JPS6118631Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電弧炉用電気エネルギ供給装置、よ
り詳細には小規摸の短絡電力を与える配電網から
電弧炉に供給することに関する。

一般に、電弧炉は、炉用変圧器を介して、３相
交流配電網からこれぞれ供給される黒鉛製の３本
の電極を含んでいると共に、前記３本の電極は星
形接続の枝となり、この星形接続の中性点は電弧
炉の炉床によつて構成される、すなわち、同炉床
に収容されている屑鉄あるいは予備還元された鉱
石によつて構成される。

特に、炉の運転中に屑鉄内で間断なく発生する
崩落のために、炉用変圧器の２次側で消費される
電流はすこぶる変動する。これらの変動は配電網
に対して同様の傾向の電圧変動を起こさせる。こ
れらの電圧変動は、他の諸電力消費装置において
配電網から供給される電力と炉で消費される電力
との間で充足関係が破れる時には、容認し難いこ
とになる。エネルギ供給源に対して一般に許容さ
れる変動範囲は炉の存在に帰すべき電圧変動とし
ては約１％である。現在、公知の電気炉の供給に
おいてエネルギ供給源は、炉の定格出力に対する
配電網の短絡電力の比が約50ないし100であるこ
とが要求される。例えば、定格出力が10MVA
（メガボルトアンペア）の炉に対しては、短絡電
力が約700ないし800MVAの供給配電網が必要と
される。ところで、いくつかの地方では配電網の
短絡電力が30MVAに達していないので、このよ
うな配電網のひとつに対して複数の電気炉用の分
岐回路として公知の電力供給装置を複基接続する
ことは不可能である。

その上、公知の電力供給装置は以下の種々の欠
点を有する： − 周知のように、金属の溶融工程においては、
１ないし３の電圧比で変化しうる２次電圧を出
せる炉用変圧器を使用することが下可欠であ
る。このために、現在では、電圧を変化させる
ために、炉用変圧器の１次巻線の複数のタツプ
を次々と切換える。この公知の装置は複雑で、
高コストで、その上、装置の信頼性は低い。

− 炉用変圧器の電源側に遮断器を取りつけて見
ると、過大電流が流れる時に他に、炉の作業サ
イクルの変更の度毎に、特に、炉の使用前にし
ばしばこの遮断器が動作される。このような遮
断器は一日当たり平均して80ないし100回にわ
たつて動作する。従つて、このような周知の遮
断器を利用することは断念せねばならず、事故
の時にのみ動作する遮断器の製造が行なわれそ
の結果、遮断器の動作回数は著しく減つた。そ
こで、現在では、すこぶる高コストの特別の遮
断器が利用されている。

− 炉の正常運転時においては炉は低力率であ
り、エネルギ供給源は少くとも約0.86ないし
0.9の力率を要求しているにもかかわらず、炉
の力率はしばしば約0.5ないし0.7にまで低下す
る。公知の電力供給装置においては、炉の回路
の低力率を補償するために、この回路の入力側
にコンデンサバンクを取りつけている。ところ
が、これらのコンデンサは高価であると共に、
これらのコンデンサの存在のために装置の信頼
性は低下する。

− 特に、小出力の炉の場合においては、これら
の炉を保護するために、炉の回路に直列に接続
された自己誘導装置によつて短絡電流を制限し
なければならない。そのために、電力供給回路
は益々複雑になる。

− 現在、炉内での純粋の短絡の場合において
は、このような短絡による過大電流検出装置
が、このような短絡を起こしている原因の接触
状態を無くするために、全ての電極を引き上げ
得る巻揚機を操作せしめる。この機械的な動作
はある程度時間がかかる。そこで、障害が速や
かに除かれない場合には、保護遮断器が動作す
ることになり、この保護遮断器をリセツトする
ことが必要であることより余計な時間を費やす
ことになる。

本考案は、小規摸の短絡電力の配電網に対する
炉用分岐回路と成り得ると共に、現在の公知の装
置の欠点を解消する電弧炉用電気エネルギ供給装
置に関するこの電弧炉電気エネルギ供給装置は、
炉用変圧器が、少なくとも１台の発電機に連結さ
れた少なくとも１台の電動機によつて構成される
少くとも１基の回転装置を介して配電網に接続さ
れ、その上、１台あるいは複数台の前記発電機を
前記炉用変圧器に接続させる１基あるいは複数基
の回路が、１台あるいは複数台の前記発電機から
供給される電力を測定する手段を取り付けられて
いると共に、これらの測定手段は、前記被供給電
力の測定された変動の方向と正反対の方向に発電
機の出力電圧を変化させるように１台あるいは複
数台の発電機の励磁手段を動作する調節・制御装
置に接続されていることを特徴としている。

その上、本考案の炉用変圧器は固定変圧器であ
ると共に、２次側電圧の調節は使用する１台ある
いは複数台の発電機の励磁を変化せしめることに
よつて実施される。

さらに、本考案の回路は、炉用変圧器の１次側
に遮断器を含むことは無く、電流の供給の停止
は、炉内での偶発的な短絡の場合にしろ、回路内
の過大電流の場合にしろ単に１台あるいは複数台
の発電機の励磁をゼロにすることによつて実施さ
れる。その上、小規摸の炉を使用する場合では、
もはや防護用の自己誘導装置を付け加える必要は
無い。というのは、１台あるいは複数台の発電機
の励磁手段に対して簡単な操作を加えることによ
つて短絡電流を制限することが可能となつたから
である。

本考案は添付図面に示す実施態様についての次
の説明で良く理解されよう。

図面について説明する。参照符号１は、例えば
30MVA（メガボルトアンペア）程度の短絡電力
を与える小規摸の配電網と仮定した配電網の交流
電線の１本を示す。この配電網により定格出力が
約4MVAの電気炉２に供給される。

周知のように、炉床が接地されている電気炉２
は、単に参照符号３で示した図面では１本の棒部
材で表わされた黒鉛製の３本の電極を含んでい
る。前記各電極３は、電極用支柱５に固着された
腕４により支持されている。柔軟な導線７を介し
て前記電極３に接続された交流器６により、電気
炉の電極に流れる電流の計測が可能であると共
に、計器用変圧器８により、電極の電圧の計測が
可能である。こうして得られた電流信号ならびに
電圧信号は周知の制御装置９に進入し、同制御装
置により、電弧のインピーダンスの調節が実施さ
れる。この目的のために、前記制御装置９は、巻
揚機１１を動作させる電動機１０を制御し、同巻
揚機１１は、前記電極用支柱５を垂直方向に移動
せしめることを介して、前記電極３を上昇させ、
あるいは下降させる。

周知のように、電流が過大に増加する時、ある
いは電圧が過度に降下する時には電極を上昇さ
せ、電流あるいは電圧が上記と逆に変化した時に
は電極を降下せしめる。その上、交流器６によつ
て計測された電流値信号は、制御装置９内で、電
気炉における突発的な短絡の発生を検出する論理
回路に進入せしめられる。同短絡は、一般に屑鉄
が同時に２本の電極に接触すると発生する。

さて、この考案の装置は、交流電線１から回転
機を介して供給される固定変換の炉用変圧器２７
を備えている。同回転機は、第２調節・制御装置
１６により自動的にあるいは手動により調節自在
を励磁手段１５を含む交流発電機１４に対して、
はずみ車１３を介して連結された同期あるいは非
同期電動機１２から構成される。

交流発電機１４の後には、無負荷時の後続回路
を遮断するための開閉器１７が接続されている。
変流器１８ならびに計器用変圧器１９により、交
流発電機１４の出力が測定され、これらの測定値
は前記第２調節・制御装置１６に送られる。この
考案において、前記第２調節・制御装置１６は測
定された出力値の変化に応じて、出力の変化の方
向とは正反対の方向に交流発電機１４の電圧が変
化せしめられるように前記励磁手段１５を動作す
る。従つて、本装置は安定した供給を自行すると
共に、電気炉における電流の変動は交流電線に対
してはごく僅かの影響を及ぼすにすぎない。その
上、変流器１８が異常な強さの電流を測定する時
には、同電流により、所定の装置の連合機能の消
失が起ることを常態とする、すなわち、前記第２
調節・制御装置１６は、前記励磁手段１５を遮断
するように同励磁手段に動作し、その結果、交流
発電機１４から供給される電圧はゼロになる。さ
らに前記制御装置９に組みこまれた論理回路が、
電気炉内の偶発性の短絡を検出する時には、電極
の引き上げの命令を出す代りに、同論理回路は、
導線２０を介して、前記第２調節・制御装置１６
に信号を送る。同信号によつても交流発電機の励
磁は停止せしめられる。要約すると、電気炉内で
の溶融の様々の段階に応じて炉用変圧器２７の２
次電圧を調節するために、交流発電機の励磁を単
純に変化せしめる。図面に示したように、前記動
機１２は、保護遮断器２１ならびに、降圧変圧器
２２を介して、交流電線１に接続されている。同
降圧変圧器２２により、前記電動機１２への供給
に所望される、例えば5.5KV（キロボルト）の電
圧が得られる。

その上、電気炉に対する無効電力の大部分は交
流発電機１４によつて供給され、交流電線によつ
て供給されることは無いので、電気炉の低力率を
補償するためのコンデンサバンクを付け加える必
要はもはや無い。

本考案は、電気炉を使用する綱鉄の溶融の産業
分野で利用される。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係る装置の略図で、炉の複数の電
極のうちの１本のみを略図示してある。 １……配電網、２……電弧炉、３……電極、６
……変流器、８……計器用変圧器、９……制御装
置、１２……電動機、１４……交流発電機、１５
……励磁手段、１６……第２調節・制御装置、１
８……変流器、１９……計器用変圧器、２７……
炉用変圧器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉の電極に給電するために配電網から供給され
   る炉用変圧器を使用する型式の電弧炉のさめの電
   気エネルギ供給装置であつて、前記炉用変圧器の
   ２次巻線は電弧炉内に偶発的な短絡に応じて流れ
   る過大電流を検出する手段を備え、その上、前記
   炉用変圧器の２次側の電圧を調節する手段をも備
   えている前記電気エネルギ供給装置において、前
   記炉用変圧器は、少くとも１台の発電機に連結さ
   れた少くとも１台の電動機によつて構成される少
   くとも１基の回動機を介して配電網に接続され、
   さらに、前記発電機を前記炉用変圧器に接続させ
   る回路は、前記発電機から供給される電力を測定
   する手段を取り付けられると共に、これらの測定
   手段は、前記被供給電力の測定された変動の方向
   と正反対の方向に発電機の出力電圧を変化させる
   よう前記発電機の励磁手段を動作する調節・制御
   装置に接続されていることを特徴とする電気エネ
   ルギ供給装置。