Преобразователи для печей графитации

МОЩНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПЕРЕДВИЖНОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ
для печей графитации прямого нагрева

Производство графитированных электродов включает в себя ряд операций по термической обработке углеродных изделий. В промышленности получили широкое распространение печи графитации прямого нагрева (ППН) или печи Кастнера. Графитация в ППН позволяет существенно уменьшить расход электроэнергии и повысить качество электродов. ППН представляет собой электрическую печь сопротивления, где углеродистые заготовки, выступающие в качестве элемента конструкции печи, окруженные слоем теплоизоляционной углеродистой шихты, являются активным электрическим сопротивлением нагрузки в общей цепи агрегата графитации: источник электропитания – металлические шинопроводы – печь.
В качестве базового конструктива источника электропитания выбран вариант передвижного, полностью управляемого выпрямителя исходя из соображений, перечисленных ниже.

  1. В передвижной конструкции не требуются сложная и технически трудновыполнимая разводка шин постоянного тока.
  2. Не используются дорогостоящие разъединители для цепей постоянного тока печей.
  3. Полностью управляемый (плавно регулируемый) выпрямитель позволяет обеспечить самые высокие технологические требования к режимам термической обработки электродных заготовок

Использование передвижных выпрямителей для ППН на сегодня является мировой тенденцией. Общий вид разработанного и изготовленного выпрямителя с устройством сжатия колон и кабелями постоянного тока, соединяющими выпрямитель с печью показан ниже.

Выпрямитель выполнен по 12-пульсной схеме выпрямления. Тиристорный вариант выпрямителя, по сравнению с диодным, имеет перечисленные ниже преимущества:

  • обеспечивает плавное регулирование выходного напряжения от 0 до номинального значения;
  • реализует быстродействующую защиту от коротких замыканий воздействием на управляющие электроды тиристоров, что повышает надежность выпрямителя;
  • позволяет осуществлять коммутации ВВ и РПН трансформатора с предварительным плавным снижением тока до 0, что повышает их ресурс и надежность;
  • позволяет значительно снизить деградацию отдельных характеристик со временем (в частности, дросселей насыщения, что приводит к асимметрии токов по фазам вентильных обмоток и, как следствие, к снижению токовой нагрузки выпрямителя).

Незначительное отличие стоимости тиристоров от стоимости диодов делает тиристорный вариант предпочтительней как по стоимости, так и по функциональным возможностям.
Управление напряжением (током) выпрямителя может быть плавным во всем диапазоне изменения нагрузки, но не является лучшим вариантом с т. з. энергетических показателей  и влияния на питающую сеть. Поэтому в качестве основного варианта предусмотрено плавно – ступенчатое управление, заключающееся в сочетании переключения ступеней РПН трансформатора с плавным регулированием внутри диапазона одной или 2-х ступеней.
В изделии применяется жидкостное охлаждение. Во внешнем контуре используется техническая оборотная вода, во внутреннем – деионизированная вода и масло.
Для надежной работы выпрямителя системы охлаждения выполнены резервированными как по насосам, так и по теплообменным элементам.
В качестве устройства коммуникации с сетью 10кВ передвижного выпрямителя используется разъединитель пантографного типа.

Наименование характеристик Ед.изм. Значение
   Выпрямитель
1  Напряжение питающей сети  В  10 000
 2  Частота  Гц  50
 3  Способ срабатывания переключателя ответвлений  РПН
 4  Номинальное выходное напряжение  В  150
 5  Диапазон плавного регулирования выходного напряжения  В  0-150
 6  Номинальный выходной ток  кА  180
 7  Эквивалентная пульсность схемы выпрямления  12
 8  Количество резервных тиристоров на одно плечо  шт.  1
 9  Излучение шума на расстоянии 1 м, макс.  дб (А)  80
 10  Количество электроприводов перемещения  шт.  4
 11  Номинальное напряжение электропривода перемещения  В  380
 12  Максимальная (регулируемая) скорость передвижения  м/мин.  6
 13  Габариты  мм  11673х6895х6345
  Фильтро-компенсирующее устройство
 14  Суммарная установленная мощность  квар  8400
15  Суммарная генерируемая мощность при номинальном напряжении квар  6474

Коэффициент полезного действия выпрямителя в номинальном режиме работы (при номинальных входных и выходных параметрах) – не менее 96,5 %.
Коэффициент мощности с учетом фильтро-компенсирующей установки при работе выпрямителя не на крайних ступенях РПН – не ниже 0,97.
Выпрямитель установлен на передвижной самоходной платформе, передвигающейся по рельсовому пути. На самоходной платформе выпрямительного агрегата (СПВА) расположены:

  • преобразовательный трансформатор с системой охлаждения;
  • 2 контейнера с преобразовательными секциями и системами охлаждения;
  • шинопровод постоянного тока с системой охлаждения;
  • шинопровод переменного тока;
  • разъединитель пантографного типа для коммуникации с сетью 10кВ;
  • 2 пульта местного управления движением СПВА;
  • шкаф распределения напряжения собственных нужд;
  • трубы для разводки оборотной воды;
  • шкафы с системами управления выпрямителем, СП и движением СПВА;
  • измерители постоянного тока;
  • лотки с проводами цепей вторичной коммутации.

Выпрямитель успешно эксплуатируется с 10.2017 г. на электродном заводе.

Форма обратной связи

pcomplex27