RU2798482C1 - Installation for melting and/or heating of metal material and method of its power supply - Google Patents
Installation for melting and/or heating of metal material and method of its power supply Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798482C1 RU2798482C1 RU2022115136A RU2022115136A RU2798482C1 RU 2798482 C1 RU2798482 C1 RU 2798482C1 RU 2022115136 A RU2022115136 A RU 2022115136A RU 2022115136 A RU2022115136 A RU 2022115136A RU 2798482 C1 RU2798482 C1 RU 2798482C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- power supply
- source
- voltage
- energy
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится предлагаемое изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Изобретение относится к установке для плавления и/или нагрева металлического материала, содержащей электрическую печь и устройство электропитания, пригодное для питания мощных резистивно-индуктивных нагрузок порядка 100 МВт и выше.The invention relates to a plant for melting and/or heating a metallic material, comprising an electric furnace and a power supply device suitable for supplying powerful resistive-inductive loads of the order of 100 MW and above.
Описываемые здесь варианты осуществления изобретения относятся также к способу электропитания установки для плавления и/или нагрева металлического материала .The embodiments of the invention described herein also relate to a method for powering a plant for melting and/or heating a metallic material.
Изобретение может быть применено в сталелитейной промышленности и в производстве стали, а также других металлов или стекла, когда для плавления используют электрические печи, например электродуговые печи, печи-ковши, печи с погруженной дугой, плавильные или рафинировочные печи, индукционные плавильные печи или индукционные нагревательные печи.The invention can be applied in the steel industry and in the production of steel, as well as other metals or glass, when electric furnaces are used for melting, for example electric arc furnaces, ladle furnaces, submerged arc furnaces, melting or refining furnaces, induction melting furnaces or induction heating furnaces. ovens.
Предпосылки создания предлагаемого изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
Известны установки для плавления и/или нагрева металлических материалов, снабженные электрическими печами, в которые вводят материал, подлежащий плавлению, и одно или более устройств электропитания, которые берут энергию из электросети и подают ее в электрическую печь.Plants for melting and/or heating metallic materials are known, equipped with electric furnaces into which the material to be melted is introduced, and one or more power supply devices that take energy from the mains and supply it to the electric furnace.
Электрические печи рассматриваемого типа могут быть выбраны из следующей группы: электродуговые печи, печи с погруженной дугой, печи-ковши и вообще плавильные, рафинировочные, нагревательные или индукционные печи.Electric furnaces of the type in question may be selected from the following group: electric arc furnaces, submerged arc furnaces, ladle furnaces and, in general, melting, refining, heating or induction furnaces.
Эти электрические печи обычно ведут себя как неоднородная резистивно-индуктивная нагрузка, поскольку требуемая и потребляемая ею мощность может изменяться в зависимости от стадии процесса или типа используемого металлического материала.These electric furnaces typically behave like a heterogeneous resistive-inductive load, since the power required and consumed by it can vary depending on the stage of the process or the type of metallic material used.
Из патента ЕР-В-3124903 (далее ЕР'903) на имя заявителя известно устройство электропитания для электродуговой печи, оснащенное средством позиционирования электродов и блоком регулирования, содержащим преобразователи, которыми можно выборочно управлять для регулирования напряжения и тока питания электродов.From the patent EP-B-3124903 (hereinafter EP'903) in the name of the applicant, a power supply device for an electric arc furnace is known, equipped with an electrode positioning means and a control unit containing converters that can be selectively controlled to regulate the voltage and current of the electrode supply.
Устройство электропитания, описанное в ЕР'903 ведет себя как регулируемый генератор тока и способно генерировать электроэнергию для питания электродуговой печи в зависимости от стадии выполняемого процесса (перфорация, плавление , рафинирование). Это отличает решение EP'903 от традиционных решений, в которых в роли генератора напряжения выступает трансформатор, а ток не регулируется, а ограничивается только параметрами схемы замещения, изменяющимися в зависимости от стадии процесса.The power supply device described in EP'903 behaves like a regulated current generator and is capable of generating electricity to power an electric arc furnace, depending on the stage of the process being performed (perforating, melting, refining). This distinguishes the EP'903 solution from traditional solutions, in which a transformer acts as a voltage generator, and the current is not regulated, but limited only by the equivalent circuit parameters that change depending on the stage of the process.
Устройство электропитания, описанное в EP'903, позволяет также отдельно регулировать ток и напряжение дуги, чтобы значительно ограничить колебания тока на первой стадии процесса, то есть на стадии перфорации, и сделать его практически стабильным на последующих стадиях плавления и рафинирования.The power supply device described in EP'903 also makes it possible to separately regulate the current and arc voltage in order to significantly limit current fluctuations in the first stage of the process, i.e. the perforation stage, and make it practically stable in the subsequent stages of melting and refining.
И устройство электропитания, описанное в EP'903, и традиционные устройства электропитания обычно питаются трехфазным электрическим током, подаваемым из сети общего пользования.Both the power supply device described in EP'903 and conventional power supply devices are typically powered by three-phase electrical current supplied from the public network.
В заявке на патент WO-A-2019/207609 описано плавильное устройство и способ плавления в электродуговой печи с использованием трехфазного электрического тока, подаваемого из обычной электросети. Устройство содержит трансформатор, выпрямители, соединенные с трансформатором, и преобразователи, соединенные с одной стороны с выпрямителями, а с другой стороны с электродами электродуговой печи.Patent application WO-A-2019/207609 describes a melting apparatus and method for melting in an electric arc furnace using three-phase electrical current supplied from a conventional power grid. The device contains a transformer, rectifiers connected to the transformer, and converters connected on one side to the rectifiers, and on the other side to the electrodes of the electric arc furnace.
Документ IT102009901751919 описывает устройство для электропитания бытового прибора путем соединения первого источника электропитания с одним или более вспомогательными источниками электропитания.Document IT102009901751919 describes a device for powering a household appliance by connecting a first power supply to one or more auxiliary power supplies.
Документ US-A-20190018437 описывает систему электропитания, содержащую первичную и вторичную обмотки трансформатора, а также контроллер, выполненный с возможностью управлять генератором сигнала регулирования для подачи сигнала регулирования мощности на вторичную обмотку, при этом система электропитания содержит вспомогательный источник питания, подключенный к первичной обмотке трансформатора.US-A-20190018437 describes a power supply system comprising primary and secondary windings of a transformer, as well as a controller configured to control a regulation signal generator to provide a power regulation signal to the secondary winding, wherein the power supply system comprises an auxiliary power supply connected to the primary winding transformer.
Известно, что установки для плавления и/или нагрева, используемые, например, для производства стали, требуют для печи высокой мощности, составляющей несколько десятков мегаватт (МВт), в частности от 30 МВт до 200 МВт в зависимости от размера установки и/или печи.It is known that melting and/or heating installations used, for example, in the production of steel, require a high furnace power of several tens of megawatts (MW), in particular from 30 MW to 200 MW, depending on the size of the installation and/or furnace. .
Поэтому для обеспечения достаточного электропитания необходимо постоянное подключение установок для плавления и/или нагрева к электросети.Therefore, in order to ensure a sufficient power supply, it is necessary to permanently connect the melting and/or heating installations to the mains.
Кроме того, потребление трехфазного переменного тока зависит от производства, поэтому чем больше отливок производит печь, тем большее количество электрической энергии необходимо приобретать.In addition, the consumption of three-phase alternating current depends on the production, so the more castings the furnace produces, the more electrical energy must be purchased.
Одним из недостатков традиционных решений является необходимость постоянного подключения к электросети.One of the disadvantages of traditional solutions is the need for a permanent connection to the power grid.
Еще одним недостатком является то, что в определенных географических зонах потребление электроэнергии может обходиться дорого, или же оно может стать дорогим после значительных социально-экономических событий, и это значительно увеличивает предполагаемую стоимость электроснабжения.Another disadvantage is that electricity consumption can be expensive in certain geographic areas, or it can become expensive after significant socio-economic events, and this greatly increases the estimated cost of electricity supply.
Поэтому металлургические заводы вынуждены ограничивать производство ночным временем, когда электроэнергия, поставляемая из электросети, дешевле.Therefore, smelters are forced to limit production at night, when electricity supplied from the grid is cheaper.
Кроме того, в случае возможных отключений электроэнергии необходимо останавливать завод и производство, что приведет к потере производительности и, следовательно, к задержке поставки партий продукции.In addition, in case of possible power outages, it is necessary to stop the plant and production, which will lead to a loss of productivity and, consequently, to a delay in the delivery of product batches.
Следовательно, существует потребность в совершенствовании установки для плавления и/или нагрева металлических материалов, чтобы устранить по меньшей мере один из недостатков уровня техники.Therefore, there is a need to improve the installation for melting and/or heating metallic materials in order to overcome at least one of the disadvantages of the prior art.
Одной из целей изобретения является создание установки для плавления и/или нагрева металлических материалов, которая может функционировать, по меньшей мере частично, независимо от электросети, чтобы снизить затраты на энергоснабжение и, следовательно, общие производственные затраты.One of the objectives of the invention is to provide a plant for melting and/or heating metallic materials, which can operate at least partially independent of the mains, in order to reduce energy supply costs and, therefore, overall production costs.
Целью изобретения является также снижение риска остановки работающих установок из-за отключения электросети, которое в самых тяжелых случаях может длиться даже несколько дней.The aim of the invention is also to reduce the risk of shutdown of operating installations due to a power outage, which in the most severe cases can last even several days.
Еще одна цель состоит в сокращении потребления энергии из общественной электросети путем сокращения потребления из этой сети.Another goal is to reduce the consumption of energy from the public grid by reducing consumption from that grid.
Еще одной целью является усовершенствование способа электропитания установки для плавления и/или нагрева металлического материала, позволяющего ограничить потребление энергии из электросети.Another object is to improve the method of power supply of the installation for melting and/or heating of metallic material, allowing to limit the consumption of energy from the mains.
Еще одной целью является обеспечение работы установки для плавления и/или нагрева металлического материала в течение всего периода времени днем и/или ночью.Another object is to ensure the operation of the installation for melting and/or heating of the metallic material during the entire period of time during the day and/or night.
Выгода и преимущество, обеспечиваемые изобретением, заключаются также в том, что оно позволяет уменьшить выбросы CO₂ или другие сопутствующие выбросы, если производство энергии в электросети не полностью производится за счет возобновляемых источников энергии.The benefit and advantage provided by the invention is also that it allows to reduce CO₂ emissions or other associated emissions if the energy production in the electricity grid is not entirely from renewable energy sources.
Для преодоления недостатков уровня техники и достижения этих и других целей и преимуществ заявитель разработал, испытал и воплотил предлагаемое изобретение.To overcome the shortcomings of the prior art and to achieve these and other objects and advantages, the applicant has developed, tested and implemented the present invention.
Краткое описание предлагаемого изобретенияBrief description of the invention
Изобретение изложено и охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения описывают другие признаки изобретения или варианты основной идеи изобретения.The invention is set forth and characterized in independent claims. The dependent claims describe other features of the invention or variants of the main idea of the invention.
В соответствии с вышеуказанными целями описываемые здесь варианты осуществления изобретения относятся к установке для плавления и/или нагрева металлического материала, содержащей печь, в которую вводят металлический материал, средство подачи электроэнергии и по меньшей мере одно устройство электропитания, включенное между средством подачи электроэнергии и печью и пригодное для питания печи желаемым напряжением и током.In accordance with the above objects, the embodiments of the invention described herein relate to an apparatus for melting and/or heating a metallic material, comprising a furnace into which the metallic material is introduced, an electric power supply means, and at least one power supply device connected between the electric power supply means and the furnace, and suitable for supplying the furnace with the desired voltage and current.
В некоторых вариантах устройство электропитания содержитIn some embodiments, the power supply device comprises
- по меньшей мере один трансформатор, подключенный к электросети и выполненный с возможностью принимать первичное переменное напряжение и первичный переменный ток и преобразовывать их во вторичное переменное напряжение и вторичный переменный ток,- at least one transformer connected to the mains and configured to receive primary AC voltage and primary AC current and convert them into secondary AC voltage and secondary AC current,
- выпрямители, соединенные с трансформатором и выполненные с возможностью преобразовывать вторичное переменное напряжение и вторичный переменный ток в промежуточное постоянное напряжение и промежуточный постоянный ток,- rectifiers connected to the transformer and configured to convert the secondary alternating voltage and the secondary alternating current into an intermediate direct voltage and an intermediate direct current,
- преобразователи, подключенные с одной стороны к выпрямителям, а с другой стороны к нагрузке, то есть к печи, и выполненные с возможностью преобразовывать промежуточное постоянное напряжение и промежуточный постоянный ток в переменное напряжение питания и переменный ток питания, подаваемые на печь.- converters connected on the one hand to the rectifiers, and on the other hand to the load, i.e. to the furnace, and made with the ability to convert the intermediate direct voltage and intermediate direct current into an alternating supply voltage and an alternating supply current supplied to the furnace.
В некоторых вариантах устройство электропитания содержит также блок управления, выполненный с возможностью управлять работой преобразователей, а также регулировать во времени напряжение и ток питания нагрузки.In some embodiments, the power supply device also contains a control unit configured to control the operation of the converters, as well as to regulate the voltage and current of the load supply in time.
В некоторых вариантах установка для плавления и/или нагрева содержит по меньшей мере один альтернативный источник энергии, отличный и независимый от электросети, подключенный к устройству электропитания и выполненный с возможностью подавать энергию для питания нагрузки в дополнение к энергии электросети или в качестве альтернативы ей.In some embodiments, the melting and/or heating apparatus comprises at least one alternative energy source, different and independent from the mains, connected to the power supply device and configured to supply energy to power the load in addition to or as an alternative to the mains energy.
Благодаря альтернативному источнику энергии можно, хотя бы частично, питать установку для плавления и/или нагрева независимо от электросети и, возможно, хотя бы на время отключать установку для плавления и/или нагрева от электросети, или в любом случае уменьшать потребление энергии из электросети в дневной период, ограничивая ее потребление временем, когда она дешевле.Thanks to an alternative energy source, it is possible, at least partially, to power the melting and/or heating installation independently of the mains and, possibly, at least temporarily disconnect the melting and/or heating installation from the mains, or in any case reduce the consumption of energy from the mains in daily period, limiting its consumption to times when it is cheaper.
Кроме того, наличие альтернативного источника энергии позволяет использовать установку для плавления и/или нагрева даже в случае неполадок или отключений электросети.In addition, the presence of an alternative energy source makes it possible to use the melting and/or heating plant even in the event of malfunctions or power outages.
В некоторых вариантах альтернативный источник энергии - это источник возобновляемой энергии, например, выбранной из следующей группы: солнечная энергия, энергия ветра, энергия воды.In some embodiments, the alternative energy source is a renewable energy source, for example, selected from the following group: solar energy, wind energy, water energy.
Возможны варианты, когда альтернативный источник энергии - это невозобновляемый источник энергии, например, работающий за счет сжигания ископаемых, таких как нефть, уголь или газ.There are options when an alternative energy source is a non-renewable energy source, for example, powered by burning fossils such as oil, coal or gas.
В некоторых вариантах альтернативный источник энергии - это источник переменного тока, выполненный с возможностью подавать переменные напряжение и ток.In some embodiments, the alternate power source is an AC source configured to supply AC voltage and current.
Возможны решения, когда источник переменного тока - это гидроэлектростанция или плотина, пригодная для преобразования энергии воды, или ветряная электростанция, содержащая по меньшей мере одну ветровую турбину, пригодную для преобразования энергии ветра. Плотина, гидроэлектростанция и ветряная электростанция могут быть снабжены соответствующими генераторами переменного тока, подходящими для преобразования соответствующей возобновляемой энергии в переменное напряжение и ток для подачи на устройство электропитания.Solutions are possible when the AC source is a hydroelectric power plant or a dam suitable for converting water energy, or a wind farm containing at least one wind turbine suitable for converting wind energy. The dam, hydroelectric power plant and wind farm may be provided with appropriate alternators suitable for converting the respective renewable energy into alternating voltage and current for supply to the power supply device.
В некоторых вариантах альтернативный источник электроэнергии - это источник постоянного тока, выполненный с возможностью подавать постоянные напряжение и ток.In some embodiments, the alternative power source is a constant current source configured to supply a constant voltage and current.
В некоторых вариантах источник постоянного тока - это, например, фотоэлектрическая установка, содержащая фотоэлектрические панели.In some embodiments, the direct current source is, for example, a photovoltaic installation containing photovoltaic panels.
Конструкция устройства электропитания позволяет подключать к нему как источники переменного тока, так и источники постоянного тока, изменяя точку ввода альтернативного источника энергии без необходимости наличия специальных компонентов и систем.The design of the power supply device allows you to connect both AC and DC sources to it, changing the entry point of an alternative energy source without the need for special components and systems.
В некоторых вариантах источники переменного тока подключены непосредственно к трансформатору устройства электропитания. При таком решении включенные за трансформатором выпрямители выпрямляют переменные напряжение и ток, обеспечивая постоянные напряжение и ток, которые можно подавать на преобразователи для получения напряжения и тока питания.In some embodiments, AC sources are connected directly to the power supply transformer. In this solution, rectifiers behind the transformer rectify the AC voltage and current, providing a DC voltage and current that can be fed to the converters to provide the supply voltage and current.
В некоторых вариантах источники постоянного тока подключены к промежуточной цепи постоянного тока, включенной после выпрямителей, так как нет необходимости в ступени выпрямления, и энергия может быть подведена непосредственно к преобразователям для преобразования ее в напряжение и ток питания.In some embodiments, the DC sources are connected to an intermediate DC circuit after the rectifiers, since there is no need for a rectifier stage, and the energy can be fed directly to the converters to be converted into supply voltage and current.
В некоторых вариантах между источниками постоянной энергии и промежуточной цепью постоянного тока предусмотрены электрические компоненты, обеспечивающие однонаправленность производимого тока. Этим предотвращается повреждение компонентов устройства электропитания неправильной полярностью тока на входе.In some embodiments, electrical components are provided between the constant energy sources and the intermediate DC circuit to ensure that the current produced is unidirectional. This prevents damage to the components of the power supply by incorrect polarity of the input current.
В некоторых вариантах предусмотрено два или более однотипных или разнотипных альтернативных источников энергии.In some embodiments, two or more of the same type or different types of alternative energy sources are provided.
Например, первый альтернативный источник энергии может быть источником переменного тока, подключенным к трансформатору устройства электропитания, а второй альтернативный источник энергии может быть источником постоянного тока, подключенным к промежуточной цепи.For example, the first alternative power source may be an AC source connected to the transformer of the power supply device, and the second alternative power source may be a DC source connected to the intermediate circuit.
В других вариантах устройство электропитания содержит по меньшей мере один интерфейс для соединения с электросетью и по меньшей мере один интерфейс для соединения с одним или более источниками переменного тока и/или с одним или более источниками постоянного тока.In other embodiments, the power supply device comprises at least one interface for connection to the mains and at least one interface for connection to one or more AC sources and/or one or more DC sources.
В некоторых вариантах установка для плавления и/или нагрева содержит также блок управления, выполненный с возможностью определять состояние энергосистемы и альтернативных источников энергии и управлять этим состоянием, а также определять, следует ли использовать то или другое, или и то и другое для подачи энергии на устройство электропитания и нагрузку в зависимости от определенного состояния и/или количества энергии, требуемого нагрузкой в каждом случае.In some embodiments, the melting and/or heating installation also includes a control unit configured to determine and control the state of the power system and alternative energy sources, and determine whether one or the other, or both, should be used to supply energy to the the power supply device and the load depending on the specific state and/or amount of power required by the load in each case.
Поэтому преимуществом является возможность поддерживать работу нагрузки на высокой мощности в случае, например, меньшего количества энергии, доступной из альтернативных источников энергии, или в случае отключения электросети.It is therefore advantageous to be able to keep the load running at high power in the event of, for example, less energy available from alternative energy sources or in the event of a power outage.
Преимущество состоит в том, что блок управления определяет один или несколько параметров, включая доступность энергии, поставляемой сетями, стоимость энергии и степень интеграции по меньшей мере одного альтернативного источника энергии с доступной энергией, чтобы покрыть энергетические потребности нагрузки.Advantageously, the control unit determines one or more parameters, including the availability of energy supplied by the networks, the cost of energy, and the degree to which at least one alternative energy source is integrated with the energy available to cover the energy needs of the load.
При таком решении в каждом случае можно выбрать наиболее подходящий источник энергоснабжения, то есть энергию, поставляемую электросетью, или энергию, поставляемую альтернативными источниками энергии, принимая во внимание также стоимость. Так можно избежать необходимости сокращать производство или выключать установки в случае нехватки энергии или чрезмерных затрат на энергию.With such a solution, the most suitable source of energy supply can be selected in each case, ie energy supplied by the power grid or energy supplied by alternative energy sources, also taking into account the cost. In this way, the need to reduce production or shut down plants in the event of a power shortage or excessive energy costs can be avoided.
В других вариантах, по меньшей мере в случае использования источников возобновляемой энергии, предусмотрено устройство накопления электрической энергии, подключенное между альтернативным источником энергии и устройством электропитания и выполненное с возможностью накапливать энергию, вырабатываемую, когда она не потребляется печью, то есть нагрузкой.In other embodiments, at least in the case of using renewable energy sources, an electrical energy storage device is provided, connected between an alternative energy source and a power supply device and configured to store energy generated when it is not consumed by the furnace, that is, the load.
Накопленная энергия может быть использована позже, например, когда альтернативный источник энергии недоступен или не может обеспечить достаточное количество энергии.The stored energy can be used later, for example, when an alternative energy source is not available or cannot provide enough energy.
Изобретение относится также к способу электропитания установки для плавления и/или нагрева металлических материалов, обеспечивающему питание печи с помощью по меньшей мере одного альтернативного источника энергии, отличного и независимого от электросети.The invention also relates to a method for powering a plant for melting and/or heating metallic materials, supplying the furnace with at least one alternative source of energy, different from and independent of the mains.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Эти и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения станут понятны из следующего описания, со ссылками на прилагаемые графические материалы (чертежи), некоторых вариантов его осуществления, которыми не ограничен объем изобретения.These and other aspects, features and advantages of the invention will become clear from the following description, with reference to the accompanying drawings (drawings), some embodiments of its implementation, which does not limit the scope of the invention.
На фиг. 1 изображена схема установки для плавления и/или нагрева металлических материалов согласно описываемым здесь вариантам.In FIG. 1 shows a diagram of an installation for melting and/or heating metallic materials according to the embodiments described here.
На фиг. 2 изображена схема установки для плавления и/или нагрева, снабженная альтернативным источником переменного тока согласно описываемым здесь вариантам.In FIG. 2 is a diagram of a melting and/or heating plant provided with an alternative AC source according to the embodiments described herein.
На фиг. 3 изображена схема установки для плавления и/или нагрева, снабженная альтернативным источником переменного тока согласно другим вариантам.In FIG. 3 is a diagram of a melting and/or heating plant provided with an alternative AC source according to other embodiments.
На фиг. 4 изображена схема установки для плавления и/или нагрева, снабженная альтернативным источником переменного тока согласно описываемым здесь вариантам.In FIG. 4 is a diagram of a melting and/or heating plant provided with an alternative AC source according to the embodiments described herein.
На фиг. 5 изображена схема установки для плавления и/или нагрева, снабженная альтернативным источником постоянного тока согласно другим вариантам.In FIG. 5 is a diagram of a melting and/or heating plant provided with an alternate DC power source according to other embodiments.
На фиг. 6 изображена схема установки для плавления и/или нагрева, согласно другим вариантам.In FIG. 6 is a diagram of a melting and/or heating plant according to other embodiments.
На фиг. 7 изображена схема установки по варианту, проиллюстрированному на фиг. 4.In FIG. 7 shows a diagram of the installation according to the variant illustrated in FIG. 4.
Для облегчения понимания для идентичных общих элементов на чертежах, где это возможно, использованы одни и те же ссылочные обозначения. Понятно, что элементы и признаки одного варианта могут быть без дополнительных пояснений включены в другие варианты.For ease of understanding, the same reference numerals have been used throughout the drawings for identical common elements where possible. It is clear that the elements and features of one option can be included without further explanation in other options.
Подробное описание предлагаемого изобретенияDetailed description of the invention
Далее подробно рассматриваются возможные варианты осуществления изобретения, некоторые из которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Каждый вариант только иллюстрирует изобретение, но не ограничивает его объем. Например, один или несколько признаков, показанных или описанных в той мере, в какой они являются частью одного варианта, могут быть изменены или адаптированы к другим вариантам или в связи с ними для получения новых вариантов. Понятно, что изобретение должно включать все такие возможные модификации и варианты.The following discusses in detail possible embodiments of the invention, some of which are illustrated in the accompanying drawings. Each option only illustrates the invention, but does not limit its scope. For example, one or more features shown or described insofar as they are part of one embodiment may be modified or adapted to or in connection with other embodiments to provide new variations. It is clear that the invention should include all such possible modifications and variations.
Варианты изобретения относятся к установке 10 для плавления и/или нагрева металлических материалов, содержащей электрическую печь 11 и устройство электропитания 12 для питания электрической печи 11.Embodiments of the invention relate to a
В некоторых вариантах устройство электропитания 12 выполнено с возможностью питать трехфазные нагрузки.In some embodiments,
В некоторых вариантах установка 10 для плавления и/или нагрева содержит средство 13 подачи электроэнергии, выполненное с возможностью подавать энергию к устройству электропитания 12.In some embodiments, the melting and/or
Средство 13 подачи электроэнергии содержит по меньшей мере одно соединение 14 с электросетью 15, которая выдает переменные напряжение Ur и ток Ir.The power supply means 13 comprises at least one
В некоторых вариантах электросеть 15 является трехфазной.In some embodiments, the
В некоторых вариантах сетевое напряжение Ur и сетевой ток Ir имеют заданную сетевую частоту fr.In some embodiments, the mains voltage Ur and the mains current Ir have a predetermined mains frequency fr.
Возможны решения, когда величину сетевой частоты fr выбирают между 50 Гц и 60 Гц, то есть, исходя из частоты электросети страны, в которой установлена печь 11.Solutions are possible when the value of the network frequency fr is chosen between 50 Hz and 60 Hz, that is, based on the frequency of the power network of the country in which the
В некоторых вариантах средство 13 подачи электроэнергии содержит по меньшей мере один альтернативный источник энергии 16, отличный и независимый от электросети 15.In some embodiments, the power supply means 13 comprises at least one
В некоторых вариантах альтернативный источник энергии 16 отделен от электросети 15 и подключен непосредственно к устройству электропитания 12. Под «непосредственным» подключением подразумевается, что альтернативный источник энергии 16 подает энергию в устройство электропитания 12 без взаимодействия с электросетью 15 и, следовательно, без соединения 14.In some embodiments,
В некоторых вариантах печь 11 является электродуговой печью, погруженной электродуговой печью, индукционной печью, печью-ковшом или вообще плавильной, рафинировочной или индукционной нагревательной печью типа, подходящего для использоваться на сталелитейном заводе или на заводах по производству стекла.In some embodiments,
В последующем описании в качестве примера будут ссылки на электродуговую печь 11, имеющую емкость 17 или корпус, в который вводят расплавляемый металлический материал М.In the following description, by way of example, reference will be made to an
Печь 11 снабжена также электродами 18, в данном случае тремя электродами 18, обеспечивающими зажигание электрической дуги через металлический материал М и его плавление.
В некоторых вариантах электроды 18 установлены на средствах перемещения 19, выполненных с возможностью выборочного перемещения электродов 18 к металлическому материалу М и от него.In some embodiments, the
Средства перемещения 19 могут быть выбраны из следующей группы: механический привод, электрический привод, пневматический привод, гидравлический привод, шарнирный механизм, механический кинематический механизм, аналогичные и сравнимые элементы или возможные комбинации перечисленных.The means of
Возможны решения, в которых, если количество электродов 18 равно трем, то каждый из них подключен к соответствующей ступени устройства электропитания 12.Solutions are possible in which, if the number of
В некоторых вариантах устройство электропитания 12 получает энергию, подаваемую средством 13 подачи электроэнергии, то есть электросетью 15 и/или альтернативным источником 16, и преобразует ее в напряжение и ток питания, имеющие определенные электрические параметры «Ua», «Ia», «fa», подходящие для питания печи 11.In some embodiments, the
В некоторых вариантах устройство электропитания 12 содержит по меньшей мере один трансформатор 20, подключенный к электросети 15 и обеспечивающий преобразование первичных переменных напряжения и тока во вторичные переменные напряжение и ток.In some embodiments,
Возможны решения, когда трансформатор 20 содержит первичную обмотку 21, магнитно связанную с по меньшей мере одной вторичной обмоткой 22.Solutions are possible where the
Возможно решение, когда трансформатор 20 содержит несколько вторичных обмоток 22, магнитно связанных с первичной обмоткой 21. Такое решение позволяет уменьшить влияние помех на стороне сети, то есть уменьшить гармоники и реактивную мощность, обмениваемую с электросетью 15.A possible solution is that the
Вторичная электрическая энергия, подаваемая трансформатором 20, имеет вторичное напряжение Us, вторичный ток Is и вторичную частоту fs, заранее заданные конструктивными параметрами самого трансформатора 20.The secondary electrical energy supplied by the
В частности, вторичная частота fs по существу равна частоте fr сети, упоминавшейся выше, или вообще первичной частоте fp тока, циркулирующего в первичной обмотке 21.In particular, the secondary frequency fs is essentially equal to the frequency fr of the network mentioned above, or in general to the primary frequency fp of the current circulating in the primary winding 21.
Вместо этого вторичное напряжение Us и вторичный ток Is могут быть соотнесены, соответственно, с сетевым напряжением Ur и с сетевым током Ir или вообще с первичным напряжением Up и первичным током Ip первичной обмотки 21, с помощью коэффициента трансформации самого трансформатора 20.Instead, the secondary voltage Us and the secondary current Is can be related respectively to the mains voltage Ur and to the mains current Ir, or in general to the primary voltage Up and the primary current Ip of the primary winding 21, by means of the transformation ratio of the
Трансформатор 20, например, многоотводного типа, может быть снабжен регулировочными устройствами (не показаны), предназначенными для избирательной регулировки коэффициента трансформации трансформатора 20 в соответствии с конкретными потребностями.The
Предлагаемое устройство электропитания 12 содержит также выпрямители 23, соединенные с трансформатором 20 и выполненные с возможностью преобразовывать переменные вторичные напряжение и ток в промежуточные постоянные напряжение и ток.The proposed
В частности, выпрямители 23 позволяют выпрямлять вторичное переменное напряжение Us и вторичный переменный ток Is в соответствующие промежуточное постоянное напряжение Ui и промежуточный постоянный ток Ii.In particular, the
Выпрямители 23 могут быть выбраны из следующей группы: диодный мост, тиристорный мост.
Возможны решения, когда выпрямители 23 содержат устройства, например, выбранные из следующей группы: диоды, кремниевый выпрямитель, запираемый тиристор, интегрированный затвор-коммутируемый тиристор, тиристор с управлением металл-оксид-полупроводник, биполярный плоскостной транзистор, полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник, биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ).Solutions are possible when the
В некоторых вариантах устройство электропитания 12 содержит преобразователи 24, подключенные к выпрямителям 23 и выполненные с возможностью преобразовывать постоянные напряжение и ток в переменные напряжение и ток для питания электродов 18.In some embodiments,
Возможны решения, когда преобразователи 24 содержат устройства, выбранные, например, из следующей группы: кремниевый выпрямитель, запираемый тиристор, интегрированный затвор-коммутируемый тиристор, тиристор с управлением металл-оксид-полупроводник, биполярный плоскостной транзистор, полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник, биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ).Solutions are possible where
Возможны решения, когда регулировочные устройства 26 содержат, например, гистерезисный модулятор или широтно-импульсный модулятор.Solutions are possible when the
Эти типы модуляторов можно использовать для управления полупроводниками выпрямителей 23 и преобразователей 24. Эти модуляторы, управляемые соответствующим образом, генерируют значения напряжения или тока, которые должны подаваться на печь 11, в данном конкретном случае на электроды 18.These types of modulators can be used to control the semiconductors of the
Возможны решения, когда выпрямители 23 соединены с преобразователями 24 посредством по меньшей мере одной промежуточной цепи 27, работающей на постоянном токе.Solutions are possible when the
Промежуточная цепь 27 может быть выполнена с возможностью хранить электрическую энергию и создавать разделение между выпрямителями 23 и преобразователями 24 и, следовательно, по меньшей мере с электросетью 15 или возможными альтернативными источниками энергии 16, подключенными перед промежуточной цепью 27 относительно печи 11.The
Быстрые колебания мощности, возникающие в процессе плавления, частично фильтруются с помощью промежуточной цепи 27, чем уменьшается их влияние на электросеть 15.Rapid power fluctuations that occur during the melting process are partially filtered by the
Выпрямители 23, преобразователи 24 и промежуточная цепь 27 могут образовывать блок 28 постоянного тока. В частности, блок 28 постоянного тока может содержать постоянные компоненты выпрямителей 23 и преобразователей 24.
В некоторых вариантах, например, описываемых со ссылками на фиг. 2 и фиг. 3, по меньшей мере один альтернативный источник энергии 16 - это источник 31 переменного тока, выполненный с возможностью обеспечивать переменные напряжение UAC и тока IAC.In some embodiments, such as those described with reference to FIGS. 2 and FIG. 3, at least one
В некоторых вариантах источник 31 переменного тока подключен к трансформатору 20.In some embodiments,
В предпочтительных вариантах источник 31 переменного тока подключен к первичной обмотке трансформатора 21. В этом случае переменные напряжение UAC и тока IAC преобразуются трансформатором 20, выпрямляются выпрямителями 23 и преобразуются преобразователями 24.In the preferred embodiments, the
В других вариантах источник 31 переменного тока 31 подключен ко вторичной обмотке 22 трансформатора или к каждой из них, даже если в этом случае необходим еще один трансформатор, или к вспомогательные цепи, чтобы получить вторичные напряжение Us и ток Is с желаемыми характеристиками.In other embodiments, the
В некоторых вариантах источник 31 переменного тока - это источник возобновляемой энергии.In some embodiments,
Возможны решения, когда источник возобновляемой энергии включает гидроэлектростанцию или плотину 32, подходящую для преобразования энергии воды в электрическую энергию.Solutions are possible where the renewable energy source includes a hydroelectric power plant or
В других вариантах, которые могут быть объединены с предыдущими, источник возобновляемой энергии может быть ветровой электростанцией, имеющей по меньшей мере одну ветровую турбину 33, пригодную для преобразования энергии ветра в электрическую энергию.In other embodiments, which may be combined with the previous ones, the renewable energy source may be a wind farm having at least one
В некоторых вариантах предусмотрено двадцать или более ветровых турбин 33, каждая из которых может генерировать электрическую мощность около 5 МВт, чтобы иметь возможность питать печь 11 только за счет энергии, поставляемой этим альтернативным источником энергии 16, по меньшей мере во время работы.In some embodiments, twenty or
В некоторых вариантах предусмотрен по меньшей мере один генератор 36 переменного тока, выполненный с возможностью вырабатывать электрическую энергию переменного тока.In some embodiments, at least one
В некоторых вариантах, например, описываемым со ссылками на фиг. 3, предусмотрено по меньшей мере одно устройство 37 накопления электрической энергии, подключенное между альтернативным источником энергии 16 и устройством электропитания 12.In some embodiments, such as those described with reference to FIGS. 3, at least one electrical
Устройство 37 накопления электрической энергии выполнено с возможностью накапливать электрическую энергию, вырабатываемую источником возобновляемой энергии 32, 33, когда он не используется для питания печи 11, чтобы сохранить ее и сделать доступной для использования позже. Устройства 37 накопления электрической энергии могут содержать, например, батарею конденсаторов или ультраконденсаторов.The electrical
В случае источника переменного тока устройства 37 накопления электрической энергии могут содержать выпрямители и преобразователи, включенные соответственно перед батареей конденсаторов и за нею, выполненные с возможностью соответственно выпрямлять и преобразовывать переменные ток и напряжение.In the case of an AC source, electrical
В других вариантах, описываемых со ссылками на фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 7, и в сочетании с предыдущими вариантами альтернативный источник энергии 16 содержит источник 34 постоянного тока, выполненный с возможностью подавать постоянные напряжение UDC и ток IDC.In other embodiments, described with reference to FIGS. 4, fig. 5 and FIG. 7, and in combination with the previous embodiments, the
В некоторых вариантах источник 34 постоянного тока подключен непосредственно к промежуточной цепи 27 после выпрямителей 23.In some embodiments, the
В некоторых вариантах предусмотрен однонаправленный электрический компонент 38, обеспечивающий однонаправленность генерируемого тока. Этим предотвращается неправильная полярность электрического тока IDC на входе, что может привести к повреждению компонентов устройства электропитания 12. Однонаправленный электрический компонент 38 может быть, например, диодом или диодной схемой.In some embodiments, a unidirectional
Возможны решения, когда источник 34 постоянного тока представляет собой возобновляемый источник энергии, содержащий фотоэлектрические панели 35, обеспечивающие преобразование солнечной энергии в электрическую.Solutions are possible when the
В некоторых вариантах предусмотрено несколько фотоэлектрических панелей, обеспечивающих мощность до 100 МВт и более, чтобы обеспечить адекватную мощность установки 10 для плавления и/или нагрева.In some embodiments, multiple photovoltaic panels are provided, providing up to 100 MW or more to provide adequate power for melting and/or
В этом случае постоянные напряжение UDC и ток IDC должны быть только преобразованы преобразователями 24 в переменные напряжение Ua питания и ток Ia питания.In this case, the direct voltage U DC and current I DC need only be converted by the
В некоторых варианта, например, описанных со ссылками на фиг. 5, между альтернативным источником энергии 16 и устройством электропитания 12 подключено устройство 37 накопления электрической энергии.In some embodiments, such as those described with reference to FIG. 5, an electrical
Альтернативные источники энергии 16 могут быть расположены в непосредственной близости от места, где находится нагрузка, в данном случае дуговая печь 11, или же они могут быть расположены в нескольких сотнях метров или в нескольких километрах от такой нагрузки.
На фиг. 7 проиллюстрирован вариант, в котором электродуговая печь 11 расположена в первом узле S1, а альтернативный источник энергии 16 расположен во втором узле S2, например, на расстоянии D от 500 м до 2000 м от первого узла S1.In FIG. 7 illustrates an embodiment in which the
В этом варианте сложно разместить кабели, размеры которых подходили бы для передачи тока от второго узла S2 к первому узлу S1. На деле фотоэлектрические панели 35, обычно расположенные цепочками параллельно друг другу, имеют постоянное напряжение около 1500 В и должны создавать очень большие токи, так как они должны поставлять энергию, достаточную для питания электродуговой печи 11. Поэтому на расстоянии D, равном 500-2000 м, для сокращения потерь пришлось бы использовать кабели очень больших сечений.In this embodiment, it is difficult to place cables sized to carry current from the second node S2 to the first node S1. In fact, the
В варианте, проиллюстрированном на фиг. 7, средство 13 подачи электроэнергии содержит преобразователь 41, выполненный с возможностью преобразовывать постоянный ток, обеспечиваемый фотоэлектрическими панелями 35, в переменный ток, чтобы транспортировать энергию к первому узлу S1.In the embodiment illustrated in FIG. 7, the power supply means 13 includes a
При таком решении энергия может передаваться с очень малыми потерями даже на большие расстояния без чрезмерного увеличения сечения кабелей и облегчается выполнение и монтаж соединений установки 10 для плавления и нагрева. В этом случае альтернативный источник энергии 16 и устройство электропитания 12 могут быть соединены друг с другом посредством одного или нескольких кабелей 40 переменного тока при среднем или высоком напряжении.With this solution, energy can be transmitted with very low losses even over long distances without unduly increasing the cross section of the cables, and making and installing the connections of the melting and
В первом узле S1 средство 13 подачи электроэнергии содержит схему 42 выпрямления, например выпрямительный мост, выполненный с возможностью преобразовывать переменный ток в постоянный.In the first node S1, the power supply means 13 includes a
После преобразователя 41 может быть предусмотрен повышающий трансформатор 43, выполненный с возможностью повышать выходное напряжение преобразователя 41, обычно низкое, до среднего или высокого напряжения. Например, повышающий трансформатор 43 может быть выполнен с возможностью выдавать выходное напряжение порядка нескольких киловольт (обычно 11, 22 или 33 кВ).A step-up
В этом случае может быть предусмотрен связанный понижающий трансформатор 44, подходящий для понижения напряжения, подаваемого по кабелю 40, до низкого или среднего значения, соответствующего значению по промежуточной цепи 27. Понижающий трансформатор 44 предпочтительно расположен перед выпрямительным мостом 42, если таковой имеется.In this case, an associated step-down
В других вариантах (на чертежах не показаны) предусмотрено, что переменный ток подается непосредственно на трансформатор 20, возможно, после преобразования, если необходимо, с помощью понижающего трансформатора 43.In other versions (not shown in the drawings), it is provided that the alternating current is supplied directly to the
В других вариантах альтернативный источник энергии 16 - это невозобновляемый источник энергии, выполненный с возможностью получать электроэнергию путем сжигания ископаемого топлива, при этом невозобновляемый источник выбран из следующей группы: газовые турбины, вспомогательные электрогенераторы, работающие на угле или нефти.In other embodiments,
В некоторых вариантах предусмотрено два или более альтернативных источников энергии 16 одного и того же или разных типов.In some embodiments, two or more
Например, в вариантах, проиллюстрированных на фиг. 6, предусмотрен первый альтернативный источник энергии 16AC, содержащий источник 31 переменного тока, подключенный к трансформатору 20 устройства электропитания 12, и второй альтернативный источник энергии 16DC, содержащий источник 34 постоянного тока, подключенный к промежуточной цепи 27.For example, in the embodiments illustrated in FIG. 6, a first
Благодаря конструкции устройства электропитания к нему можно подключить несколько альтернативных источников энергии 16, снабженных соответствующими источниками 31 переменного тока или источниками 34 постоянного тока без необходимости наличия других компонентов.Due to the design of the power supply device, it is possible to connect to it several
Однако ясно, что к трансформатору 20 можно подключить источник 34 постоянного тока, предусмотрев между ними преобразователь для преобразования постоянных напряжения и тока UDC, IDC в переменные напряжение и ток UAC, IAC.However, it is clear that a
И наоборот, может быть предусмотрено подключение источника 31 переменного тока к промежуточной цепи 27 или к блоку 28, используя выпрямительное устройство для преобразования переменных напряжения и тока UAC, IAC в постоянные напряжение и ток UDC, IDC.Conversely, it may be provided to connect the
В некоторых вариантах, например, описанных со ссылками на фиг. 1 и фиг. 6, установка 10 для плавления и/или нагрева содержит блок управления 39, выполненный с возможностью управлять одним или более параметрами, такими как функциональное состояние, качество, доступность энергии и/или стоимость энергии, поставляемой электросетью 15 и, соответственно, одним или более альтернативными источниками энергии 16, 16AC, 16DC, и количество энергии, требуемое печью 11, и выбрать одно, другое или оба, чтобы подавать энергию на устройство электропитания 12.In some embodiments, such as those described with reference to FIG. 1 and FIG. 6, the
Под доступностью понимается количество энергии, произведенной и/или аккумулированной альтернативным источником энергии 16.Availability refers to the amount of energy produced and/or stored by an
Затраты могут быть рассчитаны на основе тарифов электросети 15, на основе 
В некоторых вариантах установка 10 для плавления и/или нагрева содержит счетные устройства, связанные с источниками альтернативной энергии 16 и выполненные с возможностью подсчитывать и/или контролировать количество энергии, производимой возобновляемыми источниками 32, 33, 35.In some embodiments, the melting and/or
В некоторых вариантах установка 10 для плавления и/или нагрева содержит устройства, подходящие для определения и/или оценки мощности, потребляемой печью 11 во времени, и предоставления этой информации блоку управления 39.In some embodiments, the melting and/or
В зависимости от определенного состояния, то есть от количества энергии, произведенной в каждом случае альтернативным источником энергии 16, и, возможно, от количества энергии, накопленной в устройстве (устройствах) 37 накопления электрической энергии, блок управления 39 может определить, использовать ли в качестве средства 13 подачи энергии электросеть 15, или альтернативные источники энергии 16, или и то и другое.Depending on the determined state, i.e. on the amount of energy produced in each case by the
Блок управления 39 может быть выполнен с возможностью выбирать в каждом случае всех те и только те средства 13 подачи электроэнергии, которые необходимы, с одной стороны, для обеспечения правильного функционирования установки 10 для плавления и/или нагрева, а с другой стороны, для оптимизации общего потребления энергии, чтобы сократить потребление энергии от электросети 15.The
В других вариантах устройство электропитания 12 содержит блок управления 25, выполненный с возможностью управлять работой преобразователей 24, а также регулировать подаваемые на электроды 18 переменное напряжение и ток питания во времени.In other versions, the
В некоторых вариантах блок управления 25 управляет преобразователями 24, чтобы выборочно устанавливать параметры переменных напряжения Ua и тока питания Ia.In some embodiments, the
В некоторых вариантах блок управления 25 снабжен устройствами регулирования 26, выполненными с возможностью регулировать частоту «fa» переменных напряжения «Ua» и тока питания «Ia» и одновременно обеспечивать изменение реактивного сопротивления цепи питания печи 11.In some embodiments, the
В частности, напряжение питания «Ua» и ток «Ia» выборочно регулируются в зависимости от задействованной мощности плавления.In particular, the supply voltage "Ua" and the current "Ia" are selectively controlled depending on the involved melting power.
Возможны решения, когда трансформатор 20, выпрямители 23, подключенные к трансформатору 20, и преобразователи 24 вместе образуют силовой модуль 29.Solutions are possible where the
В некоторых вариантах устройство электропитания 12 снабжено силовыми модулями 29, подключенными параллельно друг другу к электросети 15 и к электропечи 11.In some embodiments, the
В некоторых вариантах силовые модули 29 подключены параллельно друг другу к альтернативному источнику энергии 16 и к электропечи 11.In some embodiments,
Комбинация нескольких силовых модулей 29 позволяет получить масштабируемое устройство электропитания 12 с размерами, соответствующими конкретному размеру питаемой печи 11.The combination of
Возможно решение, когда блок управления 25 подключен ко всем силовым модулям 29 для управления по меньшей мере соответствующими преобразователями 24, чтобы каждый модуль обеспечивал одинаковые значения напряжения, тока и частоты питания для электродов 18. При таком решении можно избежать сбоев в работе всей системы.A solution is possible when the
Возможно решение, когда устройство электропитания 12 содержит катушку индуктивности 30, выполненную с возможностью получать желаемое общее реактивное сопротивление устройства.A solution is possible where the
Катушка индуктивности 30 может быть подключена после преобразователей 24 и имеет размеры, обеспечивающие достижение желаемого полного эквивалентного реактивного сопротивления. При таком решении можно получить общее реактивное сопротивление, определяемое катушкой индуктивности 30, и реактивное сопротивление, вносимое проводниками, соединяющими устройство электропитания 12 с электропечью 11, в данном случае с электродами 18.The
Как правило, индуктивность - это проектный параметр, который нельзя изменить после сборки компонента.Typically, inductance is a design parameter that cannot be changed after the component has been assembled.
Изменяя частоту (например, относительно частоты сети 50 Гц) можно при той же индуктивности изменять реактивное сопротивление, которое компонент принимает в цепи, и, следовательно, достигать желаемого полного эквивалентного реактивного сопротивления.By changing the frequency (for example, relative to the mains frequency of 50 Hz), it is possible, with the same inductance, to change the reactance that the component takes in the circuit, and therefore achieve the desired total equivalent reactance.
В случае электродуговой печи 11 возможно решение, когда блок управления 25, в свою очередь, также соединен с устройством перемещения 19, обеспечивая возможность регулировать положение электродов 18 на разных стадиях процесса плавления.In the case of an
Электроды 18 перемещаемы устройством перемещения 19, чтобы следовать за положением материала и, таким образом, изменять длину дуги.The
При таком решении блок управления 25 обеспечивает управление, в зависимости от конкретных стадий процесса, по меньшей мере следующими параметрами: напряжение питания Ua, ток питания Ia, частота питания fa и положение электродов 18, если таковые имеются.With this solution, the
Широкие возможности управления различными параметрами позволяют оптимизировать передачу энергии в процесс и в то же время уменьшать возмущения в электросети 15 и/или в альтернативных источниках энергии 16, возникающие при быстрых изменениях мощности на стороне печи.The wide range of control options for various parameters allows to optimize the transfer of energy to the process and at the same time reduce disturbances in the
Описываемые здесь варианты осуществления изобретения относятся также к способу электропитания печи 11 установки 10 для плавления и/или нагрева металлического материала М.The embodiments of the invention described herein also relate to a method for powering the
В некоторых вариантах способ обеспечивает подачу электрической энергии с помощью средства 13 подачи электроэнергии в устройство электропитания 12 и преобразование электрической энергии с помощью устройства электропитания 12, чтобы получить переменное напряжение питания Ua и переменный ток Ia питания для подачи в печь 11.In some embodiments, the method provides for the supply of electrical energy by the power supply means 13 to the
В некоторых вариантах способ включаетIn some embodiments, the method includes
- подачу через электросеть 15 первичных напряжения Up и тока Ip к трансформатору 20,- supply through the
- преобразование с помощью трансформатора 20 первичных напряжения Up и тока Ip во вторичные напряжение Us и ток Is,- transformation by means of a
- выпрямление вторичных напряжения Us и тока Is с помощью выпрямителей 23 для получения постоянных напряжения Ui и тока Ii,- rectification of the secondary voltage Us and current Is using
- преобразование с помощью преобразователей 24 постоянных напряжения Ui и тока Ii в переменные напряжение питания Ua и ток питания Ia, которые можно выборочно задавать с помощью блока управления 25, подключенного к преобразователям 24,-
- подачу напряжения питания Ua и тока питания Ia в печь 11.- supply voltage Ua and supply current Ia to
В некоторых вариантах способ предусматривает подачу энергии в печь 11 в дополнение или в качестве альтернативы энергии, поставляемой электросетью 15, по меньшей мере одним альтернативным источником энергии 16, подключенным к устройству электропитания 12, отличным от электросети 15, и независимым от нее.In some embodiments, the method involves supplying power to the
В некоторых вариантах способ обеспечивает определение одного или нескольких параметров, таких как доступность энергии, подаваемой по сетям, стоимость энергии и степень интеграции энергии, доступной из альтернативных источников, необходимой для покрытия энергетических потребностей печи 11, и использование этих параметров, чтобы определить, следует ли подавать энергию на устройство электропитания 12 от электросети 15, или от альтернативного источника энергии 16, или от того и от другого.In some embodiments, the method provides for determining one or more parameters, such as the availability of energy supplied through the networks, the cost of energy, and the degree of integration of energy available from alternative sources necessary to meet the energy needs of the
В некоторых вариантах способ электропитания предусматривает использование источника 31 переменного тока и подачу переменных напряжения и тока UAC, IAC непосредственно на первичную обмотку 21 трансформатора.In some embodiments, the power supply method involves using an
В некоторых вариантах способ электропитания предусматривает использование источника 34 постоянного тока и подачу постоянных напряжения и тока UDC, IDC непосредственно в промежуточную цепь 27 после выпрямителей 23.In some embodiments, the power supply method involves using a
Понятно, что в установку 10 для плавления и/или нагрева, а также в способ электропитания, описанные выше, могут быть внесены модификации и/или добавления частей или стадий без отклонения от области и объема изобретения.It will be appreciated that modifications and/or additions of parts or steps may be made to the melting and/or
Ясно также, что, хотя изобретение было описано со ссылками на некоторые конкретные примеры, специалист безусловно сможет реализовать многие другие эквивалентные формы установки 10 для плавления и/или нагрева и способа ее электропитания, имеющие признаки, изложенные в формуле изобретения, которые, следовательно, все попадают в определенный ею объем охраны.It is also clear that, although the invention has been described with reference to certain specific examples, the person skilled in the art will certainly be able to realize many other equivalent forms of the melting and/or
Claims (28)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102019000023310 | 2019-12-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2798482C1 true RU2798482C1 (en) | 2023-06-23 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITVI20090180A1 (en) * | 2009-07-20 | 2011-01-21 | Riccardo Novello | POWER SUPPLY FOR AN ELECTRIC LOAD, POWER SUPPLY SYSTEM OR COUPLING OF A FIRST ELECTRIC POWER SOURCE WITH ONE OR MORE AUXILIARY ELECTRIC POWER SOURCES AND RELATED METHOD. |
| RU2632366C2 (en) * | 2015-07-30 | 2017-10-04 | Даниели Отомейшн Спа | Method and device for feeding electric power to electric arc furnace |
| CN207218260U (en) * | 2017-06-16 | 2018-04-10 | 国网山东省电力公司经济技术研究院 | A kind of terminal energy supplying system |
| WO2019207609A1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. | Melting method in an electric arc furnace and corresponding apparatus |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITVI20090180A1 (en) * | 2009-07-20 | 2011-01-21 | Riccardo Novello | POWER SUPPLY FOR AN ELECTRIC LOAD, POWER SUPPLY SYSTEM OR COUPLING OF A FIRST ELECTRIC POWER SOURCE WITH ONE OR MORE AUXILIARY ELECTRIC POWER SOURCES AND RELATED METHOD. |
| RU2632366C2 (en) * | 2015-07-30 | 2017-10-04 | Даниели Отомейшн Спа | Method and device for feeding electric power to electric arc furnace |
| CN207218260U (en) * | 2017-06-16 | 2018-04-10 | 国网山东省电力公司经济技术研究院 | A kind of terminal energy supplying system |
| WO2019207609A1 (en) * | 2018-04-24 | 2019-10-31 | Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. | Melting method in an electric arc furnace and corresponding apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6452289B1 (en) | Grid-linked power supply | |
| Singh | Induction generators-A prospective | |
| US20170338651A1 (en) | Integrated multi-mode large-scale electric power support system for an electrical grid | |
| US10033190B2 (en) | Inverter with at least two DC inputs, photovoltaic system comprising such an inverter and method for controlling an inverter | |
| CA2892047A1 (en) | High voltage direct current (hvdc) converter system and method of operating the same | |
| AU2016208284A1 (en) | DC/AC converter apparatus comprising means for controlling the reactive power and power conversion and generation system comprising such DC/AC converter apparatus | |
| US20060114642A1 (en) | Systems and methods for integrated VAR compensation and hydrogen production | |
| AU2020397708B2 (en) | Plant for melting and/or heating metal material and method to power it | |
| CN102006000A (en) | Non-directly grid-connected wind driven generator with connection type of power winding variable and method | |
| JP2008274882A (en) | Hybrid wind power generation system | |
| RU2798482C1 (en) | Installation for melting and/or heating of metal material and method of its power supply | |
| JP2016201893A (en) | Interconnection system | |
| JP5812503B1 (en) | Power supply system for photovoltaic power generation | |
| US20100213768A1 (en) | Apparatus for photovoltaic power generation | |
| KR100740764B1 (en) | Line change type un-interruptible power hybrid inverter system having a booster function and a parallel converter function | |
| KR20210109795A (en) | Integrated converter of Grid connected type for new renewable energy and energy storage devices | |
| Sanjeev et al. | A novel configuration for PV-battery-DG integrated standalone DC microgrid | |
| JP2022055035A (en) | Power conversion device, power conversion system, solar power generation system, and control method | |
| RU2759009C1 (en) | Method and system for supplying direct current consumers with a power supply source based on renewable energy resources | |
| RU2208890C1 (en) | Method for no-break power supply to loads of power system operating on renewable energy sources (alternatives) | |
| KR20140140656A (en) | Solar power supplying apparatus and cotroll method of power supplying thereof | |
| Rathore et al. | Power electronic applications, grid codes, power quality issues, and electricity markets for distributed generation | |
| US20230236573A1 (en) | Plant for melting and/or heating metal material, and method to supply electrical energy to said plant | |
| JP7460527B2 (en) | Controlled Energy Storage Balance Technology | |
| RU2651382C2 (en) | Method of power supply of traction network |