-09 | Eduard Strebel | Process for electrode control of a dc arc furnace, and an electrode control device |
| ES2118859T3 (es) * | 1992-07-31 | 1998-10-01 | Danieli Off Mecc | Horno de fusion de corriente continua con control de la deflexion del arco electrico. |
| DE4327894A1 (de) * | 1993-08-19 | 1995-02-23 | Abb Management Ag | Verfahren zur Stabilisierung eines Stromnetzes gegen Blindlastschwankungen und Blindleistungskompensationseinrichtung |
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| DE4436353C2 (de) * | 1994-10-12 | 1997-02-06 | Abb Management Ag | Verfahren zur Stabilisierung eines Wechselstromnetzes gegen Blindlastschwankungen und Blindleistungskompensationseinrichtung |
-
1996
- 1996-06-13 DE DE19623540A patent/DE19623540C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-30 US US08/866,297 patent/US5809054A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-02 ZA ZA9704825A patent/ZA974825B/xx unknown
- 1997-06-05 AU AU24740/97A patent/AU2474097A/en not_active Abandoned
- 1997-06-06 EP EP97810355A patent/EP0813284A3/de not_active Ceased
- 1997-06-13 JP JP9156593A patent/JPH1075533A/ja active Pending
- 1997-06-13 CN CN97112722A patent/CN1169050A/zh active Pending
- 1997-06-13 BR BR9703543A patent/BR9703543A/pt active Search and Examination
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|---|---|---|---|---|
| CN106403582A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-15 | 北京英博新能源有限公司 | 一种基于软件建模仿真的交流电弧炉供用电系统节电控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9703543A (pt) | 1998-08-04 |
| MX9704256A (es) | 1998-07-31 |
| EP0813284A3 (de) | 1998-05-20 |
| US5809054A (en) | 1998-09-15 |
| DE19623540C1 (de) | 1997-12-18 |
| AU2474097A (en) | 1997-12-18 |
| EP0813284A2 (de) | 1997-12-17 |
| ZA974825B (en) | 1997-12-30 |
| CN1169050A (zh) | 1997-12-31 |
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