SU1202085A1 - Система управлени электрическим режимом трехфазной дуговой электропечи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устрой-; ствам дл  управлени  электрическим режимом дуговых электропечей. Целью изобретени   вл етс  снижение-расхода электроэнергии . за счет лучшего использова.ни  печного трансформатора . Дл  этого система управлени  дополнительно снабжаетс  блоком вычислени  квадратичных токов фаз, блоком вычислени  среднеквадратичного тока, блоком управлени  вычислением , трем  блоками сравнени , блоком задани  отношени  квадратичного тока к среднеквадратичному, вторым сумматором, блоком вычислени  пере- , грева обмоток печного трансформатора , блоком вычислени  перегрева футеровки печи, элементом И-ИЛИ, датчиком температуры обмоток трансформатора , блоком задани  допускаемой температуры обмоток, датчиком температуры футеровки, блоком задани  температуры футеровки, датчиком температуры металла и блокбм задани  температуры металла. Контроль нагрузки трансформатора по квадратичным токам наилучшим образом определ ет его режим при резких изменени х нагрузки. При этом непосредственно контролируетс  и температура обмоток . Величина управл емого рабочего тока  вл етс  суммой среднеквадратичного тока и сигнала, пропорционального перегреву обмоток трансформатора , и определ етс  автоматически программируемым отношением реактивной и активной мощностей. Текущее NP значение отношени  мощностей сравни-, D Э ваетс  с автоматически программируемым , завис щим не только от первоначального задани , но и от величины эо ел ступени напр жени  трансформатора и перегрева футеровки. 1 ил.

Description

I

Изобретение относитс  к электротермии и может быть использовано -дл  управлени  электрическим режимом дуговых электропечей.

Целью изобретени   вл етс  снижение расхода электроэнергии за счет лучшего использовани  печного трансформатора.

На чертеже представлена блок-схема системы управлени  дуговой электропечи. I .. . ..

Между системой 1 питани  и высоковольтной стороной печного трансформатора 2, оснащенного переключателем 3 ступеней напр жени , - датчики 4 и 5 напр жени  и тока. Дугова  электропечь 6 оснащена механизмом перемещени  электродов 7 и бло .ком 8 сравнени  сигнала управлени . Во вторичные цепи датчиков 4 и 5 тока и напр жени  включены счетчики 9 и 10 активной энергии и реактивно энергии (например, счетчики индукционного типа, снабженные датчикамиформировател ми импульсов). Выходы формирователей импульсов счетчиков 9 и 10 включены на вход блока 11 вычислени  отношени  реактивной и активной энергии (мощностей). Кроме того, .выход счетчика 9 включен на вход блока 12 управлени  вычислением , выход которого включен на. один из вводов блока 11. На вход блока 13 вычислени  квадратичных токов фаз включен выход датчиков 5 тока, другой вход блока 13 соединен с выходом блока 12. Вычисление квадратичных токов фаз в блоке 13 могут выполнить, например, индукционные счетчики квадратичного тока, снабженные датчиками-формировател ми импульсов. Выход блока 13 соединен с входом блока 14 вычислени  квадратичного тока фаз и одним из входов блока 15 сравнени  квадратичных токов фаз и среднеквадратичного тока и их допускаемого отношени . В сумматор 16 подаютс  сигналы с выхода блока 14 и блока 17 вычислени  перегрева обмоток печного трансформатора 2. На входы блока 18 сравнени  отношени  мощности подаютс  аналоговые сигналы с выхода блока 11, вькода блока 19 вычислени  перегрева футеровки, выхода блока 20 автоматического программировани , отношени  энергий (мощностей) . Выход блока 18 соединен с входом

2020852

сумматора 21, другой вход которого соединен с выходом блока 16, а его выход соединен с одним из входов блока 8, втброй вход которого соединен через согласующий трансформато р .-22 с вторичными обмотками печного ,. трансформатора 2, а третий вход . с выходом блока 23 сравнени  температуры металла, входы которого fO соединены с блоком 27 задани  температуры металла и датчиком 25 текущего значени  температуры металла. Выход блока 8 св зан с входом блока электродов 7. Входы элемента И-ИЛИ26 15 .соединены с выходами блоков 17 и 19, а его выход - с переключателем 3 ступеней напр жени .

Входы блока 17 вычислени  перегрева обмоток печного трансформатора соединены с датчиком 27 температуры обмоток и блоком 28 задани  температуры .

Входы блока вычислени  перегрева 25 футеровки соединены с датчиком 29 .температуры футеровки и блоком 30 задани  температуры футеровки. Третий вход элемента И-ИЛИ соединен с выходом блока 31 задани  ступени 3Q напр жени .

Входы блока 20 соединены с блоком 32 первоначального задани  отношени , энергии, а дополнительный вход бло .- ка 15 сравнени  - с блоком 33 зада- : ни  допустимого отношени  квадратичных и сд)еднеквадратичных токов.

Система управлени  дуговой электропечи работает следующим : образом.

Перед включением электропечи задают начальные параметры режима, в блок 26 - ступень напр жени , в блок 20 - первоначальное отношение энергий у.дд , в блок 23 - температуру металла Т„.дд„ . Ввод т необходимые ограничени .: в блок 28 допускаемую температуру обмоток печного трансформатора Т , в блок 30 - допускаемую температуру

футеровки Т ,до„ , в блок 33 - допускаемое отношение квадратичных токов фаз и среднеквадратичного

токи. После включени  электропечи счетчики 9 и 10 измер ют активную

и реактивную энергии и формируют импульсы , число которых пр и Пд пропорционально соответственно активной Р.. и реактивной Qt энерги м

Пр k,Pt.

Mt.

причем коэффициенты пропорциональности k , и k 2 одинаковы (k , kg).

Блок 11 вычисл ет отношение реактивной и активной энергий (мощностей )

V о Q I 11 Г Tза интервал времени t t, причем tк обратно пропорционально активной мощности - - . .

kV

ъ

)

где k - коэффициент пропорциональности- .

Блок 11 выдает значение у на выходе в Аналоговой форме. Врем  tn вычисл етс  блоком 12 при прохождении , например, 100 импульсов. Блок 13 вычисл ет квадратичные токи фаз

л t

ii

Л

в виде последовательности импульсов П-. .... :

i-, . ц KBil где k, - коэффициент пропорциональности .

Через интервалы времени t блок 12 одновременно подает команду на вьщачу результатов на выходах блоков 11;и 13. Блок 14 вычисл ет среднеквадратичный ток фаз - ;

п 4п. + п + п

ск. I;. 1 Xj

И вьщает на выходе аналоговый сигнал

т -; 1,

ск 5 ск

где kg - коэффициент пропорциональности .

В блоке 15 текущие квадратичные токи фаз в виде последовательности импульсов П|. сравниваютс  с п. и допускаемым отношением (1,в, и аналоговый сигнал рассогласовани 

Г2 - (I . /I ) 1

Ы L хв.; ск АОП

Кб

(через пороговый элемент) поступает на один из. входов блока 11, вызыва  запрет вьщачй результата вычислени  у, при этом на выходе блока 11 остаетс  результат предыдущего вычис-.

лени . В сумматоре 1Ь сигнал I суммируетс  с сигналим лХ пропорциональным перегреву обмоток печного трансформатора, и на выходе сумматора 16 формируетс  сигнал управл емого тока I,.

Ii} I OK + il.r. где MT k ,

B коэффициент пропорциональности ,

Tgg - температура обмоток, 06 A rt допускаема  температура

обмоток.

Сумматор 16 реагирует только на положительньй сигнал ДТ.Сигнал Iq поступает на один из входов сумматора 21, на другой вход этого блока поступает с выхода блока 18 сигнал рассогласовани  отношени  энергий

.ГУпр-Чт/ :

где у - текущее отношение энергий, УД.- программируемое отношение

энергий, выходной сигнал блока 20,

У

f

сигнал, пропорциональный перегреву футеровки электропечи ,k - коэффициент пропорциональности ,

J m ..

f (Tf-Ьтгу перегрев футеровки f

Т - температура футеровки по

датчикам,

.доп. допускаемый уровень температуры футеровки.

Сигналы jf , УПВ и аТф поступают на входы блока 18 с выходов блоков 11, 20 и 19, причем блок 18 реагирует только на положительные сигналы . На выходе сумматора 21 формируетс  сигнал управлени , равный сумме сигналов выхода блоков 18 и 1б

. lu - ujf

i« + T, + у -iy .

p

с выхода сумматора 21 суммарный сигнал управлени  поступает на первый вход блока В, на второй вход йоторо55 го поступает сигнал U, неизменный по величине на любой ступени,напр жени , так что на выходе блока 8 формируетс  сигнал рассогласовани 

нн- Iy

):

Ay

поступающий на вход блока 7, осуществл ющего перемещение электродов

, -ЛУ где

8 А1

коэффициент.

пропорциональности.

. В начале плавки при отсутствии перегревов обмоток трансформатора и футеровки печи сигнал управлени 

СИ +7 - fnp)

I

+ &у

Ч

- (it.

у -Глр)

и„н

ду

ни - (I

ьу), ИЧ

ск

а - kjun,-- (I,, +A2f), вС.

. Блок 8 настраиваетс  таким образом что при отсутствии рассогласовани 

Ч

.нн- 1с. ОПри этом, если ток увеличиваетс , по вл етс  отрицательное рассогла ,сование Ь у, механизм перемещени  поднимает электроды вверх, если уменьшитс , электроды опускаютс .( При увеличении I,., увеличиваетс  У , усиливаетс  положительное рассогласование А у , по вл етс  отрицательное рассогласование Ду, электроды поднимаютс . С уменьшением IctУ уменьшаетс , по вл етс  отрицателькое рассогласование лу , Л у увеличиваетс , электроды опускаютс . При достаточно продолжительном плавлении может .по витьс  сигнал (как следствие увеличени  , так и При быстром ее изменении), увеличива .етс  I, увеличиваетс  сигнал управлени  I ,. + 4 jj, по вл етс  отрицательное рассогласование и у, механизм перемещени  поднимает электроды , токи электродов уменьшаютс , дуги станов тс  длинее. При достаточном проплавлении шихты датчики температуры футеровки отмечают повышение Тл (блок 19 может вычислить и повышенную скорость изменени  Т,) по витс  положительный сигнал .А у л отрицательное рассогласование &у , уменьшитс  сигнал I ц , по витс  положительное рассогласование 4У, электроды начнут опускатьс , ток электродов увеличитс , дуги станов тс  короче, T« уменьшаетс . Если тле. произойдет снижени  Тф, то при наличии сигнала .А1 в элемент 26 одновремен21о постзт т сиг .налы д1 и ьуда , блок 3 выдаст сигнал .аи alt ьуф + i ioA1202085 ,6

(

-переключени  на пониженную ступень напр жени  в режим более коротких 1Дуг. На одном из выходов блока 3 формируетс  -сигнал

Сигнал- у у вводитс  в блок 20, на

другой вход которого ранее введен сигнал задани  у ,ад так, что на выходе блока 20 формируетс  сигнал автоматического программировани 

Упр ,. :

Выход блока. 3 и вход блока 20 пред- , усматривают возможность формировани  сигнала у и по другому принципу. При достижении температуры металла заданного значени  на выходе блока 23 по вл етс  сигнал Л Тд, О, на один из входов блока 8 поступает сигнал подъема электродов.

ч

По сравнению с прототипом в

(предлагаемой системе управлени  дугрвой электропечи печной трансформатор

используетс  лучше, так как его нагрузка контролируетс  по квадратичным токам,наилучшим образом опреде- л ющим его режим при имеющихместо резких (от тока холостого хода до тока эксплуатационного короткого замыкани ) изменени х нагрузки. Кроме ToVo, непосредствен.но контролируетс  и температура обмоток. Величина управл емого рабочего тока  в л етс  суммой средне.квадратичного тока и сигнала, пропорционального перегреву обмоток печного трансформатора , и определ ет.с  автодатическ

5 программируемым отношением реактивной и активной мощностей. Текущее значение отношени  мощностей у сравниваетс  с автоматически программируемым, завис щим не только от первоначального задани , но

и от величины ступени напр жени  . трансформатора и перегрева футеровки печи.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1 Система управлени  электрическим режимом трехфазной дуговой электро:печи , содержаща  переключатель;. ступеней напр жени  печного трансформатора , датчики тока и напр жени по числу фаз, соединенные с входами счетчика активной и счетчика реактивной энергий, снабженных формировател ми импульсов, выходы обоих счетчиков соединены.с первым и втор входами блока вычислени  отношени  активной.и реактивной энергий, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнени , сое дине-нного вторым входом с выходом блока задани  отношени  энергий . а выходом - с первым входом первого сумматора, блок управлени  приводом перемещени  электрода и блок задани  ступени напр жени , отличающа с  тем, что, с целью снижени  расхода электроэнергии, он снабжена блоком вычислени  квадрати ных токов фаз, блоков вычислени  среднеквадратичного тока, блоком уп равлени  вычислением, трем  блоками сравнени , блоком задани  отношени  квадратичного тока к среднеквадратичному , вторым сумматором, блоком вычислени  перегрева обмоток печног трансформатора, блоком вычислени  перегрева футеровки печи, элементом И-ИЛИ, датчиком температуры обмоток трансформатора, блоком задани  допускаемой температуры обмоток, датчиком температуры футеровки, блоком задани  температуры футеровки, датчиком температуры металла и блоком задани  темпер атуры металла, выходы ( Датчиков тока фаз соединены с трем  входами блока вычислени  квадратичных токов фаз, выходы которого соединены с трем  входами блока вычислени  среднеквадратичйого тока и с трем  входами второго блока сравнени , четвертый вход которого соединен с выходом блока вычислени  среднеквадратичного тока, а п тый вход - с выходом блока задани  отношени  квадратичного тока к среднеквадратичному , выход второго блока сравнени  соединен с третьим входом блока вычислени  отношени  активной и реактивной энергий, четвертьй вход которого и четвертый вход блока вычислени  квадратичных токов фаз соединены с выходом блока управлени  вычислением, соединенного входом с выходом счетчика активной энергии, выход блока вычислени  среднеквадратичного тока соединен с первым входом второго сумматора , второй вход которого соединен с выходом блока вычислени  перегрева обмоток печного трансформатора, а выход - с вторым входом первого сумматора, соединенного выходом с первым входом третьего блока сравнени , второй вход которого через согласующий трансформатор соединен с выводами вторичных обмоток печного трансформатора, третий вход - с выходом четвертого блока сравнени , а выход - с входом блока управлени  приводом перемещени  электрода, первый вход четвертого блока сравнени  соединен с выходом датчика температуры металла, его второй вход - с выходом блока задани  температуры металла, третий вход первого блока сравнени  соединен с выходом блока вычислени  перегрева футеровки, первьй вход которого соединен с датчиком температуры футеровки, его второй вход - с блоком задани  температуры футеровки, первый вход блока вычислени  перегрева обмоток печного трансформатора соединен с датчиком температуры обмоток трансформатора, его второй вход - с выходом блока задани  допускаемой температуры обмоток, выход - с первым входом элемента И-ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока вычислени  перегрева футеровки, третий вход - с блоком задани  ступени напр жени , а выход - с входом переключател  ступеней напр жени  печного трансформатора .