SU1432809A1 - Автоматический регул тор мощности дуговой сталеплавильной печи дл выплавки металлизированных окатышей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы печи путем увеличени  точности фиксации момента упора электрода в шихту. По величине отношений величин посто нных . составл ющих токов дуг в различных фазах и по знаку посто нных составл ющих достоверно устанавливаетс  факт однофазного или двухфазного короткого замыкани . Дл  определени  трехфазного короткого зат 1кани  использу- ютс  датчики гармоник токов трех фаз, которые позвол ют по нулевым значени м высших гармоник токов дуг одновременно во всех фазах достоверно с установить факт полного короткого за- мыкани  в печи. Вследствие этого возможно оперативно отреагировать на обвалы шихты и предотвратить поломку электродов. 1 ил. (Л

Description

09

CD

Изобретение относитс  к электротермии , в частности к автоматическому регулированию мощности дуговой трехфазной электропечи дл  выплавки ме- таллизированных окатышей.

Цель изобретени  - повьшение надежности работы печи путем увеличе- НИН точности фиксации момента упора электрода в шихту.

На чертеже представлена функциональна  схема автоматического регул тора мощности дуговой сталеплавильной печи.

Автоматический регул тор мощности дуговой сталеплавильной ПР.ЧИ содержит датчик 1 тока дуги дл  каждой фазы, датчик 2 фазного напр жени  дл  каждой фазы, три датчика 3-5 посто нных составл ющих токов дуг, три датчика 6-8 гармоник токов дуг, шесть усилителей 9-14 посто нного тока, шесть инверторов 15-20, шесть сумматоров 21-26, шесть нуль-органов 27-35, четыре логических элемента И 36-39, шесть ключей 40-45, шесть диодов 46- 51, четьфе логических элемента ИЛИ 52-55, регистрирующий прибор 56, реле 57 времени, два блока 58 и 59 эффективных значений в каждой фазе задатчик 60 мощности в каждой фазе, блок 61 сравнени  в каждой фазе, силовой усилитель 62 в каждой фазе, исполнительный механизм 63 в каждой- фазе, электрод 64 в каждой фазе.

Датчик 1 тока дуги и датчик 2 фазного напр жени  соединены с- входами соответствующих блоков 58 и 59 эффективных значений. Датчики 3-5 посто н- ных составл ющих токов дуг соединены с входами соответствующей пары усилителей 9-10, 11-12, 13-14. Те же выходы датчиков посто нных составл кицих соединены с соответствующей парой - встречно включенных диодов 4б-4/, 48-49, 50-51.

Кроме того, выход датчика посто нной составл ющей тока дуги 3 соедине с соответствующими входами сумматоров 21 и 22. Выход датчика 4 посто  нной составл к цей тока дуги соедине с соответствующими входами сумматоров 23 и 24. Выход датчика 5 посто нной составл ющей тока дуги соедине с соответствующими входами сут мато- ров 25 и 26. Другие входы сумматоров 21-26 соединены через инверторы 15- 20 с выходами усилителей 11, 13, 9, 14, 12 и 10 соответственно. Выходы

Q 5

0

5

сумматоров 21-26 соединены с входами нуль-органов 27-32 соответственно. Выходы каждой пары нуль-органов 27- 28, 29-30, 31-32 соединены с двум  входами логических элементов И 36-38 соответственно. Выходы последних соединены с соответствующей парой ключей 40-41, 42-43, 44-45, управл ющие входы которых соединены с диодами 46-51 соответственно. Выход ключа 40 соединён с одним из входов логического элемента ИЛИ 52. Выход ключа 41 соединен с соответствующими входами логических элементов ШТИ 53 и 54. Выход ключа 43 соединен с соответствующими входами логических элементов ИЛИ 52 и 54. Выход ключа 44 соединен с соответствующим входом логического элемента ИЛИ 54. Выход ключа 45 соединен с соответствующими входами логических элементов ИЛИ 52 и 53.

Датчики 6-8 гармоник соединены через нуль-органы 33-35 с соответствующими входами логического элемента И 39. Выход логического элемента И 39 соединен с соответствующими входами логических элементов ИЛИ 52-54. Выходы этих элементов соединены с соответствующими входами регистрирующего прибора 56 и трем  входами логкческо- го элемента ИЛИ 55. Выход логического элемента ИЛИ 55 соединен через реле 57 времени каждой фазы с соответствующим входом блока 61 сравнени , три других входа которого соединены с выходами исполнительного ме.- ханизма 63, блока 58 эффективных значений и с выходом задатчика 60 мощности , вход которого соединен с выходом блока 59 эффективных значений. Выход блока 61 cpa внeни  соединен через силовой усилитель 62 с входом исполнительного механизма 63 перемещени  электрода 64.

Регул тор работает следующим образом .

Сигналы от датчиков 3-5 посто нных составл ющих токов дуг усиливаютс  усилител ми 9-14 с соответствующими коэффициентами усилени . Эти же сигналы с датчиков 3-5 посто нных составл ющих токов дуг поступают на один из входов трех пар сумматоров 21-22, 23-24, 25-26. Сигналы с выходов усилителей 9-14 через инверторы 15-20 поступают на другие входы соответствующих сумматоров , сигналы с которых поступают на нуль-органы 27- i

32, При нулевом значении напрйжений на входах нуль-органов 27-32 на их в выходах по вл ютс  сигналы, которые попарно поступают на входы трех логических элементов И 36-38. В случае наличи  сигналов на обоих входах элементов И 36-38 информаци  с выхода каждого из них поступает через соот- ветствукмцую пару ключей 40-41, 42-43, 44-45 на входы соответствующих Ло- гических элементов ИЛИ 52-54. Управление ключами 40-45 осуществл етс  через диоды 46-51 в зависимости от знака посто нной составл ющей тока дуги той, или иной фазы. Сигналы с датчиков 6-8 гармоник токов дуг поступают через нуль-органы 33-35 на три входа логического элемента И 39. При нулевых значени х сигналов на всех выходах да:тчиков 6-8 гармоник, а это имеет место при прбтекании синусоидального тока (режим трехфазного короткого замыкани ), на выходе элемента И 39 по вл етс  сигнал, который поступает на один из входов трех элементов ИЛИ 52-54. Сигналы с выходов элементов ИЛИ 52-54 поступают на входы регистрирующего прибора 56 и на входы элемента ИЛИ 55, сигнал с его вькода поступает в систему регулировани  перемещением электродов каждой фазы. Например, сигнал с выхода элемента ИЛИ 55 поступает через реле 57 времени первой фазы на один из входов блока 61 сравнени , а с его выхода напр жение поступает через силовой усипитель 62 на исполнительный механизм 63 перемещени  электрода 64 первой фазы. Сигналы с датчика 1 тока и датчика 2 фазного напр жени  через задатчик 60 мощности и блоки 58 и 59 эффективных значений поступают на соответствующие входы блока 61 сравнени . Кроме того, на один из входов последнего поступает сигнал с исполнительного механизма 63. При исследовании электромагнитных процессов в системе питани  дуговых сталеплавильных печей на цифровой модели установлено , что при несимметрии дуг трех фаз в токах дуг по вл ютс  посто нные составл ющие. Дл  случа  сие- метричной системы питани  или трехфазного короткого замыкани  эти посто нные составл ющие отсутствуют.

В случае однофазного и в случае двухфазного короткого замыкани , в одной из фаз протекает максимальное

0

5

0

5

значение посто нной составл ющей (1д), причем при однофазном коротком замыкании максимальна  посто нна  составл юща  строго определенной пол рности находитс  в той же фазе, где имеет место короткое зам 1кание. Отношение 10 к посто нным составл ю- пщм токов дуг других фаз независимо от ступени напр жени  печного трансформатора посто нно, В случае двухфазного короткого закб 1кани  максимальна  посто нна  составл юща  тока дуги протекает в направлении, противоположном тому, в котором протекает максимальна  посто нна  составл юща  дл  случа  однофазного короткого замыкани , причем короткие замыкани  имеют место в тех фазах, где посто нна  составл юща  тока не максимальна. Обозначают отнощени  максимальных значений посто нных составл юощх токов дуг jjj к посто нньм составл ющим двух других фаз следующим образом: к,, j;on,/j,o к,

Jlom/j (О 3 Jlpm/J

0

5

0

5

0

5

/J,o

3 30m

10

liem

30

/J

4

К

ч

J JOm

«

О

о о о о

Значени  К,,-К завис т от типа дуговой электропечи и определ ютс  экспериментально , либо с помощью циф- ровой модели.

Переписьгоают вьфажение Дл  К,-К следующим образом:

1- If т

J torn 2о

-iion, - 30

Jlom

4 lorn 4Дэв °

J Э от К j 5 О

Умножение посто нных составл ющих

на соответствук цие значени  осуществл етс  с помощью усилителей 9-14. Сумматоры 21-26 определ ют разность следующих величин: j ,5 - J о J 20 3-3ffl J 10

Jso J зо 5-3 ю

Таким образом, если максимальное

значение посто нной составл ющей 1ше- ет место в первой фазе, на выходах только нуль-органов 27 и 28 по вл етс  напр жение, если во второй фазе, напр жение по вл етс  на выходе нуль- органов 29 и 30, а если максимальное значение посто нной составл ющей имеет место в третьей фазе, на выходах только нуль-органов 31 и 32 пойвл ет- с  напр жение. Если имеетс  ток Ign t на выходе логического элемента И 36 по вл етс  сигнал, если имеетс  ток

14328096

напр жений дуг. Дл  получени  информации о трехфазном коротком замыкании используютс  сигналы с датчиков 6-8

liam сигнал по вл етс  на выходе элемента И 37, а если 1зо„ на выходе элемента И 38, Элементы И 36-38 служат индикатором максимального эна- р. гармоник тока. При трехфазном корот

чени  посто нной составл ющей токов фаз. В зависимости от того имеет место в печи двухфазное или однофазное короткое замыкание будут различны и

ком замы :ании отсутствуют высшие гармонические составл ющие в токах дуг и поэтому при их нулевьгх значени х в трех фазах, которые контролируютс .

знаки I/om« Контроль за этим осущест-ю нуль-органами 33-35, фиксируетс  навл етс  с помощью ключей 40-45, управл емых через диоды 46-51. Например , если имеет место однофазное короткое замыкание в фазе Ф-2 на выходе элемента 36 по вл етс  сигнал, дп  которого открыт ключ 42, так как при таком коротком замыкании знак 1 oiri отрицательный и диод 48 пропускает открывающий сигнал ключа 42 Если, же

личие полного короткого замыкани  в дуговой электропечи. Таким образом, только при трехфазном коротком замыкании на выходе логического элемента ) И 39 по вл етс  сигнал, который поступает на один из входов всех трех, логических элементов ИЛИ 52-54.

Регул тор позвол ет оперативно реагировать на обвалы шихты путем подъимеет место двухфазное короткое замы-20 мз. электродов и предотвратить поломкание в фазах Ф, и Ф , сигнал с выхода элемента И 37 проходит через ключ I 43, так как в этом случае знак Ijom ; положительный и через диод 49 проис- ; ходит открытие данного ключа 43. ; В случае короткого замыкани  в ; фазе Ф/j сигнал с выхода ключа 42 поступает на один из входов элемента ИЛИ 53, на..выходе которого по вл етс  сигнал о коротком замыкании в фазе Ф. В случае двухфазного короткого замы- : кани  сигнал с выхода ключа 42 поступает на входы элементов ИЛИ 52 и 54, на выходах которых по вл етс  сигнал о коротком замыкании в фазах Ф. и Ф,. Сигналы о коротком замыкании с элементов ИЛИ 52-54 поступают на регистрирующий прибор 56 и через элемент ИЛИ 55 в систему регулировани  всех фаз. Например, сигнал поступает на вход реле 57 времени первой фазы,. а с его выхода - на один из входов блока 61 сравнени . Сигнал с выхода последнего через силовой усилитель 62

и исполнительный механизм 63 осущест- д блока сравнени , второй вход которого

вл ет подъем электрода 64. На другой вход блока 61 сравнени  поступает сигнал с исполнительного механизма 63, а на третий вход этого блока 61 сравнени  - сигнал с датчика 1 тока через задатчик 6 мощности и блок 59 эффективных значений. На четвертый вход блока 61 сравнени  поступает сигнал с датчика 2 напр жени  через блок 58

50

соединен с выходом блока задани  мощности , третий вход - с выходом реле времени, четвертый вход - с выходом исполнительного механизма, а выход через силовой усилитель - с входом исполнительного механизма, отличающийс  тем, что, с цепью

повышени  надежности работы печи путем увеличени  точности фиксации мо- эффективнык значений. Дл  случа  пол- gg мента упора электрода в шихту, он ного короткого замыкани  посто нные дополнительно содержит четьфе элемен- сос.тавл ющие в токах дуг отсутствуют, та ИЛИ, регистрирующий прибор, эле- так как нет причины, вызывающей их мент И, а также в каждой фазе печи по вление - несимметричной системы датчик посто нной составл юа1ей тока.

ком замы :ании отсутствуют высшие гармонические составл ющие в токах дуг и поэтому при их нулевьгх значени х в трех фазах, которые контролируютс .

личие полного короткого замыкани  в дуговой электропечи. Таким образом, только при трехфазном коротком замыкании на выходе логического элемента И 39 по вл етс  сигнал, который поступает на один из входов всех трех, логических элементов ИЛИ 52-54.

Регул тор позвол ет оперативно реагировать на обвалы шихты путем подъ

ки электродов при их упоре в шихту. Этим обеспечиваетс  уменьшение затрат на эксплуатацию дуговых электропечей и уменьшение времени простоев в ре- зультате аварий. Кроме того, путем уменьшени  количества ложных срабатываний автоматического регул тора на Лодъем электродов, т ак как более точно устанавливаетс  факт коротких замыканий, сокращаетс  врем  плавки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автоматический регул тор мощности дуговой сталеплавильной печи дл  выплавки металлизированных окатышей, содержащий в каждой фазе печи блок вьщелени  эффективного значени  тока, вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход - с входом блока задани  мощности, блок выделени  эффективного значени  напр жени , вход которого соединен с выходом датчика напр жени , а выход - с первьм входом

   соединен с выходом блока задани  мощности , третий вход - с выходом реле времени, четвертый вход - с выходом исполнительного механизма, а выход через силовой усилитель - с входом исполнительного механизма, отличающийс  тем, что, с цепью

   датчик гармонического состава тока, два усилител , два сумматора, три нуль-органа, фазный элемент И, два ключа, два диода, два инвертора, выход датчика посто нной составл ющей тока соединен с входами первого и второго усилителей, с первыми входами первого и второго сумматоров, с анодом первого и катодом второго диодов данной фазы, выход первого усилител  данной фазы через первый инвертор соединен с вторым входом первого сумматора опережающей фазы, выход второго усилител  данной фазы через второй инвертор соединен с вторым входом второго сумматора отстающей фазы, выход первого сумматора данной фазы через первый нуль-орган соединен с первым входом фазного элемента И, выход второго через второй нуль-орган - с вторым входом фазного элемента И, выход которого соединен с входами первого и второго ключей данной фазы, управл ющий вход первого ключа сое- динен с катодом первого диода, а управл ющий вход второго ключа - с анодом второго диода данной фазы, выход первого ключа первой фазы соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход второго ключа первой фазы соединен с первым входом

   третьего элемента ИЛИ, вЬтход первого ключа второй фазы соединен с вторым входом первого и вторым входом третьего элементов ИЛИ, выход второго ключа второй фазы соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого ключа третьей фазы соединен с третьими входами второго и третьего элементов ИЛИ, выход второго ключа третьей фазы соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, четвертые . входы первого, второго и третьего элементов ИЛИ соединены с выходом элемента И, каждый из трех входов которого через третий нуль-орган данной фазы соединен с выходом датчика гармонического состава этой фазы, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами регистрирующего прибора и четвертого элемента ИЛИ, выход JBTO- рого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами регистрирующего прибора и четвертого элемента ИЛИ, выход тре- тьего элемента ИЛИ соединен с третьими входами регистрирующего прибора и четвертого элемента ИЛИ, первый вькод которого соединен с входом реле вре мени первой фазы, второй выход - с входом реле времени второй фазы, а третий выход - с входом реле времени третьей фазы.

   шиани

   4«

   }w-