RU2086076C1

RU2086076C1 - Method for current control in three-phase arc electric furnace and direct heating device for three-phase electric arc furnace

Info

Publication number: RU2086076C1
Application number: SU904831784A
Authority: RU
Inventors: Дженсини Джанни; Морелло Лучано; Коассин Джованни; Фраджакомо Риккардо
Original assignee: Даниэли энд К.Оффичине Мекканике С.п.А.
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: electric engineering. SUBSTANCE: method involves measuring arc current, alternating height position of electrodes in furnace hearth (according to current), measuring reactance of reactor (saturation reactor is used), variation of its reactivity using modulation of continuous polarization current. Corresponding device has unit for regulation of arc length , furnace power supply, transformer, device for regulation of arc current which has at least one saturation reactor. EFFECT: increased functional capabilities. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к установке трехфазной дуговой электропечи прямого нагрева, питаемой регулируемым током, а также к способу регулирования тока трехфазной дуговой электропечи прямого нагрева. The invention relates to the installation of a three-phase arc direct-heating electric furnace, fed by a controlled current, and also to a method for controlling the current of a three-phase direct-heating electric arc furnace.

Изобретение применяется к трехфазным дуговым электропечам прямого нагрева для плавки металлов и в частности железа и его сплавов. The invention is applied to three-phase direct-heating electric furnaces for melting metals and, in particular, iron and its alloys.

Дуговые электропечи прямого нагрева в настоящее время применяются, главным образом, для плавления и переплавки стали и почти все являются трехфазными печами. Direct-electric arc furnaces are currently used mainly for melting and remelting steel and almost all are three-phase furnaces.

Известны устройства для питания дуговой трехфазной электропечи, содержащее трансформатор и для каждой фазы индуктор, устройство для измерения тока дуги и механизм перемещения электрода, в котором параллельно с частью индуктора, подключен управляемый вентиль, соединенный с блоком управления [1, 2]
Известно также использование реактора насыщения, соединенного с блоком управления для регулирования тока дуги [3]
Однако в известных дуговых печах эффективное регулирование тока нагрузки осуществляется варьированием ответвлений обмотки печного трансформатора или же варьированием расположения электродов, что усложняет и значительно повышает стоимость систем из-за значительных колебаний силы тока.Known devices for supplying an arc three-phase electric furnace, containing a transformer and an inductor for each phase, a device for measuring the arc current and an electrode moving mechanism, in which a controlled valve connected to a control unit is connected in parallel with a part of the inductor [1, 2]
It is also known to use a saturation reactor connected to a control unit for regulating the arc current [3]
However, in known arc furnaces, the effective regulation of the load current is carried out by varying the branches of the winding of the furnace transformer or by varying the location of the electrodes, which complicates and significantly increases the cost of the systems due to significant fluctuations in the current strength.

В последние двадцать лет мощность печей значительно увеличилась, от мощности установок от 16 МВт и 20 МВА до мощностей, превышающих 85 МВт и 120 МВА. Over the past twenty years, the capacity of furnaces has increased significantly, from the capacity of plants from 16 MW and 20 MVA to capacities in excess of 85 MW and 120 MVA.

Такая высокая мощность влечет за собой возникновение больших проблем для сети питания в виде нарушений в напряжении (колебания), а также значительных фазовых сдвигов из-за индуктивных нагрузок. Such high power entails the appearance of big problems for the power supply network in the form of disturbances in voltage (fluctuations), as well as significant phase shifts due to inductive loads.

Для коррекции разности фаз из-за этих индуктивных нагрузок и уменьшения колебаний напряжения в современной компенсирующей технике применяются переменные компенсаторы реактивной мощности, которые работают с регулируемыми диодами. To compensate for the phase difference due to these inductive loads and reduce voltage fluctuations in modern compensating technology, variable reactive power compensators are used that work with adjustable diodes.

Известный принцип регулировки показан на фиг. 1 и заключается в следующем. A known adjustment principle is shown in FIG. 1 and is as follows.

Три индуктора размещены при параллельном соединении с трехфазной линией среднего напряжения, которая является точкой питания нагрузок сильной индуктивности печи; эти индукторы образованы тиристорами T, угол возбуждения которых регулируется на основании тока, обнаруживаемого устройством S 1. (Устройство для измерения тока дуги). Three inductors are placed in parallel with a three-phase line of medium voltage, which is the point of supply of loads of a strong inductance of the furnace; these inductors are formed by thyristors T, the excitation angle of which is adjusted based on the current detected by the device S 1. (Device for measuring the arc current).

Эта система регулировки удерживает постоянной сбалансированной на нуле общую реактивную мощность в печи, индукторах L1 и L2 и группах конденсаторов CR коррекцию коэффициента мощности, которые все соединяются с питающей линией среднего напряжения. This adjustment system keeps the total reactive power in the furnace, inductors L1 and L2 and groups of capacitors CR balanced at zero, power factor correction, which are all connected to the medium voltage supply line.

Группы конденсаторов CR коррекции коэффициента мощности с добавлением подходящих индукторов предназначена также для осуществления функции фильтрации гармоник, образованных печью и системой компенсации. Groups of capacitors CR power factor correction with the addition of suitable inductors is also designed to carry out the filtering function of harmonics formed by the furnace and the compensation system.

Вместо этого активная мощность дуг печи регулируется посредством изменения высоты электродов с помощью подходящих гидравлических узлов G1, при этом стараются удерживать сопротивления дуг постоянными. Instead, the active power of the furnace arcs is controlled by changing the height of the electrodes using suitable hydraulic units G1, while trying to keep the resistance of the arcs constant.

Для преодоления трудностей и некоторых из недостатков, присущих этому непрямому типу регулировки поглощенного тока, были созданы печи постоянного тока; в таком типе печи используется один единственный электрод, и осуществляется возврат тока к кожуху печи. To overcome the difficulties and some of the drawbacks inherent in this indirect type of adjustment of the absorbed current, direct current furnaces were created; in this type of furnace, a single electrode is used, and current is returned to the furnace casing.

Ток питания дуги обеспечивается блоком выпрямления, выполненным из регулируемых диодов или тиристоров. Эта система имеет два существенных недостатка. С одной стороны, существует сложность получения пути возврата тока, а с другой стороны, наблюдается сильное образование нечетных гармоник системой выпрямления. The arc supply current is provided by a rectification unit made of adjustable diodes or thyristors. This system has two significant drawbacks. On the one hand, there is a difficulty in obtaining a current return path, and on the other hand, there is a strong formation of odd harmonics by the rectification system.

В соответствии с настоящим изобретением механизм управления действует непосредственно на ток дуги печи таким образом, чтобы определить рабочую точку и уменьшить колебания. Это отличается от известных решений, в которых ток может испускаться в печь свободно и регулироваться только гидравлической системой, регулирующей длину дуги, в то время как система регулировки, действие которой направлено против колебаний, после этого регуляризирует положение в направлении стороны питания от сети. In accordance with the present invention, the control mechanism acts directly on the arc current of the furnace in such a way as to determine the operating point and reduce vibrations. This differs from the known solutions in which the current can be emitted into the furnace freely and regulated only by a hydraulic system that regulates the length of the arc, while the control system, whose action is directed against oscillations, then regularizes the position in the direction of the supply side from the network.

В то время как данные трехфазные дуговые печи обычно соединяются с системой компенсации, которая действует независимо и при параллельном соединении с печью, три дуги печи в соответствии с настоящим изобретением питаются посредством передачи каждой дуге первого основного тока, ограниченного первым индуктором L1 в соответствии с одной идеей решения. While these three-phase arc furnaces are usually connected to a compensation system that operates independently and in parallel with the furnace, the three arcs of the furnace in accordance with the present invention are powered by transmitting to each arc a first main current limited by the first inductor L1 in accordance with one idea solutions.

Второй ток накладывается на этот первый ток вторым индуктором L2; второй ток управляется и регулируется с помощью тиристора T функцией переноса, в которой учитывается рабочее состояние дуги с помощью анализа значения и/или исходного градиента этого первого основного тока. A second current is superimposed on this first current by a second inductor L2; the second current is controlled and regulated by the thyristor T by the transfer function, which takes into account the operating state of the arc by analyzing the value and / or the initial gradient of this first main current.

В соответствии с вариантом, помимо анализа этого значения и/или начального градиента, также анализируется состояние соответствующих электрических величин в различных точках установки и, в частности, положение переключателя обмоток трансформатора под нагрузкой. According to an embodiment, in addition to analyzing this value and / or the initial gradient, the state of the corresponding electrical quantities at various points of the installation and, in particular, the position of the switch of the transformer windings under load are also analyzed.

В соответствии с вариантом идеи решения реактор насыщения RS можно успешно применять вместо индукторов L1 и L2 и тиристора T. According to a variant of the solution idea, RS saturation reactor can be successfully used instead of L1 and L2 inductors and thyristor T.

В соответствии с настоящим изобретением конденсаторы коррекции коэффициента мощности, которые также действуют как фильтры для поглощения гармоник, образуемых печью в отношении питающей сети, размещаются при параллельном соединении на шине среднего напряжения точно таким же образом, который применяется в известном уровне техники, однако они имеют намного меньше значения емкости. In accordance with the present invention, power factor correction capacitors, which also act as filters for absorbing harmonics generated by the furnace in relation to the mains, are placed in parallel on the medium voltage bus in exactly the same way as in the prior art, but they have much less capacitance value.

Задачей настоящего изобретения является повышение стабильности тока и его однородности в трех фазах, что приводит к значительному уменьшению износа электродов и огнеупорной футеровки и к уменьшению электродинамических напряжений, в случае короткого замыкания, задача настоящего изобретения достигается способом регулирования тока трехфазной дуговой электропечи прямого нагрева для плавления металлов и преимущественно, но не главным образом, сплавов на основе железа, при котором измеряют ток дуги и в зависимости от него изменяют положение электродов в ванне печи по высоте и изменяют значение реактивности реактора, расположенного в каждой фазе на участке, соединяющем линию среднего напряжения с питающим трансформатором, при этом в качестве реактора используют реактор насыщения, а его реактивность изменяют, воздействуя на непрерывный поляризационный ток и установкой трехфазной электродуговой печи прямого нагрева, питаемой контролируемым током и предназначенной преимущественно, но не главным образом, для сплавов на основе железа, содержащей средство для регулировки длины дуги с помощью воздействия на высоту электродов, устройство питания печи, включающее в себя по крайней мере одну линию среднего напряжения и трансформатор, снабженный переключателем обмоток под нагрузкой, устройство для регулировки тока дуги, расположенное в каждой фазе на участке, соединяющем линию среднего напряжения и трансформатор, и включающее первый индуктор и устройство для измерения тока дуги, при этом устройство для регулировки тока дуги содержит, по крайней мере, один реактор насыщения. The objective of the present invention is to increase the stability of the current and its uniformity in three phases, which leads to a significant reduction in the wear of electrodes and refractory lining and to a decrease in electrodynamic stresses, in case of short circuit, the objective of the present invention is achieved by a method of regulating the current of a three-phase direct-heating electric arc furnace for melting metals and mainly, but not mainly, iron-based alloys, in which the arc current is measured and, depending on it, is changed the height of the electrodes in the furnace bath and change the reactivity of the reactor located in each phase in the area connecting the medium voltage line to the supply transformer, while the saturation reactor is used as the reactor, and its reactivity is changed by acting on a continuous polarizing current and a three-phase installation a direct-heated electric arc furnace fed by a controlled current and intended primarily, but not mainly, for iron-based alloys containing a means for adjusting arc lines by affecting the height of the electrodes, the furnace power device, which includes at least one medium voltage line and a transformer equipped with a winding switch under load, an arc current control device located in each phase in the section connecting the medium voltage line and a transformer, and including a first inductor and a device for measuring the arc current, while the device for adjusting the arc current contains at least one saturation reactor.

На фиг. 1 показана установка трехфазной электродуговой печи прямого нагрева, отражающая известный уровень техники; на фиг. 2 показана установка трехфазной электродуговой печи прямого нагрева в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 3 и 4 варианты воплощения технического решения. In FIG. 1 shows the installation of a three-phase direct-heating electric arc furnace, reflecting the prior art; in FIG. 2 shows the installation of a three-phase direct-heating electric arc furnace in accordance with the present invention; in FIG. 3 and 4 embodiments of the technical solution.

Ниже следует подробное рассмотрение известного уровня техники и содержания настоящего изобретения. The following is a detailed discussion of the prior art and the content of the present invention.

Изобретение отличается от известного уровня техники в зоне между линией среднего напряжения и трансформатором печи. The invention differs from the prior art in the area between the medium voltage line and the furnace transformer.

На фиг. 1 индуктор L1 предназначен для оптимизации и для обеспечения большей гибкости в результате точного выбора его значения, рабочей точки печи в отношении полезной передаваемой мощности, длины дуги, силы тока и коэффициента отражения. In FIG. 1, the inductor L1 is designed to optimize and to provide greater flexibility as a result of the exact selection of its value, the operating point of the furnace with respect to the useful transmitted power, arc length, current and reflection coefficient.

Определение значения индуктора L1 осуществляется путем определения рабочей точки, которая уравновешивает контранстирующие требования, заключающиеся в обеспечении надлежащего переноса энергии и тока дуги, достаточно высокого, чтобы удовлетворить технологическим требованиям процесса плавления и, в то же время, ограничении пиковых значений тока в случае короткого замыкания электродов. The value of the inductor L1 is determined by determining the operating point, which balances the contrasting requirements, which are to ensure the proper transfer of energy and arc current high enough to satisfy the technological requirements of the melting process and, at the same time, limit the peak current values in the case of short-circuiting of the electrodes .

Выбор индуктора L1 оказывает косвенное влияние на отражение тепла дуги, которое должно изменяться от минимального значения, что обусловлено соображениями эффективности производства, до максимального значения, которое обусловлено ограничениями износа огнеупорной футеровки и соблюдением относительных пределов безопасности. The choice of inductor L1 has an indirect effect on the reflection of the heat of the arc, which should vary from the minimum value, due to considerations of production efficiency, to the maximum value, which is due to restrictions on the wear of the refractory lining and compliance with relative safety limits.

Затем важно компенсировать реактивную мощность индуктивного типа, поглощаемую печью. Then it is important to compensate for the reactive power of the inductive type absorbed by the furnace.

Необходимую реактивную мощность с компенсацией емкости обеспечивают путем параллельного соединения с линией среднего напряжения фиксированной группы конденсаторов CR, корректирующих коэффициент мощности (обычно соединенных звездой с нейтральным или заземленным), а переменная индукция достигается фиксированным индуктором L2 и тиристорным вентилем T (индуктор, регулируемый тиристорами). Соединением для индукторов L2 соединение треугольником. The necessary reactive power with capacitance compensation is provided by parallel connection to the medium voltage line of a fixed group of capacitors CR, correcting the power factor (usually connected by a star with a neutral or grounded), and variable induction is achieved by a fixed inductor L2 and thyristor valve T (inductor controlled by thyristors). Connection for inductors L2 connection triangle.

Имеются также индукторы LF, которые предназначены для того, чтобы действовать в качестве фильтра. Они располагаются последовательно к тиристорам T и конденсатором CR. LF inductors are also available that are designed to act as a filter. They are arranged in series to the thyristors T and the capacitor CR.

Измерение реактивных токов, поглощаемых каждой фазой питания печи, осуществляют для каждой фазы устройством для измерения тока дуги S1, которое образует сигнал обратной подачи системы управления о токе дуги. The measurement of reactive currents absorbed by each phase of the furnace supply is carried out for each phase by an arc current measuring device S1, which forms a feedback signal from the control system about the arc current.

В любое время емкостный ток поглощенный группами конденсаторов CR, должен быть сбалансирован индуктивными токами, поглощенными печью и индуктором L2, регулируемым тиристором T. At any time, the capacitive current absorbed by the groups of capacitors CR must be balanced by the inductive currents absorbed by the furnace and inductor L2 controlled by thyristor T.

Второе средство регулировки, обозначенное G1 относится к геометрии электрической цепи, которая регулирует сопротивление дуги. The second adjustment means, designated G1, refers to the geometry of the electrical circuit, which controls the arc resistance.

Известные приемлемые сервомеханизмы G1 гидравлического типа, например, предназначены для вертикального перемещения электродов с целью удержания полного сопротивления печи постоянным. Known acceptable hydraulic-type servo mechanisms G1, for example, are designed to vertically move the electrodes in order to keep the furnace impedance constant.

Механическая регулировка, очевидно, имеет временные постоянные, которые значительно медленнее, чем при регулировании электрического типа, описанного ранее, и, следовательно, менее эффективна в отношении воздействия на электрические колебания. The mechanical adjustment obviously has temporary constants, which are much slower than when adjusting the electrical type described previously, and therefore less effective in terms of influencing electrical vibrations.

Если теперь обратиться к изобретению, показанному в общем виде на схеме фиг. 2, то видно, что индуктор L₁ осуществляет такую же функцию, что и аналогичный компонент, включенный в известное решение, показанное на фиг. 1.Turning now to the invention shown generally in the diagram of FIG. 2, it is seen that the inductor L ₁ performs the same function as a similar component included in the known solution shown in FIG. one.

Переменный индуктор образуется фиксированным индуктором L2 и вентилем T с тиристорным управлением и размещается параллельно с индуктором L1, образуя, таким образом, регулируемую индукцию, размещенную последовательно с питанием от сети. The variable inductor is formed by a fixed inductor L2 and a thyristor controlled valve T and is placed in parallel with the inductor L1, thus forming an adjustable induction placed in series with the mains supply.

Устройство S1 измеряет силу тока, поглощенного дугой и посылает сигнал, который приводит в действие систему управления тиристоров T. The device S1 measures the current absorbed by the arc and sends a signal that drives the thyristor control system T.

Таким образом, можно удержать ток, поглощенный печью, постоянным в широких пределах и, следовательно, обеспечивать питание регулируемым током. Thus, it is possible to keep the current absorbed by the furnace constant over a wide range and, therefore, provide power with a controlled current.

Изменения в импедансе дуги компенсируются противоположными изменениями импеданса эквивалентного индуктора, размещенного последовательно и состоящего из параллели между L1 и L2. Changes in the arc impedance are compensated by opposite changes in the impedance of an equivalent inductor placed in series and consisting of a parallel between L1 and L2.

Если, например, дуга начинает исчезать, индуктивность уменьшается для увеличения потока тока. If, for example, the arc begins to disappear, the inductance decreases to increase the current flow.

Если вместо этого электроды накоротко замыкаются расплавляемым скрапом, индуктивность индуктора доводится до максимального значения так, чтобы ограничить образующееся падение напряжения в сети питания, т.е. существует тенденция в корректировке причины нарушений в питающей сети, а не к корректировке их последствий статическим переменным компенсатором, как это происходит в известных решениях. If instead the electrodes are short-circuited by a molten scrap, the inductance of the inductor is brought to its maximum value so as to limit the resulting voltage drop in the power supply, i.e. There is a tendency to correct the cause of disturbances in the supply network, and not to correct their consequences with a static variable compensator, as is the case with known solutions.

Поэтому автоматическое управление эквивалентной последовательной индуктивностью, в зависимости от тока дуги, образует рационализаторскую особенность показанного размещения. Therefore, the automatic control of the equivalent series inductance, depending on the arc current, forms a rationalization feature of the arrangement shown.

Описанное управление можно также совмещать с гидравлической регулировкой G1 длины дуги. The described control can also be combined with hydraulic adjustment of the arc length G1.

Хотя два типа управления имеют своей целью поддержание постоянного импеданса на стороне печи, они имеют некоторые различия. Геометрическая регулировка G1, которая оказывает влияние на положение электродов, может изменять, воздействуя на длину дуги, только имеющую сопротивление часть импеданса, в то время как электрическая регулировка эквивалентной последовательной индуктивности (параллельно между L1 и L2) изменяет непосредственное реактивную часть и, воздействуя на ток дуги, также воздействует на эквивалентное сопротивление. Although the two types of control are designed to maintain a constant impedance on the furnace side, they have some differences. The geometric adjustment G1, which affects the position of the electrodes, can change, affecting the arc length, only the impedance part having resistance, while the electric adjustment of the equivalent series inductance (parallel between L1 and L2) changes the direct reactive part and, influencing the current Arc, also affects the equivalent resistance.

Кроме того, постоянные времени очень отличаются, так как в одном случае применяются действия механического типа, а в другом случае чисто электрические действия. In addition, the time constants are very different, since in one case, actions of a mechanical type are applied, and in the other case, purely electrical actions.

Регулировка эквивалентной последовательной реактивности, осуществляемая фаза за фазой, также позволяет корректировать отсутствие равновесия импеданса в геометрии вторичной цепи печи (от выходов трансформатора печи к дугам), и поддерживать токи в трех фазах постоянными, в результате чего преодолевается проблема так называемой "холодной фазы" и "дикой фазы". The adjustment of the equivalent series reactivity, carried out phase by phase, also allows you to correct the lack of impedance equilibrium in the geometry of the secondary circuit of the furnace (from the outputs of the furnace transformer to the arcs), and maintain the currents in the three phases constant, as a result of which the problem of the so-called "cold phase" is overcome and wild phase.

Индукторы, регулируемые с помощью тиристоров T, в состоянии техники и в предложенном здесь решении, приводятся в действие в соответствии с сигналом, идущим из монитора S1, причем эти сигналы обрабатываются устройством для регулировки тока дуги GC. Inductors controlled by thyristors T, in the state of the art and in the solution proposed here, are driven in accordance with the signal coming from the monitor S1, and these signals are processed by the device for adjusting the arc current GC.

Устройство GC может также получать сигналы, которые отражают изменения других электрических величин в различных частях цепи. Следовательно, он может получать сигналы изменения, например, с помощью трансформатора TV, от линии среднего напряжения; он может, например, получать сигналы состояния электродов через орган управления GC; он также может получать сигналы из других источников, например, сигналы состояния коммутатора под нагрузкой трансформатора, а также другие установочные сигналы. The GC device can also receive signals that reflect changes in other electrical quantities in various parts of the circuit. Therefore, it can receive change signals, for example, using a TV transformer, from a medium voltage line; it can, for example, receive state signals of electrodes through a GC control; it can also receive signals from other sources, for example, the state signals of the switch under the load of the transformer, as well as other installation signals.

Кроме того, устройство GC предотвращает насыщение индукторов посредством устранения непрерывного компонента токов, проходящих через них. In addition, the GC device prevents saturation of the inductors by eliminating the continuous component of the currents passing through them.

Конденсаторы CR коррекции коэффициента мощности соединяются с линией среднего напряжения и имеют назначение, которое заключается в корректировании коэффициента реактивного компонента энергии, поглощенной печью, в пределах, установленных инстанцией, которая поставляет электрическую энергию. The power factor correction capacitors CR are connected to the medium voltage line and have the purpose of correcting the coefficient of the reactive component of the energy absorbed by the furnace, within the limits established by the authority that supplies the electric energy.

Как видно на фиг. 1 и 2 конфигурация в соответствии с настоящим изобретением имеет также же компоненты, как те, которые уже включены в обычную конфигурацию, однако эти компоненты используются функционально другим образом. As seen in FIG. 1 and 2, the configuration in accordance with the present invention also has the same components as those already included in the normal configuration, however, these components are used in a functionally different way.

Различное использование компонентов при полученных величинах ведет к некоторой значительной конструкционной экономии. The different use of components at the values obtained leads to some significant structural savings.

Сравнение двух решений можно осуществить с одинаковой активной мощностью, подаваемой в печь, и с равными нарушениями типа колебаний, образованными в питающей сети. Comparison of the two solutions can be carried out with the same active power supplied to the furnace, and with equal violations of the type of oscillations formed in the supply network.

Индуктор L1, хотя и обладает большей реактивностью, обычно нагружается в настоящем изобретении только частью рабочего тока печи. Его величина, касающаяся мощности, а следовательно и затрат, составляет приблизительно от 30 до 40% величины, требуемой в конфигурации на фиг. 1, когда учитывается коэффициент безопасности из-за перегрузок от короткого замыкания. The inductor L1, although it has greater reactivity, is usually loaded in the present invention only part of the operating current of the furnace. Its value regarding power, and therefore cost, is approximately 30 to 40% of the value required in the configuration of FIG. 1, when the safety factor due to short circuit overloads is taken into account.

В конденсаторах CR коррекции коэффициента энергию также наблюдается значительное уменьшение. Фактически, в случае показанном на фиг. 1, реактивная емкостная мощность устанавливается, как было уже отмечено, на большую величину, чем мощность короткого замыкания на электродах. В случае, показанном на фиг. 2, необходимо только корректировать коэффициент мощности части реактивной мощности, поглощенной печью в рабочей точке. Результативное уменьшение составляет приблизительно от 70 до 80%
Значение индуктора L2, регулируемое вентилем, управляемым тиристорами T, можно взять равным нулю на теоретическом уровне таким образом, чтобы можно было осуществлять регулировку последовательной реактивности печи в максимальном диапазоне.In the capacitors CR correction coefficient of energy, a significant decrease is also observed. In fact, in the case shown in FIG. 1, reactive capacitive power is set, as already noted, by a larger value than the short circuit power on the electrodes. In the case shown in FIG. 2, it is only necessary to adjust the power factor of a part of the reactive power absorbed by the furnace at the operating point. The effective reduction is approximately 70 to 80%
The value of the inductor L2, controlled by a valve controlled by thyristors T, can be taken equal to zero at a theoretical level so that it is possible to adjust the series reactivity of the furnace in the maximum range.

Технологические соображения, связанные с процессом плавления и применением вентиля T, влекут за собой, в случае применения коэффициента безопасности, сокращение, равное приблизительно от 80 до 90% по сравнению с примером осуществления, показанным на фиг. 1. Technological considerations associated with the melting process and the use of valve T entail, in the case of applying a safety factor, a reduction of approximately 80 to 90% compared with the embodiment shown in FIG. one.

Сам по себе вентиль T, величина которого устанавливается в соответствии с настоящим изобретением на более низкие напряжения и менее высокий ток, показывает уменьшение в величине приблизительно на 40-50% Это значение получают путем подсчета результата умножения максимального напряжения, применяемого к вентилю T, на максимальный ток, который проходит через него. By itself, the valve T, the value of which is set in accordance with the present invention to lower voltages and less high currents, shows a decrease of approximately 40-50% in value. This value is obtained by calculating the result of multiplying the maximum voltage applied to the valve T by the maximum the current that passes through it.

Помимо конструкторской экономии, достигнутой на компонентах, необходимо учитывать уменьшение рабочих затрат, которое объясняется, главным образом, уменьшением электрической изменчивости дуги. In addition to the design savings achieved on the components, it is necessary to take into account the reduction in operating costs, which is mainly due to the decrease in the electric variability of the arc.

Фактически, увеличение стабильности тока и его однородности в трех фазах позволяет увеличить эффективность процесса изготовления, уменьшить износ электродов и огнеупорной футеровки и уменьшить электродинамические напряжения в случае короткого замыкания. In fact, increasing the stability of the current and its homogeneity in three phases allows increasing the efficiency of the manufacturing process, reducing wear on the electrodes and refractory lining, and reducing electrodynamic stresses in the event of a short circuit.

Поскольку идеей, лежащей в основе изобретения, является автоматическое управление реактивностью, последовательной к цепи стороны печи, можно найти несколько вариантов, в которых такой контроль осуществляется по-разному. Since the idea underlying the invention is to automatically control the reactivity that is consistent with the side chain of the furnace, several options can be found in which such control is carried out in different ways.

В первом варианте, показанном на фиг. 3, а, предусмотрено неиспользование индуктора L2, но сохранение вентиля, управляемого тиристорами T; как было показано раньше, применение индуктора L2 не является существенным и, фактически, объясняется технологическими соображениями. In the first embodiment shown in FIG. 3a, the non-use of inductor L2 is provided, but the preservation of the valve controlled by thyristors T; as shown earlier, the use of the inductor L2 is not significant and, in fact, due to technological considerations.

На фиг. 3b показан другой вариант, который предусматривает регулировку ступенчатого, а не непрерывного типа. От индуктора L1 отходят несколько промежуточных ответвлений, возбуждение которых возложено на переключатели, управляемые тиристорами. Этот вариант дает возможность более простого управления, однако не позволяет осуществлять точную регулировку импеданса стороны печи и, следовательно, фазного тока. In FIG. 3b, another embodiment is shown which involves adjusting to the stepped rather than continuous type. Several intermediate branches depart from the inductor L1, the excitation of which is assigned to switches controlled by thyristors. This option allows easier control, but does not allow for precise adjustment of the impedance of the furnace side and, therefore, the phase current.

На фиг. 4 показан вариант, в котором предусматривается применение реакторов насыщения RS вместо L1, L2 и T. In FIG. 4 shows an embodiment in which RS saturation reactors are used instead of L1, L2, and T.

Реактор насыщения, возбуждаемый подходящим постоянным током, подаваемым устройством для регулировки тока дуги GC, имеет особенность, которая заключается в создании низкого значения реактивности для малых значений тока, меньше, чем номинальный ток 1N печи, и высокого значения реактивности при высоких величинах тока. The saturation reactor, excited by a suitable direct current supplied by the device for adjusting the arc current GC, has the peculiarity that it creates a low reactivity value for small current values, less than the rated current 1N of the furnace, and a high reactivity value at high current values.

Таким образом достигается значительное ограничение степени сверхтоков и, следовательно, колебания напряжения. Thus, a significant limitation of the degree of overcurrents and, consequently, voltage fluctuations is achieved.

Это решение имеет преимущество, заключающееся в том, что оно не требует применения сложной системы устройства GC; фактически, когда постоянный ток, соответствующий 1_N рабочей точки печи был задан, реактор насыщения автоматически ограничивает сверхтоки.This solution has the advantage that it does not require the use of a complex GC device system; in fact, when a direct current corresponding to 1 _N of the furnace operating point has been set, the saturation reactor automatically limits the overcurrents.

Устройство для регулировки тока дуги GC фиксирует ток возбуждения реактора насыщения в соответствии с рабочей точкой печи. The device for adjusting the arc current GC captures the excitation current of the saturation reactor in accordance with the operating point of the furnace.

Для осуществления этой функции устройство для регулировки GC контактирует со средством регулировки высоты электродов G1 и с переключателем выходных обмоток под нагрузкой трансформатора печи. To carry out this function, the adjusting device GC is in contact with the means for adjusting the height of the electrodes G1 and with the output winding switch under the load of the furnace transformer.

В соответствии с вариантом устройства GC не только отмечает сигналы, идущие от средства регулировки G1, но также анализирует состояние электрических величин в различных точках установки. According to a variant of the device, the GC not only notes the signals coming from the adjustment means G1, but also analyzes the state of the electrical quantities at various points in the installation.

Claims

1. A method for controlling the current of a three-phase direct-heating electric arc furnace for melting metals and mainly, but not mainly, iron-based alloys, in which the arc current is measured and, depending on it, the electrodes in the furnace bath are altered in height and the reactivity of the reactor is changed, located in each phase in the area connecting the medium voltage line to the supply transformer, characterized in that a saturation reactor is used as the reactor, and its reactivity is changed, influencing continuous polarizing current.

2. Installation of a three-phase direct-heating electric arc furnace, fed by a controlled current and intended primarily, but not mainly, for iron-based alloys, containing means for adjusting the arc length by affecting the height of the electrodes, a furnace power supply device, including at least one medium voltage line and a transformer equipped with a switch of the windings under load, a device for adjusting the arc current, located in each phase in the section connecting the medium voltage line I and the transformer, and comprising a first inductor and a device for measuring the arc current, characterized in that the device for adjusting the arc current contains at least one saturation reactor.

3. Installation according to claim 2, characterized in that the saturation reactor is connected to the control unit.

4. Installation according to claim 2 or 3, characterized in that the control unit is connected to a switch of the transformer windings.