Schaltung für lKehrphasen-Lichtbogenöfen, insbesondere für Drehstromöfen
Bei Elektrolichtbogenofenanlagen, die mit verkettetem 1Zehrphasen-Wechselstroin,
z. B. Drehstrom, betrieben werden, ergibt sich oft die Notwendigkeit, die Elektrodenspannung,
d. i. die verkettete Spannung zwischen den Elektrodenklemmen, in den einzelnen Phasen
verschieden hoch voneinander zu halten, und zwar oft recht lange Zeit hindurch.
Bei derartigen öfen, insbesondere Carbidöfen, stellt sich nämlich der Strom in den
einzelnen Phasen infolge des stark wechselnden elektrischen Widerstandes der Beschickung
des Ofens in erheblich verschiedener Weise ein, man kann aber, um Gleichheit der
Ströme in den Phasen herzustellen, aus betriebstechnischen Gründen nicht immer die
Elektroden entsprechend stark verstellen.Circuit for reversed-phase electric arc furnaces, especially for three-phase furnaces
In the case of electric arc furnace systems with a chained 1 two-phase alternating current,
z. B. three-phase, there is often the need to adjust the electrode voltage,
d. i. the linked voltage between the electrode terminals in the individual phases
different levels of each other, and often for a long time.
In such furnaces, in particular carbide furnaces, the current is namely in the
individual phases as a result of the greatly changing electrical resistance of the charge
of the furnace in considerably different ways, but one can in order to obtain equality of
Establish currents in the phases, for operational reasons not always the
Adjust the electrodes accordingly.
Ein anderes Mittel ist durch Einstellen der Elektrodenspannungen in
einer Höhe, die in den einzelnen Phasen verschieden ist, die Stromgleichheit der
Phasen ohne Elektrodenverstellung herzustellen; dies bedingt aber, daß man in der
Wahl der Schaltung der Ofentransformatoren nicht frei ist. So ergibt sich z. B.
bei einem Drehstromofen mit drei Elektroden, der an ein normales Drehstromnetz angeschlossen
ist, die Notwendigkeit, die Ofentransformatoren sekundärseitig in Stern zu schalten,
da sich bei sekundärseitiger Dreieckschaltung und verschieden großer Spannung der
drei Phasen die Spannungsvektoren nicht zu einem Dreieck schließen, wie aus dem
Vektordiagramm der Abb. i hervorgeht. Wollte man also die sekundären Wicklungen
der Ofentransformatoren in Dreieck zusammenschalten, so würde in dem so erhaltenen
Stromkreis, der die Sekundärwicklungen der Ofentransformatoren und deren Verbindungsleitungen
umfaßt, ein Ausgleichstrom fließen, hervorgerufen durch die in Abb. i mit vz bezeichnete
EMK. Bei den in dieser Abbildung eingezeichneten Anschlüssen der Anzapfungen der
Ofentransformatoren sind die sich ergebende Sekundärspannung in Phase U am größten,
Phase V am kleinsten, wobei der Ofentransformator natürlich für jede Phase einen
eigenen magnetischen Kraftfluß, unabhängig von jenem der anderen Phasen, haben muß,
was man beispielsweise durch Anordnung von drei Einphasentransformatoren erreichen
kann.Another means is by adjusting the electrode voltages in
a level that is different in the individual phases, the current equality of the
To produce phases without adjusting the electrodes; but this requires that one in the
Choice of the circuit of the furnace transformers is not free. So z. B.
for a three-phase furnace with three electrodes connected to a normal three-phase network
is the need to star the furnace transformers on the secondary side,
because with a delta connection on the secondary side and different voltages the
three phases the voltage vectors do not close to a triangle, as from the
The vector diagram of Fig. I emerges. So if you wanted the secondary windings
interconnecting the furnace transformers in a triangle, so would result in the
Circuit containing the secondary windings of the furnace transformers and their connecting cables
includes, a compensating current flow, caused by the in Fig. i marked with vz
EMK. For the connections of the taps of the
Furnace transformers are the resulting secondary voltage in phase U at its greatest,
Phase V is the smallest, with the furnace transformer of course having one for each phase
must have its own magnetic flux, independent of that of the other phases,
what can be achieved, for example, by arranging three single-phase transformers
can.
Bei den großen Stromstärken von Lichtbogenofenanlagen ist es aber
nicht gleichgültig, ob man auf der Sekundärseite der Ofenanlage Dreieck- oder Sternschaltung
vorsieht. Es ist bekannt, die beiden Pole jeder Phase möglichst nahe an den Ofen
heranzuführen - und dort erst die Dreieck- oder Sternschaltung vorzunehmen, um in
den Starkstromleitungen möglichst kleine Wattverluste zu erhalten. Bei gleicher
Stromdichte
braucht ein Leitungsteil bei Sternschaltung rund 7o
% mehr Leitungsmaterial als bei Dreieckschaltung. Etwa im gleichen Verhältnis sind
auch die Leitungsverluste bei Sternschaltung größer als bei Dreieckschaltung. Trotzdem
aus diesen Gründen für Ofenanlagen die Dreieckschaltung günstiger ist, mußte man
bisher Sternschaltung anwenden, wenn man die Spannungen zwischen den Elektroden
verschieden regeln wollte, weil sonst, bei Dreieckschaltung, Ausgleichströme im
Sekundärkreis aufgetreten wären.However, it is with the high currents of electric arc furnace systems
It does not matter whether the secondary side of the furnace system is delta or star connection
provides. It is known to keep the two poles of each phase as close as possible to the furnace
- and only then make the delta or star connection in order to be able to work in
to obtain the smallest possible watt loss from the power lines. With the same
Current density
One line part needs around 7o with star connection
% more cable material than with delta connection. Are roughly in the same proportion
the line losses with star connection are greater than with delta connection. Nevertheless
for these reasons the delta connection is more favorable for furnace systems, one had to
Previously use star connection when considering the voltages between the electrodes
wanted to regulate differently, because otherwise, with delta connection, equalizing currents in the
Secondary circuit would have occurred.
Die Erfindung schafft eine Schaltung für Mehrphasen-Lichtbogenöfen,
die es ermöglicht, auf der Sekundärseite des Ofentransformators die billigere und
mit geringeren Verlusten verknüpfte Dreieckschaltung anzuwenden, ohne daß Ausgleichströme
auftreten, auch wenn die Elektrodenspannungen in den einzelnen Phasen voneinander
verschieden hoch gehalten werden.The invention provides a circuit for multi-phase arc furnaces,
which makes it possible to use the cheaper and cheaper ones on the secondary side of the furnace transformer
use delta connection linked with lower losses, without equalizing currents
occur even if the electrode voltages in the individual phases of each other
be held at different levels.
Die Verwirklichung der Schaltung gemäß der Erfindung erfolgt bei einem
Drehstromofen in der Weise, daß einem sekundärseitig in Dreieck geschalteten Ofentransformator
ein Spartransformator vorgeschaltet wird, dessen Anzapfungen die verschiedene Spannungsregelung
zwischen den Elektrodenkleinmen gestatten, oFtne daß im Sekundärkreis des Ofentransformators
Ausgleichströme auftreten. Abb.2 zeigt das Schema einer solchen Schaltung.The implementation of the circuit according to the invention takes place in a
Three-phase furnace in such a way that a furnace transformer connected in a triangle on the secondary side
an autotransformer is connected upstream, the taps of which regulate the various voltages
between the small electrodes allow that in the secondary circuit of the furnace transformer
Equalizing currents occur. Fig.2 shows the scheme of such a circuit.
Die Netzspannung, dargestellt durch das Vektordiagramm UVW, wird an
die Klem men der drei Phasen eines Transformators in Sparschaltung angeschlossen,
so daß in allen drei Phasen gleiche Windungszahlen zwischen den Anschlüssen liegen.
Die Wicklung jeder Phase hat Anzapfungen entsprechend dem gewünschten Spannungsregelbereich
der Ofenspannungen. Der Ofentransformator, der zweckmäßig aus Einphasentransformatoren
besteht, kann primärseitig, wie aus dem Vektordiagramm hervorgeht, an beliebig verschiedene
Anzapfungen der einzelnen Phasen angeschlossen werden. Sein Spannungsvektordiagramm
ist primär- wie sekundärseitig je ein geschlossenes Dreieck, das j e nach den gewählten
Anzapfungen mehr oder weniger stark ungleichseitig ist. Eine Rest-EMK ergibt sich
nicht, es fließen daher in den Wicklungen und Verbindungen keine Ausgleichströme,
so daß die oben geschilderten Vorteile der" Dreieckschaltung ausgenutzt werden können.The mains voltage, represented by the vector diagram UVW, is on
the terminals of the three phases of a transformer connected in economy circuit,
so that there are the same number of turns between the connections in all three phases.
The winding of each phase has taps according to the desired voltage regulation range
of furnace voltages. The furnace transformer, which expediently consists of single-phase transformers
consists, can on the primary side, as can be seen from the vector diagram, to any number of different
Taps of the individual phases can be connected. Its voltage vector diagram
is a closed triangle on both the primary and secondary sides, depending on the chosen one
Taps is more or less unequal. A residual emf results
not, therefore no equalizing currents flow in the windings and connections,
so that the advantages of the "delta connection described above can be used.