Способ нагрева в электрических печах сопротивления

Изобретение относится к электроэнергетике. Техническим результатом является поддержание заданного среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления и средней мощности печи при наименьшем значении мощности, потребляемой из сети, и наибольшем значении коэффициента мощности при автоматическом регулировании спектра частот и амплитуды тока. Он достигается в автоматическом регулировании спектра частот дросселями насыщения (или тиристорами) и амплитуды тока устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) силового трансформатора, для поддержания заданного среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при наименьшем значении мощности, потребляемой из сети, и наибольшем значении коэффициента мощности установок. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования спектра частот и амплитуды тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее для снижения мощности, потребляемой из сети, и повышения коэффициента мощности в электрических печах сопротивления с темными и светлыми инфракрасными излучателями, в установках низковольтных электродных водоподогревателей.

Техническим результатом изобретения является поддержание заданного среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления и средней мощности печи при наименьшем значении мощности, потребляемой из сети, и наибольшем значении коэффициента мощности при автоматическом регулировании спектра частот и амплитуды тока; накопление информации динамики изменения мгновенных значений напряжений и токов в сети высокого напряжения силового трансформатора, тока управления замагниченного дросселя насыщения (или угла открытия тиристоров выпрямительного блока), мгновенных значений тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее и напряжения на зажимах одной из электрической печи сопротивления с целью вычисления экстремального значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления, определения спектра частот тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее электрической печи сопротивления, действующих значений токов и напряжений, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора для выбора стратегии решения по определению рационального электрического режима электрической печи сопротивления с питанием током сложной формы с постоянной составляющей или без нее.

Разработанный способ заключается в автоматическом регулировании спектра частот дросселями насыщения (или тиристорами), и амплитуды тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее изменением коэффициента трансформации устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) силового трансформатора, для поддержания заданного уровня температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при наименьшем значении мощности, потребляемой из сети, при наибольшем значении коэффициента мощности установки.

Положительный эффект заключается в повышении эффективности электрических печей сопротивления за счет снижения мощности, потребляемой из сети, и повышении коэффициента мощности при автоматическом регулировании спектра частот и амплитуды (напряжения) тока для поддержания заданного среднего значения температуры нагревателей электрической печи сопротивления.

В качестве аналога к предложенному способу выбран способ автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления (Свенчанский, А.Д. / А.Д. Свенчанский [и др.] / Электротехнологические промышленные установки: учебник для вузов, - М.: Энергоиздат, 1982. - С. 81), заключающийся «…во включении последовательно с печью регулируемого активного или реактивного сопротивления…».

Недостатками данного способа являются очень большие потери энергии или снижение коэффициента мощности установки.

В качестве другого аналога к предложенному способу выбран способ автоматического регулирования температуры в электрической печи сопротивления (Свенчанский, А.Д. / А.Д. Свенчанский [и др.] / Электротехнологические промышленные установки: учебник для вузов, - М.: Энергоиздат, 1982. - С. 81), заключающийся в использовании «…фазового регулирования с помощью полупроводниковых приборов. В этом случае питание печи осуществляется через тиристоры, угол включения которых изменяется системой управления. Таким путем можно получать плавное регулирование мощности печи в широких пределах без дополнительных потерь…».

Недостатками данного способа является низкий коэффициент мощности установки.

Наиболее близким по технической сущности, выбранным в качестве прототипа к предложенному, является способ (Свенчанский, А.Д. / А.Д. Свенчанский [и др.] / Электротехнологические промышленные установки: учебник для вузов, - М.: Энергоиздат, 1982. - С. 81), заключающийся в «…питании печи через регулировочный трансформатор или автотрансформатор с переключением печи на разные ступени напряжения. Здесь регулирование ступенчатое и грубое, так как регулируется питающее напряжение, а мощность печи пропорциональна квадрату этого напряжения».

Недостатками данного способа является дополнительные потери в трансформаторе и снижение коэффициента мощности, привлечение обслуживающего персонала для визуального измерения температуры нагревателей в электрической печи сопротивления, фазных напряжений и токов в сети высокого напряжения силового трансформатора (или автотрансформатора), действующих значений тока и напряжения на зажимах одной из электрических печей сопротивления, составляющих активной, реактивной, полной мощностей, коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, подключении дополнительных контрольно-измерительных приборов измеряющих истинные действующие значения составляющих активной, реактивной, полной мощности при несинусоидальной форме тока и напряжения, что ведет к снижению эффективности выбора рационального режима работы электрических печей сопротивления, снижению уровня электробезопасности персонала, занимающегося измерениями значений токов, напряжений, мощности, коэффициента мощности в электроустановках напряжением до и выше 1000 В.

Техническим результатом изобретения является автоматическое регулирование спектра частот и амплитуды тока для поддержания заданного среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления и средней мощности печи при наименьшем значении мощности, потребляемой из сети, и наибольшем значении коэффициента мощности; накопление информации динамики изменения мгновенных значений напряжений и токов в сети высокого напряжения силового трансформатора, тока управления замагниченного дросселя насыщения (или угла открытия тиристоров выпрямительного блока), мгновенных значений тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее и напряжения на зажимах одной из электрической печи сопротивления с целью определения экстремального значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления, определения спектра частот тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее электрической печи сопротивления, действующих значений токов и напряжений, активной, реактивной и полной мощностей, значения коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора для выбора стратегии решения по определению рационального электрического режима электрической печи сопротивления с питанием током сложной формы с постоянной составляющей или без нее.

Технический результат достигается тем, что технологический процесс в электрических печах сопротивления с поддержанием заданного среднего значения температуры нагревателей ведут с использованием тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее, который получают при автоматическом регулировании спектра частот и амплитуды тока на зажимах электрической печи сопротивления, для чего при использовании для питания электрической печи сопротивления силовых трансформаторов с устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) (или автотрансформаторов) с управляемыми вентилями автоматически устанавливают начальный угол открытия тиристоров выпрямительного блока, соответствующий углу естественной коммутации тиристоров (или при использовании для питания печей сопротивления регулировочного трансформатора с устройством РПН с неуправляемыми вентилями или без вентилей и замагниченным дросселем насыщения, включенным последовательно со вторичной обмоткой силового трансформатора, автоматически считывают с трансформаторов тока и напряжения мгновенные значения тока и напряжения в сети высокого напряжения силового трансформатора, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют действующие значения токов и напряжений, активной, реактивной и полной мощностей, значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, сохраняют их в памяти данных, отображают на индикаторе, и после подключения обмотки подмагничивания замагниченного дросселя насыщения к источнику питания для регулирования спектра частот тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее, автоматически устанавливают начальный ток управления, равный нулю, в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения), автоматически считывают с трансформаторов тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, с датчиков тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений на зажимах электрической печи сопротивления, с датчиков температуры мгновенные значения температуры нагревателей электрической печи сопротивления, автоматически вычисляют на основе которых действующие значения токов и напряжений, активной, реактивной, полной мощностей, значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора с устройством РПН (или автотрансформатора), действующие значения тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности печи, сохраняют их в памяти данных и отображают на индикаторе, автоматически регулируют угол открытия тиристоров выпрямительного блока (или ток управления в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения), считывают с датчиков тока и напряжения мгновенные значения тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее и напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют сопротивление одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления, поддерживают сопротивление нагревателя неизменным и равным заданному, определяют спектр частот тока электрической печи сопротивления, сохраняют значение сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности печи и спектра частот тока в пямяти данных, отображают на индикаторе, считывают из пямяти данных заданное среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании от источника постоянного напряжения (или при питании от источника переменного напряжения при использовании замагниченного дросселя насыщения без неуправляемых вентилей), определяют сигнал рассогласования значений заданной средней температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления и измеренное среднее значение температуры одного из нагревателей печи сопротивления, автоматически регулируют амплитуду тока сложной формы изменением коэффициента трансформации устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) силового трансформатора (или автотрасформатором) до исчезновения сигнала рассогласования, считывают мгновенные значения фазных токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, вычисляют действующие значения токов и напряжений, активной, реактивной, полной мощностей, значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора с устройством РПН (или автотрансформатора), действующие значения тока и напряжения, значение средней мощности электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при рациональном электрическом режиме работы электрической печи сопротивления при питании током сложной формы с постоянной составляющей или без нее, поддерживают этот режим неизменным для текущего действующего значения тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее на зажимах электрической печи сопротивления, сохраняют вычисленное значение величин в памяти данных и отображают на индикаторе, накапливают информацию динамики изменения спектра частот и амплитуды тока сложной формы с постоянной составляющей или без нее на зажимах электрической печи сопротивления, составляющих мощностей, коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора с устройством РПН (или автотрансформатора), действующих значений тока сложной формы и напряжения, среднего значения мощности электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления для рационального электрического режима печи сопротивления с питанием током сложной формы с постоянной составляющей (или без нее) при изменениии действующего значения тока в сети высокого напряжения силового трансформатора.

На фигуре 1 представлена схема, реализующая способ при использовании выпрямительного блока на тиристорах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления, и устройства РПН силового трансформатора.

Схема содержит высоковольтную трехфазную электрическую сеть 1, высоковольтный выключатель 2, трансформатор напряжения 3, трансформатор тока 4, кабельную линию 5, силовой трансформатор 6 с устройством РПН 7, приводной механизм 8 устройства РПН, выпрямительный блок на тиристорах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления 9, шины низкого напряжения 10, датчик напряжения 11, датчик тока 12, датчик температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13, электрическую печь сопротивления 14, блок согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, блок согласования фазного тока высоковольтной сети 16, преобразователи сигналов (П) 17, 18, 19, порт ввода 20, шину 21, таймер 22, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 23, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 24, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 25, центральный процессор 26, порт вывода 27, индикатор 28, порт вывода 29, усилительный блок 30, исполнительный орган 31, источник синхронизирующего напряжения 32, генератор импульсов 33, усилитель импульсов 34 .

Способ реализуется следующим образом.

К трехфазной сети 1 подключается трансформатор напряжения 3, кабельная линия 5 с трансформатором тока 4 и силовым трансформатором 6 с устройством РПН 7 с приводным механизмом 8 устройства РПН через выключатель 2. Последовательно с силовым трансформатором 6 со стороны вторичных обмоток непосредственно подключен выпрямительный блок на тиристорах 9, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления. На вторичные обмотки трансформатора напряжения 3 подключается блок согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15. На вторичные обмотки трансформатора тока 4 подключен блок согласования фазного тока высоковольтной сети 16. Датчики напряжения 11 подключены к П 17, датчики тока подключены к П 18, датчики температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13 подключены к П 19. К блоку согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, к блоку согласования фазного тока высоковольтной сети 16, П 17, П 18, П 19, подключен порт ввода 20. Порт ввода 20, таймер 22, АЦП 23, ПЗУ 24, ОЗУ 25, порты вывода 27, 29, посредством шины 21 подключаются к центральному процессору 26. Порт вывода 27 подключен к индикатору 28. Порт вывода 29 подключен через усилительный блок 30 к исполнительному органу 31. Источник синхронизирующего напряжения 32 подключен к кабельной линии 5 и к генератору импульсов 33. Генератор импульсов 33 подключен через усилитель импульсов 34 к управляющим электродам тиристоров выпрямительных блоков 9.

При подключении силового трансформатора 6 с устройством РПН 7 к сети 1, и электрической печи сопротивления 14 к шинам низкого напряжения 10 с выводов вторичной обмотки трансформатора напряжения 3 снимаются сигналы мгновенных значений фазных напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора 6, с датчиков напряжения 11 снимаются сигналы мгновенных значений напряжения, c датчиков тока 12 снимаются сигналы мгновенных значений тока, которые через блок согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, П 17, П 18 поступают в порт ввода 20.

Центральный процессор 26 выполняет программу обработки данных, записанную в ПЗУ 24, выполняющего функцию памяти программ: центральный процессор 26 посылает входные сигналы напряжения управления u₁=0, u₂=0, u₃=0, u₄=0, u₅=0, u₆=0, число которых равно числу тиристоров в трехфазной мостовой схеме выпрямления, на генератор импульсов 33, а от источника синхронизирующего напряжения 32 на генератор импульсов 33 поступает синхронизирующее фазное напряжение для формирования сигналов опорных напряжений u_оп1, u_оп2, u_оп3, u_оп4, u_оп5, u_оп6, число которых равно числу тиристоров в трехфазной мостовой схеме выпрямления, с длительностью рабочего участка 180° и имеющих сдвиг по каналам управления 60°. Опорное напряжение u_оп1 сравнивается с напряжением управления u₁=0 и генератор импульсов 33 устанавливает начальный угол открытия α₀₁ равный нулю, опорное напряжение u_оп2 сравнивается с напряжением управления u₂=0 и генератор импульсов 33 устанавливает начальный угол открытия α₀₂ равный нулю, опорное напряжение u_оп3 сравнивается с напряжением управления u₃=0 и генератор импульсов 33 устанавливает начальный угол открытия α₀₃ равный нулю, опорное напряжение u_оп4 сравнивается с напряжением управления u₄=0 и генератор импульсов 33 устанавливает начальный угол открытия α₀₄ равный нулю, опорное напряжение u_оп5 сравнивается с напряжением управления u₅=0 и генератор импульсов 33 устанавливает начальный угол открытия α₀₅ равный нулю, опорное напряжение u_оп6 сравнивается с напряжением управления u₆=0 и генератор импульсов 33 устанавливает начальный угол открытия α₀₆, равный нулю. Начальные углы открытия α₀₁, α₀₂, α₀₃, α₀₄, α₀₅, α_06, равные нулю, соответствуют открытию шести силовых тиристоров в выпрямительном блоке на тиристорах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления 9 в момент естественной коммутации. На выходе генератора импульсов 33 появляются управляющие импульсы, которые после усиления усилителем импульсов 34 поступают на электроды управления силовых тиристоров выпрямительного блока на тиристорах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления 9. При этом электрическая печь сопротивления 14, при подключении к сети 1, питается постоянным током. Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени, достаточную для работы генератора импульсов 33 и усилителя импульсов 34. По истечении выдержки времени таймер 22 посылает сигнал центральному процессору 26.

Центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигналы мгновенных значений фазных напряжений c блока согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, мгновенных значений фазных токов с блока согласования фазного тока высоковольтной сети 16, с П 17 от датчиков напряжения 11 сигналы мгновенных значений напряжения, с П 18 от датчиков тока 12 сигналы мгновенных значений тока, c П 19 от датчиков температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13 сигналы мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20, преобразует сигналы мгновенных значений фазных токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, мгновенных значений тока и напряжения на зажимах одной из электрической печи сопротивления, температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления в цифровые коды и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений фазных токов и напряжений, мгновенных значений тока и напряжения на зажимах одной из электрической печи сопротивления, мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления из АЦП 23 и вычисляет действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, и значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока и напряжения на зажимах одной из электрических печей сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании постоянным током. Вычисленные действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25, а также посылает в порт вывода 27. С порта вывода 27 действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании выпрямленным током поступают на индикатор 28 и отображаются.

Центральный процессор 26 регулирует на шаг текущее значение напряжения управления по программе обработки данных, записанной в ПЗУ 24, и посылает входные сигналы напряжения управления u_1у, u_2у, u_3у, u_4, u_5у, u_6у, число которых равно числу тиристоров в трехфазной мостовой схеме выпрямления 9, на генератор импульсов 33, а от источника синхронизирующего напряжения 32 на генератор импульсов 33 поступает синхронизирующее фазное напряжение для формирования сигналов опорных напряжений u_оп1, u_оп2, u_оп3, u_оп4, u_оп5, u_оп6, число которых равно числу тиристоров в трехфазной мостовой схеме выпрямления, с длительностью рабочего участка 180° и имеющих сдвиг по каналам управления 60°. Опорное напряжение u_оп1 сравнивается с текущим значением напряжения управления u_1у и генератор импульсов 33 регулирует угол открытия α_1i,, опорное напряжение u_оп2 сравнивается с текущим значением напряжения управления u_2у и генератор импульсов 33 регулирует угол открытия α_2i, опорное напряжение u_оп3 сравнивается с текущим значением напряжения управления u_3у и генератор импульсов 33 регулирует угол открытия α_3i, опорное напряжение u_оп4 сравнивается с текущим значением напряжения управления u_4у и генератор импульсов 33 регулирует угол открытия α_4i, опорное напряжение u_оп5 сравнивается с текущим значением напряжения управления u_5у и генератор импульсов 33 регулирует угол открытия α_5i, опорное напряжение u_оп6 сравнивается с текущим значением напряжения управления u_6у и генератор импульсов 33 задает угол открытия α_6i. Углы открытия α_1i, α_2i, α_3i, α_4i, α_5i, α_6i соответствуют открытию шести силовых тиристоров выпрямительного блока на тиристорах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления 9 в момент t₁ и регулированию спектра частот переменной составляющей выпрямленного тока. На выходе генератора импульсов 33 появляются управляющие импульсы, которые после усиления усилителем импульсов 34 поступают на электроды управления силовых тиристоров выпрямительного блока на тиристорах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления 9. При этом электрическая печь сопротивления 14 питается током сложной формы с постоянной составляющей. Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени, достаточную для работы генератора импульсов 33 и усилителя импульсов 34. По истечении выдержки времени таймер 22 посылает сигнал центральному процессору 26.

Центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта вывода 20, который принимает сигнал мгновенных значений тока с П 18, сигнал мгновенных значений напряжения с П 17, сигнал мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления с П 19. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20, преобразует сигналы мгновенных значений тока, напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления в цифровые коды, и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды сигналов мгновенных значений тока, напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления из АЦП 23, и вычисляет значение сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_Э и среднее значение температуры Т_Э, среднее значение мощности электрической печи сопротивления Рэ . Вычисленные значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления центральный процессор 26 записывает в ОЗУ 25. Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени, и определяет экстремального значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления при регулировании угла открытия тиристоров выпрямительного блока на тиристорах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления 9. Вычисленные значения экстремального сопротивления Z_{Э, Экстрем} одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25, а также посылает в порт вывода 27. С порта вывода 27 значения экстремального сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления поступают на индикатор 28 и отображает. Для найденного значения экстремального сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_{Э, Экстрем} центральный процессор 26 определяет спектр частот переменной составляющей выпрямленного тока (тока сложной формы с постоянной составляющей). Затем центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25 и посылает в порт вывода 27 спектр частот переменной составляющей выпрямленного тока (тока сложной формы с постоянной составляющей). С порта вывода 27 спектр частот переменной составляющей выпрямленного тока (тока сложной формы с постоянной составляющей) поступает на индикатор 28 и отображается.

Центральный процессор 26 считывает из ПЗУ 24 заданное среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании от источника постоянного напряжения Т₃ и из ОЗУ 25 среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при экстремальном значении сопротивления нагревателя электрической печи сопротивления Z_Э, при регулировании спектра частот переменной составляющей выпрямленного тока изменением угла открытия тиристоров выпрямительного блока на тиристорах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления 9. Центральный процессор 26 определяет сигнал рассогласования среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления по выражению Т₃ - Т_Э. Вычисленное значение сигнала рассогласования Т₃ - Т_Э центральный процессор 26 записывает в ОЗУ 25. Центральный процессор 26 посылает в порт вывода 29 сигнал на переключение ступеней напряжения устройством РПН 7 силового трансформатора 6, который усиливается усилителем 30, и поступает на исполнительный орган 31 приводного механизма 8 устройства РПН. Исполнительный орган 31 воздействует на приводной механизм 8 устройства РПН, который производит переключение ступеней напряжения до исчезновения cигнала рассогласования Т₃ - Т_Э, то есть регулирует амплитуду выпрямленного тока (тока сложной формы с постоянной составляющей).

Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени, достаточную для переключения ступеней напряжения устройства РПН 7 силового трансформатора 6. По истечении выдержки времени таймер 22 посылает сигнал центральному процессору 26, после чего центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигналы мгновенных значений фазных напряжений и токов в сети высокого напряжения силового трансформатора 6, сигналы мгновенных значений тока с П 18 от датчиков тока 12, сигналы мгновенных значений напряжения c П 17 от датчиков напряжения 11, сигналы мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления с П 19 от датчика температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20 и преобразует сигналы мгновенных значений фазных напряжений и токов в сети высокого и низкого напряжения силового трансформатора, мгновенных значений тока, напряжения, температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления в цифровые коды и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений фазных напряжений и токов в сети высокого напряжения силового трансформатора, мгновенных значений тока и напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления из АЦП 23 и вычисляет действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, и значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока (тока сложной формы с постоянной составляющей), напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании током сложной формы с постоянной составляющей. Вычисленные действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока сложной формы с постоянной составляющей и напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25, а также посылает в порт вывода 27. С порта вывода 27 действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока сложной формы с постоянной составляющей и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании током сложной формы с постоянной составляющей поступают на индикатор 28 и отображаются.

Центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигналы мгновенных значений тока со стороны обмотки высокого напряжения силового трансформатора от блока согласования фазного тока высоковольтной сети 16. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20 производит преобразование сигналов мгновенных значений тока со стороны обмотки высокого напряжения силового трансформатора в цифровой код и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений тока и вычисляет действующее значение тока со стороны обмотки высокого напряжения силового трансформатора, затем центральный процессор 26 считывает из ОЗУ 25 действующее значение тока предыдущего измерения, определяет сигнал рассогласования из-за подключения (или отключения одной из) электрической печи сопротивления 14 к шинам низкого напряжения 10. При наличии сигнала рассогласования из-за подключения (или отключения одной из) электрической печи сопротивления 14 к шинам низкого напряжения 10 центральный процессор 26 начинает заново выполнять программу обработки данных, при этом ОЗУ 25 накапливает информацию динамики изменения спектра частот и амплитуды тока сложной формы с постоянной составляющей, составляющих мощностей и коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующих значений тока сложной формы с постоянной составляющей, напряжения, среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднего значения температуры печи сопротивления с питанием током сложной формы с постоянной составляющей при изменении действующего значения тока в сети высокого напряжения силового трансформатора.

На фигуре 2 представлена схема, реализующая способ при использовании замагниченного дросселя насыщения с выпрямительным блоком на диодах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления, и устройства РПН силового трансформатора.

Схема содержит высоковольтную трехфазную электрическую сеть 1, высоковольтный выключатель 2, трансформатор напряжения 3, трансформатор тока 4, кабельную линию 5, силовой трансформатор 6 с устройством РПН 7, приводной механизм 8 устройства РПН, шины низкого напряжения 10, датчик напряжения 11, датчик тока 12, датчик температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13, электрическую печь сопротивления 14, блок согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, блок согласования фазного тока высоковольтной сети 16, преобразователи сигналов (П) 17, 18, 19, порт ввода 20, шину 21, таймер 22, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 23, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 24, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 25, центральный процессор 26, порт вывода 27, индикатор 28, порт вывода 29, усилительный блок 30, исполнительный орган 31, рабочую обмотку замагниченного дросселя насыщения 35, включенную последовательно со вторичной обмоткой силового трансформатора 6, обмотку подмагничивания замагниченного дросселя насыщения 36, регулятор тока управления 37, автоматический выключатель для подключения обмотки подмагничивания дросселя насыщения 38 к источнику питания 39, датчик тока управления замагниченного дросселя 40, П 41, порты вывода 42, 43, усилительные блоки 44, 45, исполнительные органы 46, 47, выпрямительный блок на диодах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления 48.

Способ реализуется следующим образом.

К трехфазной сети 1 подключается трансформатор напряжения 3, кабельная линия 5 с трансформатором тока 4 и силовым трансформатором 6 с устройством РПН 7 с приводным механизмом 8 устройства РПН через выключатель 2. Со стороны каждой вторичной обмотки силового трансформатора 6 последовательно подключается рабочая обмотка замагниченного дросселя насыщения 35. Обмотка подмагничивания замагниченного дросселя насыщения 36 подключается к источнику питания 39 выключателем 38. Последовательно с замагниченным дросселем насыщения 35 подключен выпрямительный блок на диодах, включенных по трехфазной мостовой схеме выпрямления 48. К шинам низкого напряжения 10 подключается электрическая печь сопротивления 14. На вторичные обмотки трансформатора напряжения 3 подключается блок согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15. На вторичные обмотки трансформатора тока 4 подключен блок согласования фазного тока высоковольтной сети 16. Датчики напряжения 11 подключены к П 17, датчики тока 12 подключены к П 18, датчики температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13 подключены к П 19. К блоку согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, блоку согласования фазного тока высоковольтной сети 16, П 17, П 18, П 19, П 41, подключен порт ввода 20. Порт ввода 20, порты вывода 29, 42, 43, ПЗУ 24, ОЗУ 25, АЦП 23, таймер 22 посредством шины 21 подключаются к центральному процессору 26. Порт вывода 27 подключен к индикатору 28. Порт вывода 29 подключен через усилительный блок 30 к исполнительному органу 31. Порт вывода 42 подключен через усилительный блок 44 к исполнительному органу 46. Порт вывода 43 подключен через усилительный блок 45 к исполнительному органу 47. При подключении силового трансформатора 6 с устройством РПН 7 к сети 1, и электрической печи сопротивления 14 к шинам низкого напряжения 10 с выводов вторичной обмотки трансформатора напряжения 3 снимаются сигналы мгновенных значений фазных напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора 6, с датчиков напряжения 11 снимаются сигналы мгновенных значений напряжения, которые через блок согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, П 17 поступают в порт ввода 20.

Центральный процессор 26 выполняет программу обработки данных, записанную в ПЗУ 24, выполняющим функцию памяти программ: после подключения обмотки подмагничивания замагниченного дросселя насыщения центральный процессор 26 посылает в порт вывода 42 сигнал тока управления, равного нулю, в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения 36, который усиливается усилителем 44 и поступает на исполнительный орган 46 регулятора тока управления 37. Исполнительный орган 46 регулятора тока управления 37 устанавливает значение тока управления равное нулю в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения 35, который задается центральным процессором 26 по программе обработки данных, записанной в ПЗУ 24.

Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени, достаточную для установления значения тока управления равного нулю в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения 36.

Центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигналы мгновенных значений фазных напряжений c блока согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, мгновенных значений фазных токов с блока согласования фазного тока высоковольтной сети 16, с П 17 от датчиков напряжения 11 сигналы мгновенных значений напряжения, с П 18 от датчиков тока 12 сигналы мгновенных значений тока, с П 19 от датчиков температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13 сигналы мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, с преобразователя сигналов 41 от датчика тока управления в обмотке управления замагниченного дросселя насыщения 40 сигналы мгновенных значений тока в обмотке управления замагниченного дросселя насыщения. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20, преобразует сигналы мгновенных значений фазных токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, мгновенных значений напряжения и тока, температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления в цифровые коды и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений фазных напряжений и токов из АЦП 23, и вычисляет действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, и значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока и напряжения на зажимах одной из электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании постоянным током. Вычисленные действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25, а также посылает в порт вывода 27. С порта вывода 27 действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощностей в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании постоянным (выпрямленным) током поступают на индикатор 28 и отображаются.

Центральный процессор 26 посылает в порт вывода 42 сигнал изменения на шаг значения тока управления в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения 35, который усиливается усилителем 44 и поступает на исполнительный орган 46 регулятора тока управления 74. Исполнительный орган 46 регулятора тока управления 37 регулирует на шаг значение тока управления в обмотке подмагничивания 36 замагниченного дросселя насыщения 35, который задается центральным процессором 26 по программе обработки данных, записанной в ПЗУ 24. При этом электрическая печь сопротивления питается током сложной формы с постоянной составляющей.

Центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигнал мгновенных значений напряжения с П 17, и сигнал мгновенных значений тока с П 18, сигнал мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления с П 19. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20, преобразует сигналы мгновенных значений тока и напряжения электрической печи сопротивления, температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления в цифровые коды, и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений тока и напряжения, мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления из АЦП 23, и вычисляет значение сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_Э и среднее значение температуры Тэ, среднее значение мощности Рэ. Вычисленные значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления центральный процессор 26 записывает в ОЗУ 25. Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени и определяет экстремального значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления при регулировании тока управления. Вычисленные значения экстремального сопротивления Z_{Э, Экстрем} одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления, центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25, а также посылает в порт вывода 27. С порта вывода 27 значения экстремального сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_{Э, Экстрем} и среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления поступают на индикатор 28 и отображаются. Для найденного экстремального значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_{Э, Экстрем} центральный процессор 26 определяет спектр частот переменной составляющей выпрямленного тока (тока сложной формы с постоянной составляющей). Затем центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25 и посылает в порт вывода 27 спектр частот переменной составляющей выпрямленного тока (тока сложной формы с постоянной составляющей). С порта вывода 27 спектр частот переменной составляющей выпрямленного тока (тока сложной формы) поступает на индикатор 28 и отображается.

Центральный процессор 26 считывает из ПЗУ 24 заданное среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании от источника постоянного напряжения Тз и из ОЗУ 25 среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при экстремальном значении сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_Э, при регулировании спектра частот переменной составляющей выпрямленного тока изменением тока управления в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения 36. Центральный процессор 26 определяет сигнал рассогласования среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления Т₃ - Т_Э. Вычисленное значение сигнала рассогласования Т₃ - Т_Э центральный процессор 26 записывает в ОЗУ 25. Центральный процессор 26 посылает в порт вывода 29 сигнал переключения ступеней напряжения устройства РПН силового трансформатора, который усиливается усилителем 30, и поступает на исполнительный орган 31 приводного механизма 8 устройства РПН. Исполнительный орган 31 воздействует на приводной механизм 8 устройства РПН, который производит переключение ступеней напряжения до исчезновения сигнала рассогласования Т₃ - Т_Э, то есть регулирует амплитуду тока (тока сложной формы с постоянной составляющей).

Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени, достаточную для переключения ступеней напряжения устройства РПН 7 силового трансформатора 6. По истечении выдержки времени таймер 22 посылает сигнал центральному процессору 26, после чего центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигналы мгновенных значений фазных напряжений c блока согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, мгновенных значений фазных токов с блока согласования фазного тока высоковольтной сети 16, сигналы мгновенных значений напряжения с преобразователя сигналов 17 от датчиков напряжения 11, сигналы мгновенных значений тока с преобразователей сигналов 18 от датчиков тока 12, сигналы мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления c П 19 от датчиков температуры 13. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20, преобразует сигналы мгновенных значений фазных токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, мгновенных значений тока, напряжения на зажимах одной из электрической печи сопротивления, температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления в цифровые коды и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений фазных напряжений и токов в сети высокого напряжения силового трансформатора, мгновенных значений тока и напряжения на зажимах одной из электрических печей сопротивления, температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления из АЦП 23, и вычисляет действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, и значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока (тока сложной формы с постоянной составляющей), напряжения на зажимах одной из электрических печей сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании током сложной формы с постоянной составляющей. Вычисленные действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока сложной формы с постоянной составляющей и напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления центральный процессор 26 записывает в ОЗУ 25, а также посылает в порт вывода 27. С порта вывода 27 действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощностей в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока сложной формы с постоянной составляющей и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании током сложной формы с постоянной составляющей поступают на индикатор 28 и отображаются.

Центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигналы мгновенных значений фазных токов со стороны обмотки высокого напряжения силового трансформатора от блока согласования 15. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20 производит преобразование сигналов мгновенных значений фазных токов со стороны обмотки высокого напряжения силового трансформатора в цифровой код и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений фазных токов со стороны обмотки высокого напряжения силового трансформатора и вычисляет действующие значения тока, затем центральный процессор 26 считывает из ОЗУ 25 действующее значение тока предыдущего измерения, определяет сигнал рассогласования из-за подключения (или отключения одной из) электрической печи сопротивления 14 к шинам низкого напряжения 10. При подключении (или отключении одной из) электрической печи сопротивления 14 к шинам низкого напряжения (от шин) 10 и наличии сигнала рассогласования, отключаются обмотки подмагничивания 36 замагниченного дросселя насыщения 35. Центральный процессор 26 начинает заново выполнять программу обработки данных, при этом ОЗУ 25 накапливает информации динамики изменения спектра частот и амплитуды тока сложной формы с постоянной составляющей, составляющих мощностей и коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующих значений тока сложной формы, напряжения, среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднего значения мощности электрической печи сопротивления с питанием током сложной формы с постоянной составляющей при изменении действующего значения тока в сети высокого напряжения силового трансформатора.

На фигуре 3 представлена схема, реализующая способ при использовании замагниченного дросселя насыщения и устройства РПН силового трансформатора.

Схема содержит высоковольтную трехфазную электрическую сеть 1, высоковольтный выключатель 2, трансформатор напряжения 3, трансформатор тока 4, кабельную линию 5, силовой трансформатор 6 с устройством РПН 7, приводной механизм 8 устройства РПН, шины низкого напряжения 10, датчик напряжения 11, датчик тока 12, датчик температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13, электрическую печь сопротивления 14, блок согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, блок согласования фазного тока высоковольтной сети 16, преобразователи сигналов (П) 17, 18, 19, порт ввода 20, шину 21, таймер 22, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 23, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 24, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 25, центральный процессор 26, порт вывода 27, индикатор 28, порт вывода 29, усилительный блок 30, исполнительный орган 31, рабочую обмотку замагниченного дросселя насыщения 35, включенную последовательно со стороны вторичной обмоткой силового трансформатора 6, обмотку подмагничивания замагниченного дросселя насыщения 36, регулятор тока управления 37, автоматический выключатель для подключения обмотки подмагничивания дросселя насыщения 38 к источнику питания 39, датчик тока управления замагниченного дросселя 40, преобразователь сигнала 41, порты вывода 42, 43, усилительные блоки 44, 45, исполнительные органы 46, 47.

Способ реализуется следующим образом.

К трехфазной сети 1 подключается трансформатор напряжения 3, кабельная линия 5 с трансформатором тока 4 и силовым трансформатором 6 с устройством РПН 7 с приводным механизмом 8 устройства РПН через выключатель 2. Со стороны вторичной обмотки силового трансформатора 6 последовательно подключается рабочая обмотка замагниченного дросселя насыщения 35. Обмотка подмагничивания 36 замагниченного дросселя насыщения 35 подключается к источнику питания 38 выключателем 39. К шинам низкого напряжения 10 подключается электрическая печь сопротивления 14. На вторичные обмотки трансформатора напряжения 3 подключен блок согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15. На вторичные обмотки трансформатора тока 4 подключен блок согласования фазного тока высоковольтной сети 16. Датчики напряжения 11 подключены к П 17, датчики тока 12 подключены к П 18, датчики температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13 подключены к П 19, датчики тока управления замагниченного дросселя насыщения 40 подключены к П 41. К блоку согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, блоку согласования фазного тока высоковольтной сети 16, П 17, П 18, П 19, П 41, подключен порт ввода 20. Порт ввода 20, порты вывода 29, 27, 39, 40, ПЗУ 24, ОЗУ 25, АЦП 23, таймер 22 посредством шины 21 подключаются к центральному процессору 26. Порт вывода 27 подключен к индикатору 28. Порт вывода 29 подключен через усилительный блок 30 к исполнительному органу 31 приводного механизма 8 устройства РПН 7 силового трансформатора 6. Порт вывода 42 подключен через усилительный блок 44 к исполнительному органу 46 устройства регулирования тока управления 37. Порт вывода 43 подключен через усилительный блок 45 к исполнительному органу 47 автоматического выключателя 38. При подключении силового трансформатора 6 с устройством РПН 7 к сети 1, и электрической печи сопротивления 14 к шинам низкого напряжения 10 с выводов вторичной обмотки трансформатора напряжения 3 снимаются сигналы мгновенных значений фазных напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, с датчиков напряжения 11 снимаются сигналы мгновенных значений фазных напряжений, которые через блок согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, П 17 поступают в порт ввода 20.

Центральный процессор 26 выполняет программу обработки данных, записанную в ПЗУ 24, выполняющим функцию памяти программ: после подключения обмотки подмагничивания замагниченного дросселя насыщения центральный процессор 36 посылает в порт вывода 42 сигнал установления значения тока управления равного нулю в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения 36, который усиливается усилителем 44 и поступает на исполнительный орган 46 регулятора тока управления 37. Исполнительный орган 46 регулятора тока управления 37 устанавливает значение тока управления равное нулю в обмотке подмагничивания 36 замагниченного дросселя насыщения 35, который задается центральным процессором 26 по программе обработки данных, записанной в ПЗУ 24.

Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени, достаточную для установления значения тока управления равного нулю в обмотке подмагничивания 36 замагниченного дросселя насыщения 35.

Центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигналы мгновенных значений фазных напряжений c блока согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, мгновенных значений фазных токов с блока согласования фазного тока высоковольтной сети 16, с П 17 от датчиков напряжения 11 сигналы мгновенных значений напряжения, с П 18, от датчиков тока 12 сигналы мгновенных значений тока, с П 19 от датчиков температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления 13 сигналы мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, с П 41 от датчика тока управления 40 сигналы мгновенных значений тока в обмотке управления 36 замагниченного дросселя насыщения 35. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20, преобразует сигналы мгновенных значений фазных токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора 6, мгновенных значений тока и напряжения электрической печи сопротивления, мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления преобразует в цифровые коды и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений фазных напряжений и токов, температуры из АЦП 23, и вычисляет действующие значения (RMS значения) тока и напряжения, действующие значения активной, реактивной, полной мощностей, и значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании переменным током. Вычисленные действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока и напряжения электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25, а также посылает в порт вывода 27. С порта вывода 27 действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощностей в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения переменного тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании переменным током поступают на индикатор 28 и отображаются.

Центральный процессор 26 посылает в порт вывода 42 сигнал изменения на шаг значения тока управления в обмотке подмагничивания 36 замагниченного дросселя насыщения 35, который усиливается усилителем 44 и поступает на исполнительный орган 46 регулятора тока управления 37. Исполнительный орган 46 регулятора тока управления 37 регулирует на шаг значение тока управления в обмотке подмагничивания 36 замагниченного дросселя насыщения 35, который задается центральным процессором 26 по программе обработки данных, записанной в ПЗУ 24. При этом электрическая печь сопротивления питается током сложной формы без постоянной составляющей.

Центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигнал мгновенных значений напряжения с П 17, и сигнал мгновенных значений тока с П 18, сигнал мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления с П 19. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20, преобразует сигналы мгновенных значений напряжения, тока электрической печи сопротивления, температуры в цифровые коды, и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений напряжения, тока, температуры из АЦП 23, и вычисляет значение сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_Э и среднее значение температуры Тэ, среднее значение мощности Рэ. Вычисленные значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления центральный процессор 26 записывает в ОЗУ 25. Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени и определяет экстремального значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления при регулировании тока управления. Вычисленные значения экстремального сопротивления Z_{Э, Экстрем} одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25, а также посылает в порт вывода 27. С порта вывода 27 значения экстремального сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_{Э, Экстрем} и среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления поступают на индикатор 28 и отображаются. Для найденного экстремального значения сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_{Э, Экстрем} центральный процессор 26 определяет спектр частот переменного тока (тока сложной формы без постоянной составляющей). Затем центральный процессор 26 сохраняет в ОЗУ 25 и посылает в порт вывода 27 спектр частот переменного тока (тока сложной формы без постоянной составляющей). С порта вывода 27 спектр частот переменного тока (тока сложной формы без постоянной составляющей) поступает на индикатор 28 и отображается.

Центральный процессор 26 считывает из ПЗУ 24 заданное значения среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании от источника переменого напряжения Тз и из ОЗУ 25 среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при экстремальном значении сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления Z_Э, при регулировании спектра частот переменного тока изменением тока управления в обмотке подмагничивания 36 замагниченного дросселя насыщения 35. Центральный процессор 26 определяет сигнал рассогласования среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления Т₃ - Т_Э. Вычисленное значение сигнала рассогласования Т₃ - Т_Э центральный процессор 26 записывает в ОЗУ 25. Центральный процессор 26 посылает в порт вывода 29 сигнал переключения ступеней напряжения устройства РПН силового трансформатора, который усиливается усилителем 30, и поступает на исполнительный орган 31 приводного механизма 8 устройства РПН. Исполнительный орган 31 воздействует на приводной механизм 8 устройства РПН, который производит переключение ступеней напряжения до исчезновения cигнала рассогласования Т₃ - Т_Э, то есть регулирует амплитуду тока (тока сложной формы без постоянной составляющей).

Центральный процессор 26 запускает таймер 22, который осуществляет выдержку времени, достаточную для переключения ступеней напряжения устройства РПН 7 силового трансформатора 6. По истечении выдержки времени таймер 22 посылает сигнал центральному процессору 26, после чего центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигналы мгновенных значений фазных напряжений c блока согласования фазного напряжения высоковольтной сети 15, мгновенных значений фазных токов с блока согласования фазного тока высоковольтной сети 16, сигналы мгновенных значений напряжения с П 17 от датчиков напряжения 11, сигналы мгновенных значений тока с П 18 от датчиков тока 12, сигналы мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления c П 19 от датчиков температуры 13. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20, преобразует сигналы мгновенных значений фазных токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, сигналы мгновенных значений тока, напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, сигналы мгновенных значений температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления в цифровые коды и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений фазных напряжений и токов, мгновенные значения тока и напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления из АЦП 23, и вычисляет действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, и значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока сложной формы без постоянной составляющей и напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании током сложной формы без постоянной составляющей. Вычисленные действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока сложной формы без постоянной составляющей и напряжения электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления центральный процессор 26 записывает в ОЗУ 25, а также посылает в порт вывода 27. С порта вывода 27 действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значения коэффициентов мощностей в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока сложной формы без постоянной составляющей и напряжения электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании током сложной формы без постоянной составляющей поступают на индикатор 28 и отображаются.

Центральный процессор 26 посылает АЦП 23 команду преобразования данных с порта ввода 20, который принимает сигналы мгновенных значений фазных токов со стороны обмотки высокого напряжения силового трансформатор от блока согласования 15. АЦП 23 опрашивает порт ввода 20 производит преобразование сигналов мгновенных значений фазных токов в сети обмотки высокого напряжения силового трансформатора в цифровой код и посылает центральному процессору 26 сигнал окончания преобразования, после чего центральный процессор 26 считывает цифровые коды мгновенных значений фазных токов и вычисляет действующие значения тока в сети обмотки высокого напряжения силового трансформатора, затем центральный процессор 26 считывает из ОЗУ 25 действующее значение фазных токов предыдущего измерения, определяет сигнал рассогласования из-за подключения (или отключения одной из) электрической печи сопротивления 14 к шинам переменного напряжения 10. При подключении (или отключении одной из) электрической печи сопротивления 14 к шинам низкого напряжения (от шин) 10 и наличии сигнала рассогласования, отключаются обмотки подмагничивания 33 замагниченного дросселя насыщения 35. Центральный процессор 26 начинает заново выполнять программу обработки данных, при этом ОЗУ 25 накапливает информации динамики изменения спектра частот и амплитуды тока сложной формы с постоянной составляющей одной из электрических печей сопротивления, составляющих мощностей и коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующих значений тока сложной формы без постоянной составляющей и напряжения, среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднего значения мощности печи сопротивления с питанием током сложной формы без постоянной составляющей при изменении действующего значения тока в сети высокого напряжения силового трансформатора.

Предложенный способ позволяет осуществлять автоматическое регулирование спектра частот и амплитуды тока для поддержания заданного среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при наименьшем значении мощности, потребляемой из сети, и наибольшем значении коэффициента мощности установки.

1. Способ нагрева в электрических печах сопротивления, включающий питание электрических печей сопротивления через регулировочный трансформатор или автотрансформатор с переключением печей на разные ступени напряжения, отличающийся тем, что автоматически регулируют спектр частот и амплитуду выпрямленного тока электрических печей сопротивления, для чего при использовании для питания электрических печей сопротивления трансформаторов с устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) с управляемыми вентилями автоматически устанавливают начальный угол открытия тиристоров выпрямительного блока, соответствующий углу естественной коммутации тиристоров для регулирования спектра частот переменной составляющей выпрямленного тока, автоматически считывают с трансформаторов тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, с датчиков тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений на зажимах одной из электрических печей сопротивления, с датчика температуры мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, на основе которых автоматически вычисляют действующие значения токов и напряжений, активной, реактивной, полной мощностей, значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока и напряжения на зажимах одной из электрических печей сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании постоянным током, сохраняют их в памяти данных и отображают на индикаторе, автоматически регулируют угол открытия тиристоров для регулирования спектра частот переменной составляющей выпрямленного тока, считывают с датчиков тока и напряжения мгновенные значения тока и напряжения на зажимах электрической печи сопротивления, с датчиков температуры мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют сопротивление одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателя электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления, определяют экстремальное значение сопротивления нагревателя электрической печи сопротивления, поддерживают его неизменным, определяют спектр частот переменной составляющей выпрямленного тока для экстремального значения сопротивления, сохраняют значение сопротивления, среднее значение температуры, среднее значение мощности печи, спектра частот в памяти данных и отображают на индикаторе, считывают из памяти данных заданное среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании от источника постоянного напряжения, определяют сигнал рассогласования заданного среднего значения температуры одного из нагревателей в электрической печи сопротивления при питании постоянным током и при питании выпрямленным током при регулировании спектра частот переменной составляющей выпрямленного тока, по отклонению измеренного значения температуры одного из нагревателей печи от заданного автоматически регулируют амплитуду выпрямленного тока изменением коэффициента трансформации устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) силового трансформатора, считывают с трансформаторов тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, с датчиков тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений на зажимах одной из электрических печей сопротивления, с датчиков температуры мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока и напряжения электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления для рационального режима работы, который поддерживают неизменным для текущего действующего значения выпрямленного тока на зажимах электрической печи сопротивления, сохраняют значения составляющих мощностей и коэффициента мощности, выпрямленного тока, напряжения и среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднего значения мощности электрической печи сопротивления в памяти данных и отображают на индикаторе, накапливают информацию динамики изменения спектра частот и амплитуды выпрямленного тока электрической печи сопротивления, составляющих мощностей и коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующих значений тока и напряжения, среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления при питании выпрямленным током при изменении действующего значения тока в сети высокого напряжения силового трансформатора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании для питания электрических печей сопротивления трансформаторов с устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) с неуправляемыми вентилями и замагниченным дросселем насыщения, после подключения обмотки подмагничивания замагниченного дросселя насыщения к источнику питания для регулирования спектра частот выпрямленного тока, устанавливают начальный ток управления, равный нулю в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения, считывают с трансформаторов тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, с датчиков тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений на зажимах одной из электрических печей сопротивления, с датчиков температуры мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности печи при питании постоянным током, сохраняют их в памяти данных и отображают на индикаторе, автоматически регулируют ток в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения для регулирования спектра частот переменной составляющей выпрямленного тока, считывают с датчиков тока и напряжения мгновенные значения тока сложной формы и напряжения на зажимах одной из электрических печей сопротивления, мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют сопротивление одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей печи, среднее значение мощности электрической печи сопротивления, определяют экстремальное значение сопротивления нагревателя электрической печи сопротивления, поддерживают его неизменным, определяют спектр частот переменной составляющей выпрямленного тока для экстремального значения сопротивления, сохраняют значение сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности и спектра частот в памяти данных и отображают на индикаторе, считывают из памяти данных заданное среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании от источника постоянного напряжения, определяют сигнал рассогласования заданного среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании постоянным током и при питании выпрямленным током при регулировании спектра частот переменной составляющей выпрямленного тока, по отклонению измеренного среднего значения температуры одного из нагревателей печи от заданного, автоматически регулируют амплитуду выпрямленного тока изменением коэффициента трансформации устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) силового трансформатора, считывают с трансформаторов тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, с датчиков тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений на зажимах одной из электрических печей сопротивления, с датчиков температуры мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения выпрямленного тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей печи, среднее значение мощности электрической печи сопротивления для рационального режима работы, который поддерживают неизменным для текущего действующего значения тока на зажимах электрической печи сопротивления, сохраняют значения составляющих мощностей и коэффициента мощности, выпрямленного тока, напряжения и среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления в памяти данных и отображают на индикаторе, накапливают информацию динамики изменения спектра частот и амплитуды выпрямленного тока в одной из электрических печей сопротивления, составляющих мощностей и коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующих значений выпрямленного тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности одной из электрических печей сопротивления с питанием выпрямленным током при изменении действующего значения тока в сети высокого напряжения силового трансформатора.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при использовании для питания электрических печей сопротивления трансформаторов с устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) с замагниченным дросселем насыщения, после подключения обмотки подмагничивания замагниченного дросселя насыщения к источнику питания для регулирования спектра частот выпрямленного тока, устанавливают начальный ток управления, равный нулю в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения, считывают с трансформаторов тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, с датчиков тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений на зажимах одной из электрических печей сопротивления, с датчиков температуры мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения переменного тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности печи при питании переменным током, сохраняют их в памяти данных и отображают на индикаторе, автоматически регулируют ток в обмотке подмагничивания замагниченного дросселя насыщения для регулирования спектра частот тока сложной формы без постоянной составляющей, считывают с датчиков тока и напряжения мгновенные значения тока сложной формы и напряжения на зажимах одной из электрических печей сопротивления, мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют сопротивление одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления, определяют экстремальное значение сопротивления одного из нагревателей электрической печи сопротивления, поддерживают его неизменным, определяют спектр частот тока сложной формы без постоянной составляющей для экстремального значения сопротивления, сохраняют значение сопротивления, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления и спектра частот в памяти данных и отображают на индикаторе, считывают из памяти данных заданное среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании от источника переменного напряжения, определяют сигнал рассогласования заданного среднего значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления при питании переменным током и при питании током сложной формы без постоянной составляющей при регулировании спектра частот, по отклонению измеренного среднего значения температуры одного из нагревателей от заданного, автоматически регулируют амплитуду тока изменением коэффициента трансформации устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) силового трансформатора, считывают с трансформаторов тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений в сети высокого напряжения силового трансформатора, с датчиков тока и напряжения мгновенные значения токов и напряжений на зажимах одной из электрических печей сопротивления, с датчиков температуры мгновенные значения температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, преобразовывают их в цифровые коды, автоматически вычисляют действующие значения тока и напряжения, активной, реактивной, полной мощностей, значение коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующие значения тока сложной формы без постоянной составляющей и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности электрической печи сопротивления для рационального режима работы, который поддерживают неизменным для текущего действующего значения тока на зажимах электрической печи сопротивления, сохраняют значения составляющих мощностей и коэффициента мощности, тока, напряжения и среднего значения температуры одного из нагревателей, среднее значение мощности печи в памяти данных и отображают на индикаторе, накапливают информацию динамики изменения спектра частот и амплитуды тока в одной из электрических печей сопротивления, составляющих мощностей и коэффициента мощности в сети высокого напряжения силового трансформатора, действующих значений тока и напряжения, среднее значение температуры одного из нагревателей электрической печи сопротивления, среднее значение мощности одной из электрических печей сопротивления с питанием током сложной формы без постоянной составляющей при изменении действующего значения тока в сети высокого напряжения силового трансформатора.