DE19617191A1

DE19617191A1 - DC supply device for DC arc-furnace e.g. for steel industry

Info

Publication number: DE19617191A1
Application number: DE19617191A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Meusel; Eberhard Dipl Ing Schmid; Jochen Dipl Ing Schnapparelle
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1996-04-29
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: DE19617191C2

Abstract

The device contains at least one parallel DC path (15) on the DC side with at least one switch element (12) which is opened when the oven (11) is operating and can be closed when the DC flowing through the furnace is interrupted, so that at least a part of the wattless (idle) power generated by the idle power compensation device (3) is compensated by the current flowing in the rectifier. At least one controllable semiconductor is designed for at least partial compensation of the idle power. The parallel d.c. current path can contain at least one inductance (14) esp. a coil. The switching element can be a controllable semiconductor esp. a thyristor e.g. a gate turn-off or GTO thyristor, or an insulated gate bipolar transistor or IGBT.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gleichstromver sorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Gleich richter und mit einer zur Einrichtung zur Gleichstromversor gung parallelgeschalteten Blindleistungskompensationsein richtung. Netzgeführte Stromrichter werden in Hochstromaus führung zur Speisung von Gleichstromlichtbogenöfen, z. B. in der Stahlindustrie, eingesetzt. Die Steuerung der Stromrich ter bewirkt neben der gewünschten Einstellung der Leistung des Gleichstromlichtbogenofens eine vom Steuerwinkel der Stromrichter abhängige Blindleistungsaufnahme, deren Mittel wert gewisse Grenzen nicht überschreiten darf, um den meist von Energieversorgungsunternehmen vorgegebenen Wert des Lei stungsfaktors nicht zu überschreiten bzw. zu unterschreiten. Um den mittleren Leistungsfaktor einzuhalten, werden der Lichtbogenofenspeisung oft Kompensationseinrichtungen paral lelgeschaltet. Diese übernehmen auch eine Filterung, um das speisende Netz von unerwünschten harmonischen Strömen des Stromrichters bzw. des Gleichstromlichtbogenofens freizuhal ten bzw. diese auf einen vorgegebenen Wert zu begrenzen. Die se Kompensationsanlagen werden bekanntermaßen als Kondensa torbänke oder als Filterkreise ausgeführt. In Betriebspausen des Lichtbogenofens ist der Stromrichter ebenfalls nicht in Betrieb und damit liegt die Kompensationsanlage allein am Speisenetz und erhöht dort die Speisespannung möglicherweise über zulässige Grenzen hinaus. Es ist bekannt, daß Überkom pensation, z. B. mit sogenannten dynamischen Kompensations anlagen, vermieden werden kann. Solche Anlagen sind jedoch teuer und haben einen hohen Platzbedarf.The invention relates to a device for direct current supply for a DC arc furnace with a DC judge and with one to set up for DC power supply reactive power compensation connected in parallel direction. Mains-operated converters are switched off in high current guide to feeding DC arc furnaces, e.g. B. in the steel industry. The control of the Stromrich In addition to the desired setting, the ter causes the output of the DC arc furnace one from the head angle of the Converter-dependent reactive power consumption, their means value must not exceed certain limits, for the most part value of lei specified by energy supply companies performance factor not to be exceeded or undershot. To maintain the average power factor, the Arc furnace supply often compensation devices in parallel switched on. These also take on filtering in order to feeding network of unwanted harmonic currents of the Power converter or the DC arc furnace free or limit it to a predetermined value. The Compensation systems are known as condensates door benches or as filter circuits. During breaks of the arc furnace, the converter is also not in Operation and thus the compensation system is solely on Supply network and may increase the supply voltage there beyond permissible limits. It is known that Überkom pensation, e.g. B. with so-called dynamic compensation plants, can be avoided. However, such facilities are expensive and take up a lot of space.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfache Ein richtung zur Vermeidung von Überkompensation, d. h. zur Kom pensation der von einer Blindleistungskompensationseinrich tung erzeugten Blindleistung bei Betriebspausen des Lichtbo genofens, anzugeben.The object of the invention is to be as simple as possible direction to avoid overcompensation, d. H. to com compensation of a reactive power compensation device tion generated reactive power during breaks in operation of the Lichtbo genofens to indicate.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zur Gleichstromversorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Gleichrichter und mit einer Blindleistungskompensa tionseinrichtung zur Kompensation der durch den Gleichrichter erzeugten Blindleistung gelöst, wobei die Einrichtung zur Gleichstromversorgung gleichstromseitig zumindest einen Gleichstromparallelzweig mit zumindest einem Schaltelement aufweist, das bei Betrieb des Gleichstromlichtbogenofens geöffnet ist und das bei Unterbrechung des durch den Gleich stromlichtbogenofen fließenden Gleichstroms schließbar ist, so daß zumindest ein Teil der in der Blindleistungskompensa tionseinrichtung erzeugten Blindleistung durch den durch den Gleichrichter fließenden Strom kompensiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, auf dynamische Kompensationsanlagen zur Verringerung der von Blindleistungskompensationsanlagen in Betriebspausen eines Gleichstromlichtbogenofens erzeugten Blindleistung zu verzichten.The object is achieved by a device for DC power supply for a DC arc furnace with a rectifier and with a reactive power compensation tion device for compensation by the rectifier generated reactive power solved, the device for DC power supply at least one on the DC side DC parallel branch with at least one switching element has that during operation of the DC arc furnace is open and this is interrupted by the equal current arc furnace flowing direct current is closable, so that at least part of the in the reactive power compensation tion device generated by the reactive power through the Rectifier flowing current is compensated. To this It is possible to use dynamic compensation systems Reduction of reactive power compensation systems in Generated breaks in a DC arc furnace To waive reactive power.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Einrichtung zur Gleichstromversorgung steuerbare Halbleiter auf, und ist zumindest einen steuerbaren Halbleiter derart steuernd ausgebildet, daß die bei Unterbrechung des durch den Gleichstromlichtbogenofen fließenden Gleichstroms durch die Blindleistungskompensationseinrichtung erzeugte Blindleistung zumindest zum Teil kompensiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die notwendige Blindleistung bei unterbrochenem Gleichstrom durch den Gleichstromlichtbogenofen zu erzeugen. Dies gilt umso mehr, wenn, wie in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die Brückenhälften des Gleichrichters getrennt angesteuert werden, d. h. die Steuerwinkel der Brückenhälften unterschiedlich gewählt wer den können. In an advantageous embodiment of the invention, the Device for direct current supply controllable semiconductors on, and is at least one controllable semiconductor controlling trained that when interrupted by the DC arc furnace flowing direct current through the Reactive power compensation device generated reactive power is at least partially compensated. That way it is possible, the necessary reactive power when interrupted Generate direct current through the direct current arc furnace. This applies all the more if, as in a particular advantageous embodiment of the invention, the bridge halves of the rectifier can be controlled separately, d. H. the Head angle of the bridge halves chosen differently that can.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Gleichstromparallelzweig eine zusätzliche Indukti vität auf. Diese Induktivität kann gegebenenfalls notwendig sein, wenn die Induktivitäten des Gleichrichters nicht aus reichen, die notwendige Blindleistung zu erzeugen.In a further advantageous embodiment of the invention the DC parallel branch has an additional inductor vity on. This inductance may be necessary be when the rectifier inductors are not off are sufficient to generate the necessary reactive power.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltelement zum Schließen des Gleichstromparallel zweigs als Schalter oder als steuerbarer Halbleiter ausgebil det. Als steuerbare Halbleiter kommen dabei insbesondere Thyristoren, GTO′s oder IGBT′s in Frage.In a further advantageous embodiment of the invention is the switching element for closing the DC parallel branched out as a switch or as a controllable semiconductor det. In particular come as controllable semiconductors Thyristors, GTO’s or IGBT’s in question.

Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Unteransprü chen. Im einzelnen zeigen:Further advantages and inventive details emerge from the following description of exemplary embodiments, based on the drawing and in connection with the dependent claims chen. In detail show:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung Fig. 1 shows the basic structure of the device for DC power supply according to the invention

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung in alter nativer Ausgestaltung Fig. 2 shows the basic structure of the device according to the invention for direct current supply in an old native embodiment

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich stromversorgung mit einem Seriengleichrichter Fig. 3 shows an inventive device for DC power supply with a series rectifier

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich stromversorgung mit einem Parallelgleichrichter Fig. 4 shows an inventive device for DC power supply with a parallel rectifier

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich stromversorgung mit einem Parallelgleichrichter in alternativer Ausgestaltung Fig. 5 shows an inventive device for DC power supply with a parallel rectifier in an alternative embodiment

Fig. 6 eine zwölfpulsige wirkende erfindungsgemäße Ein richtung zur Gleichstromversorgung. Fig. 6 is a twelve-pulse acting device according to the invention for DC power supply.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung für einen Gleichstrom lichtbogenofen 11. Diese weist einen Transformator 2 und einen Gleichrichter auf, der über den Transformator 2 mit einem Energieversorgungsnetz 1 verbunden ist. Der Gleichrich ter weist je drei Brückenzweige 6 und 7 sowie Drosselspulen 8 auf. Zur Kompensation der vom Gleichrichter erzeugten Blind leistung bei Betrieb des Gleichstromlichtbogenofens 11 ist dem Transformator 2 eine Blindleistungskompensations einrichtung 3 parallelgeschaltet. Diese weist Filterkreise, bestehend aus Spulen 4 und Kondensatoren 5, auf. In alterna tiver Ausgestaltung kann eine Blindleistungskompensationsein richtung auch aus reinen Kondensatorbänken bestehen. Der Gleichstromlichtbogenofen 11 ist über einen Gleichstromzweig 13 parallel zum Gleichrichter geschaltet. Der Gleichstrom zweig 13 weist zusätzlich zwei Schalter 9 und 10 auf, die zur Herstellung einer sichtbaren Trennstrecke gemäß VDE-Vor schriften bei bestimmten Arbeiten am Ofen geöffnet werden müssen. Eine derartige Unterbrechung ist z. B. notwendig, wenn der Gleichstromlichtbogenofen 11 neu mit Schrott beschickt werden muß. Bei den bekannten Einrichtungen zur Gleichstromversorgung kommt es bei Unterbrechung des Gleichstromkreises 13 sowie bei Sperrung der Thyristoren zur Überkompensation, d. h. zur Blindleistungserzeugung durch die Blindleistungskompensationseinrichtungen. Bei der erfin dungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung wird bei Unterbrechung des Gleichstromzweiges 13 durch Öffnen der Schalter 9 und 10 der Schalter 12 im Gleichstromparallelzweig 15 geschlossen, so daß der Gleichrichter auch bei unterbro chenem Gleichstromzweig 13 Blindleistung erzeugt. Die Steuer winkel α₁ und α₂ der gesteuerten Halbleiter in den Brücken zweigen 6 und 7 werden dabei derart gewählt, daß die vom Gleichrichter erzeugte Blindleistung die von der Blindlei stungskompensationseinrichtung 3 erzeugte Blindleistung kom pensiert. Fig. 1 shows the basic structure of the device according to the invention to the DC power supply for a DC arc furnace 11. This has a transformer 2 and a rectifier, which is connected to a power supply network 1 via the transformer 2 . The rectifier ter has three bridge branches 6 and 7 and choke coils 8 . To compensate for the reactive power generated by the rectifier during operation of the DC arc furnace 11 , the transformer 2 has a reactive power compensation device 3 connected in parallel. This has filter circuits consisting of coils 4 and capacitors 5 . In an alternative embodiment, a reactive power compensation device can also consist of pure capacitor banks. The DC arc furnace 11 is connected in parallel to the rectifier via a DC branch 13 . The direct current branch 13 also has two switches 9 and 10 , which must be opened in order to produce a visible isolating path in accordance with VDE regulations for certain work on the furnace. Such an interruption is e.g. B. necessary if the DC arc furnace 11 must be loaded with new scrap. In the known devices for direct current supply, when the direct current circuit 13 is interrupted and the thyristors are blocked, overcompensation occurs, that is to say reactive power generation by the reactive power compensation devices. In the OF INVENTION to the invention means for direct-current supply to the direct current branch 13 is closed by opening the switch 9, and 10 of the switch 12 in co-current parallel branch 15 upon interruption so that the rectifier is also unterbro chenem DC branch generated at 13 reactive power. The control angles α₁ and α₂ of the controlled semiconductors in the bridges branches 6 and 7 are chosen such that the reactive power generated by the rectifier compensates for the power generated by the Blindlei power compensation device 3 com compensated.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung zu der erfindungs gemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung aus Fig. 1. Die Ausführung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich gegenüber der Aus führung gemäß Fig. 1 durch eine zusätzliche Induktivität 14. Fig. 2 shows an alternative embodiment to the device according to the Invention for DC power supply from Fig. 1. The embodiment according to FIG. 2 differs from the implementation according to FIG. 1 by an additional inductor 14th

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich stromversorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Seriengleichrichter. Bezugszeichen 1, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 und 15 entsprechen dabei derselben Zuordnung wie in Fig. 2. Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Transformator und Bezugszeichen 14 eine optionale zusätzliche Induktivität. Bei unterbrochenem Gleichstromzweig 13 wird der Schalter 12 ge schlossen und die Steuerwinkel α₁ und α₂ der gesteuerten Halbleiter der Brückenzweige 21, 22, 23 und 24 derart ge wählt, daß mit der durch den Gleichrichter erzeugten Blindlei stung die Blindleistung der Blindleistungskompensationsein richtung 3 zumindest zum Teil kompensiert wird. Fig. 3 shows an inventive device for DC power supply for a DC arc furnace with a series rectifier. Reference numerals 1 , 3 , 4 , 5 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 and 15 correspond to the same assignment as in FIG. 2. Reference numeral 20 denotes a transformer and reference numeral 14 an optional additional inductance. When the DC branch 13 is interrupted, the switch 12 is closed and the control angles α 1 and α 2 of the controlled semiconductors of the bridge branches 21 , 22 , 23 and 24 are selected such that the reactive power of the reactive power compensation device 3 is generated at least in part by the reactive power generated by the rectifier is compensated.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich stromversorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Parallelgleichrichter. Bezugszeichen 1, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 20 entsprechen dabei derselben Zuordnung wie in Fig. 3. Bezugszeichen 25 und 26 bezeichnen Drosselspu len und Bezugszeichen 27, 28, 29 und 30 Brückenzweige mit gesteuerten Halbleitern, insbesondere Thyristoren, mit den Steuerwinkeln α₁ und α₂. Der Gleichstromparallelzweig ist dabei nicht parallel zum Gesamtgleichrichter, sondern paral lel zur Serienschaltung der Brückenzweige 29 und 30 geschal tet. Bei Unterbrechung des Gleichstromzweiges 13, z. B. durch die Schalter 9 und 10, wird der Schalter 12 geschlossen, und die Steuerwinkel α₁ und α₂ der gesteuerten Halbleiter der Brückenzweige 27, 28, 29 und 30 derart gewählt, daß mit der durch den Gleichrichter erzeugten Blindleistung die Blindlei stung der Blindleistungskompensationseinrichtung 3 zumindest zum Teil kompensiert wird. Fig. 4 shows an inventive device for DC power supply for a DC arc furnace with a parallel rectifier. Reference numerals 1 , 3 , 4 , 5 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 and 20 correspond to the same assignment as in FIG. 3. Reference numerals 25 and 26 denote throttle coils and reference numerals 27 , 28 , 29 and 30 Bridge branches with controlled semiconductors, especially thyristors, with the control angles α₁ and α₂. The DC parallel branch is not parallel to the overall rectifier, but parallel to the series connection of the bridge branches 29 and 30 switched. When interrupting the DC branch 13 , z. B. by the switches 9 and 10 , the switch 12 is closed, and the control angles α₁ and α₂ of the controlled semiconductors of the bridge branches 27 , 28 , 29 and 30 are chosen such that the reactive power generated by the rectifier, the reactive power compensation device 3rd is at least partially compensated.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Gleich stromversorgung für einen Gleichstromlichtbogenofen mit einem Parallelgleichrichter wie in Fig. 4, jedoch mit einer alter nativen Verschaltung des Gleichstromparallelzweiges 15. Im Gegensatz zu der Schaltung aus Fig. 4 ist der Gleichstrom parallelzweig 15 dem Gleichrichter parallel geschaltet. FIG. 5 shows a device according to the invention for DC power supply for a DC arc furnace with a parallel rectifier as in FIG. 4, but with an old native connection of the DC parallel branch 15 . In contrast to the circuit from FIG. 4, the direct current in parallel branch 15 is connected in parallel with the rectifier.

Die Induktivität 14 in Fig. 4 und 5 kann ggf. weggelassen werden.The inductance 14 in FIGS. 4 and 5 can optionally be omitted.

Fig. 6 zeigt eine zwölfpulsig wirkende erfindungsgemäße Ein richtung zur Gleichstromversorgung. Diese weist in der bei spielhaften Ausgestaltung zwei Drehstromtransformatoren 35 und 36 mit je einer Primärwicklung 37 bzw. 40 sowie je zwei Sekundärwicklungen 38 und 39 bzw. 41 und 42 auf. Die Primär wicklungen 37 und 40 der Transformatoren 35 und 36 sind an ein Energieversorgungsnetz 34, in diesem Fall ein Mittelspan nungsnetz, angeschlossen. In der beispielhaften Ausgestaltung sind die Primärwicklungen 37 und 40 in extended Delta und die Sekundärwicklungen 38, 39, 41 und 42 im Stern verschaltet. Die beiden Dreiwicklertransformatoren 35 und 36 können auch durch vier Zweiwicklertransformatoren ersetzt werden. Die Ausgänge der Sekundärwicklungen 38, 39, 41 und 42 sind je mit einem dreiphasigen Gleichstromzweig 45, 46, 47 und 48 ver schaltet. Die Gleichstromzweige 45, 46, 47 und 48 weisen je einen Gleichrichter auf, wie er in Fig. 1 beschrieben ist. Jeder Gleichstromzweig weist je zwei Brückenhälften 55 und 56, 58 und 59, 52 und 53 bzw. 61 und 62 mit Halbleitern (Thyristoren) sowie je eine Drosselspule 51, 54, 57 bzw. 60 auf. Die Gleichstromzweige 45, 46, 47 und 48 sind in einem Gleichstromkreis 64 parallelgeschaltet. Dabei lassen sich je zwei Gleichstromzweige 45 und 46 bzw. 47 und 48 zu sechspul sig wirkenden Gleichstromzweigen 43 bzw. 44 zusammenfassen. Fig. 6 shows a twelve-pulse acting device according to the invention for DC power supply. In the exemplary embodiment, this has two three-phase transformers 35 and 36 , each with a primary winding 37 or 40 and two secondary windings 38 and 39 or 41 and 42 . The primary windings 37 and 40 of the transformers 35 and 36 are connected to an energy supply network 34 , in this case a medium-voltage network. In the exemplary embodiment, the primary windings 37 and 40 are connected in an extended delta and the secondary windings 38 , 39 , 41 and 42 are connected in a star. The two three-winding transformers 35 and 36 can also be replaced by four two-winding transformers. The outputs of the secondary windings 38 , 39 , 41 and 42 are each switched to a three-phase DC branch 45 , 46 , 47 and 48 . The DC branches 45 , 46 , 47 and 48 each have a rectifier as described in FIG. 1. Each DC branch has two bridge halves 55 and 56 , 58 and 59 , 52 and 53 or 61 and 62 with semiconductors (thyristors) and a choke coil 51 , 54 , 57 and 60 , respectively. The DC branches 45 , 46 , 47 and 48 are connected in parallel in a DC circuit 64 . In this case, two DC branches 45 and 46 or 47 and 48 can be combined to form six-phase DC branches 43 and 44 .

Die Steuerwinkel des ersten dreipulsigen Gleichstromkreises 46 des ersten sechspulsigen Gleichstromkreises 43 sind α_11a und α_12a, die Steuerwinkel des zweiten dreipulsigen Gleich stromkreises 45 des ersten sechspulsigen Gleichstromkreises 43 sind α_12b und α_11b, die Steuerwinkel des ersten dreipul sigen Gleichstromkreises 47 des zweiten sechspulsigen Gleich stromkreises 44 sind α_21a und α_22a und die Steuerwinkel des zweiten dreipulsigen Gleichstromkreises 48 des zweiten sechs pulsigen Gleichstromkreises 44 sind α_22b und α_21b, α_11a und α_11b, α_12a und α_12b, α_21a und α_21b sowie α_22a und α_22b sind in der Theorie identisch, werden aber in der Praxis gering fügig unterschiedlich eingestellt, um die Teilgleichströme in den Brücken gleich zu halten. Ferner werden die Steuerwinkel derartig eingestellt, daß α_11a ungefähr gleich α_11b ungefähr gleich α_21a ungefähr gleich α_21b und α_12a ungefähr gleich α_12b ungefähr gleich α_22a ungefähr gleich α_22b ist. Durch diese Einstellung der Steuerwinkel sind die beiden dreipulsi gen Gleichstromkreise 45 und 46 bzw. 47 und 48 der sechspul sigen Gleichstromkreise 43 bzw. 44 um je 180° phasenverscho ben.The control angles of the first three-pulse DC circuit 46 of the first six-pulse DC circuit 43 are α _11a and α _12a , the control angles of the second three-pulse DC circuit 45 of the first six-pulse DC circuit 43 are α _12b and α _11b , the control angles of the first three-pulse DC circuit 47 of the second six-pulse DC circuits 44 are α _21a and α _22a and the control angles of the second three-pulse DC circuit 48 of the second six-pulse DC circuit 44 are α _22b and α _21b , α _11a and α _11b , α _12a and α _12b , α _21a and α _21b and α _22a and α _22b are identical in theory, but are set slightly different in practice in order to keep the partial direct currents in the bridges the same. Furthermore, the control angles are set such that α _{11a is} approximately equal to α _11b approximately is equal to α _{21a is} approximately equal to α _21b and α _{12a is} approximately equal to α _12b approximately is equal to α _{22a is} approximately equal to α _22b . With this setting of the control angle, the two three-phase DC circuits 45 and 46 or 47 and 48 of the six-phase DC circuits 43 and 44 are phase-shifted by 180 °.

Die Primärwicklungen 37 und 40 der Transformatoren 35 und 36 sind gegeneinander um 30° phasenverschoben, was zu einer Pha senverschiebung von 30° der sechspulsigen Gleichstromzweige 43 und 44 führt. Durch diese 30° Phasenverschiebung der sech spulsigen Gleichstromkreise 43 bzw. 44 ergibt ihre Parallel schaltung einen zwölfpulsigen Gleichstromkreis 64. Durch diese Ausführungsform werden nicht nur die 2. und 4. - wie bei einem sechspulsigen Gleichrichter -, sondern auch die 5. und 7. Harmonische der Versorgungsspannung des Energieversor gungsnetzes 34 unterdrückt, so daß diese Ausführungsform für besonders hohe Leistungen geeignet ist. Ein weiterer Vorteil der zwölfpulsigen Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung ist, daß sie bei Ausfall eines Transformators bei verminderter Leistungsfähigkeit als sechs pulsige Einrichtung zur Gleichstromversorgung betrieben werden kann. Auf diese Weise kann der Betrieb auch bei Ausfall eines Transformators 37 oder 40 aufrechterhalten werden, was zu einer deutlichen Erhöhung der Verfügbarkeit der Einrichtung zur Gleichstromversorgung insgesamt führt. Die zwölfpulsige Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstrom versorgung ist also eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zum Betrieb eines Lichtbogenofens 63, insbesondere für große Leistungen.The primary windings 37 and 40 of the transformers 35 and 36 are mutually phase shifted by 30 °, which leads to a phase shift of 30 ° of the six-pulse DC branches 43 and 44 . By this 30 ° phase shift of the six-pulse DC circuits 43 and 44 , their parallel connection results in a twelve-pulse DC circuit 64 . This embodiment not only suppresses the 2nd and 4th - as in a six-pulse rectifier - but also the 5th and 7th harmonics of the supply voltage of the power supply network 34 , so that this embodiment is suitable for particularly high powers. Another advantage of the twelve-pulse variant of the device for direct current supply according to the invention is that if a transformer fails, it can be operated as a six-pulse device for direct current supply with reduced performance. In this way, the operation can be maintained even if a transformer 37 or 40 fails, which leads to a significant increase in the availability of the device for direct current supply as a whole. The twelve-pulse variant of the device for direct current supply according to the invention is therefore a particularly advantageous embodiment for operating an arc furnace 63 , in particular for large outputs.

Die Einrichtung zur Gleichstromversorgung weist ferner einen Gleichstromparallelzweig 15 mit einem Schaltelement und einer optionalen Induktivität 14 auf. Zur Kompensation der vom Gleichrichter erzeugten Blindleistung ist eine Blindlei stungskompensationseinrichtung 3 den Transformatoren 35 und 36 parallelgeschaltet. Die Blindleistungskompensationsein richtung 3 weist Induktivitäten 4 und Kondensatoren 5 auf. In alternativer Ausgestaltung besteht die Blindleistungskompen sationseinrichtung aus Kondensatorbänken. Wird der Gleich stromzweig 64 durch Öffnen der Schalter 9 und 10 unterbro chen, so wird der Schalter 12 geschlossen. In diesem Fall werden die Steuerwinkel α_11a, α_12a, α_11b, α_12b, α_21a, α_22a, α_21b, α_22b der gesteuerten Halbleiter der Brückenzweige 52, 53, 55, 56, 58, 59, 61, 62 derart gesteuert, daß mit der im Gleich richter erzeugten Blindleistung die Blindleistung der Blind leistungskompensationseinrichtung 3 kompensiert wird.The device for direct current supply also has a direct current parallel branch 15 with a switching element and an optional inductor 14 . To compensate for the reactive power generated by the rectifier, a reactive power compensation device 3 is connected in parallel with the transformers 35 and 36 . The reactive power compensation device 3 has inductors 4 and capacitors 5 . In an alternative embodiment, the reactive power compensation device consists of capacitor banks. If the DC branch 64 is interrupted by opening switches 9 and 10 , switch 12 is closed. In this case, the control angles α _11a , α _12a , α _11b , α _12b , α _21a , α _22a , α _21b , α _{22b of} the controlled semiconductors of the bridge branches 52 , 53 , 55 , 56 , 58 , 59 , 61 , 62 become such controlled that the reactive power of the reactive power compensation device 3 is compensated with the reactive power generated in the rectifier.

Claims

1.Device for direct current supply for a direct current arc furnace ( 11 ) with a rectifier and with a reactive power compensation device ( 3 ) for compensating the reactive power generated by the rectifier, the device for direct current supply at least one direct current parallel branch ( 15 ) with at least one switching element ( 15 ) 12), which is open during operation of the DC arc furnace (11) and can be closed upon interruption of the current flowing through the DC arc furnace (11) direct current so that at least part of the reactive power generated in the power factor correction device (3) flowing through the through rectifier Electricity is compensated.

2. Device according to claim 1, characterized in that it has controllable semiconductors and at least one controllable semiconductor is designed such that the direct current flowing through the direct current arc furnace ( 11 ) flowing through the reactive power compensation device ( 3 ) generated reactive power at least for when the direct current arc furnace ( 11 ) is interrupted Part is compensated.

3. Device for direct current supply according to claim 1 or 2, characterized in that the direct current parallel branch ( 15 ) at least one inductivity, in particular a coil ( 14 ).

4. Device for direct current supply according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a switching element ( 12 ) is designed as a switch.

5. Device for direct current supply according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a switching element ( 12 ) as a controllable semiconductor, in particular as a thyristor, as a GTO, ie as a gate turn-off thyristor, or as an IGBT, ie as an insulated -Gate bipolar transistor.

6. Device for direct current supply according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that it is designed to drive the bridge halves ( 6 , 7 ) of the rectifier separately.

7. Device for DC power supply after one or several of claims 1 to 6, characterized, that it has a six-pulse rectifier, the two connected in parallel, preferably identical, three has pulsating DC circuits.

8. Device for direct current supply according to claim 7, characterized, that it has a rectifier with twelve pulses, of the two parallel, preferably identical, six-pulse DC circuits, of which in turn Two, preferably identical three-pulse direct current have circles.

9. Device for DC power supply after or more of claims 1 to 8, characterized, that it has an arithmetic unit that acts as a single-chip computer, e.g. B. as a microcontroller, or as a multi-chip computer, in particular as a single-board computer or automation device, such as e.g. B. a programmable logic controller, a VME bus system or an industrial PC.

10. Device for direct current supply according to claim 9, characterized, that the computing unit as a highly available computing unit, e.g. B. with redundant architecture.