專利名稱：用于電弧爐的電氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于熔化金屬的電弧爐的電氣設(shè)備，包括無(wú)功功率補(bǔ)償器和用于操控該無(wú)功功率補(bǔ)償器的控制單元，其中至少一個(gè)控制參數(shù)在預(yù)先給定的控制參數(shù)范圍內(nèi)可改變。
背景技術(shù)：
電弧爐用于制造液態(tài)金屬、通常是鋼。由供電網(wǎng)絡(luò)借助于電氣設(shè)備提供所需的高的電能。在此取決于系統(tǒng)地可能導(dǎo)致不期望的對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的反作用。電氣設(shè)備因此包括至少一個(gè)無(wú)功功率補(bǔ)償器(SVC=static VAR compensator,靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器),其一般由TCR(thyristor controlled ractance,雙閥控電抗器)和至少一個(gè)靜態(tài)的濾波回路構(gòu)成。對(duì)TCR的操控借助于控制單元進(jìn)行。無(wú)功功率補(bǔ)償器用于補(bǔ)償供電的交流電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功功率分量。在此重要的是，準(zhǔn)確地檢測(cè)由電氣設(shè)備引起的網(wǎng)絡(luò)故障并且相應(yīng)地匹配無(wú)功功率補(bǔ)償器。為此目的，至少一個(gè)控制參數(shù)一般能在預(yù)先給定的控制參數(shù)范圍內(nèi)改變。按照現(xiàn)有技術(shù)，無(wú)功功率補(bǔ)償器的匹配在設(shè)備開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)期間進(jìn)行。事后的改變僅能由受過(guò)訓(xùn)練的服務(wù)技工通過(guò)對(duì)控制單元的受限制的訪問(wèn)來(lái)進(jìn)行。否則，電氣設(shè)備的可在開(kāi)動(dòng)期間調(diào)整的部分在后臺(tái)中運(yùn)行，而不存在操作者側(cè)的另外的干預(yù)可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)是，針對(duì)開(kāi)頭所述類型的電氣設(shè)備說(shuō)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的主題和通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求12的方法來(lái)解決。擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中找出。因此設(shè)置用于熔化金屬的電弧爐的電氣設(shè)備，該電氣設(shè)備包括無(wú)功功率補(bǔ)償器和用于操控該無(wú)功功率補(bǔ)償器的控制單元，其中至少一個(gè)控制參數(shù)能在預(yù)先給定的控制參數(shù)范圍內(nèi)改變，并且其中此外對(duì)于控制參數(shù)預(yù)先給定有限的控制參數(shù)子范圍，并且電氣設(shè)備包括操縱單元，借助于該操縱單元能在控制參數(shù)子范圍內(nèi)調(diào)整控制參數(shù)。通過(guò)這種方式可以由設(shè)備操作者在連續(xù)運(yùn)行期間引起設(shè)備特性的改變。于是，對(duì)設(shè)備的要求發(fā)生改變尤其是有合理的。例如短期地需要較高的功率或者各個(gè)設(shè)備部件的損耗應(yīng)當(dāng)被降低。有利地，控制單元也被設(shè)立用于調(diào)節(jié)電弧爐的電極。在此有益的是，至少一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)能在預(yù)先給定的調(diào)節(jié)參數(shù)范圍內(nèi)改變，并且借助于操縱單元能在有限的調(diào)節(jié)參數(shù)子范圍內(nèi)調(diào)整。操作者由此能夠影響電極的調(diào)節(jié)。此外有利的是，控制單元被設(shè)立用于操控電弧爐的爐開(kāi)關(guān)。在此還有益的是，至少一個(gè)開(kāi)關(guān)參數(shù)被設(shè)置能在預(yù)先給定的開(kāi)關(guān)參數(shù)范圍內(nèi)改變并且借助于操縱單元能在有限的開(kāi)關(guān)參數(shù)子范圍內(nèi)調(diào)整。關(guān)于調(diào)整可能性有益的是，各個(gè)參數(shù)至少部分地彼此有關(guān)。通過(guò)這種方式可以彼此調(diào)諧電氣設(shè)備的各個(gè)部分。對(duì)使設(shè)備部分加負(fù)載的參數(shù)的影響于是例如涉及另一參數(shù)的改變，該另一參數(shù)引起有關(guān)設(shè)備部分減輕負(fù)載。為了簡(jiǎn)單的可操縱性規(guī)定，操縱單元包括滑閥式調(diào)節(jié)器，借助于該滑閥式調(diào)節(jié)器能調(diào)整彼此有關(guān)的參數(shù)。在此有益的是，所述電氣設(shè)備包括顯示單元，借助于該顯示單元能讀出各個(gè)參數(shù)的所調(diào)整的值。在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)現(xiàn)中，在其中能借助于操縱單元調(diào)整相應(yīng)參數(shù)的相應(yīng)子范圍在相應(yīng)的總的參數(shù)范圍的最高10%上延伸。因此確保了，操作者僅可在窄的范圍內(nèi)影響設(shè)備。設(shè)備在有意義的運(yùn)行范圍以外的運(yùn)行得以避免。不可能有可能導(dǎo)致運(yùn)行故障的改變。一般有利的是，所述電氣設(shè)備包括記錄單元，借助于該記錄單元能檢測(cè)各個(gè)設(shè)備部件的機(jī)械和/或電氣負(fù)荷。創(chuàng)建設(shè)備狀態(tài)的報(bào)告并且在需要時(shí)分析該報(bào)告，以便推導(dǎo)出各個(gè)設(shè)備部件的損耗。在一個(gè)擴(kuò)展方案中，所述電氣設(shè)備包括維護(hù)顯示器，借助于該維護(hù)顯示器能顯示受到機(jī)械和/或電氣負(fù)荷的設(shè)備部件與借助操縱元件所進(jìn)行的參數(shù)調(diào)整有關(guān)的維護(hù)間隔。利用這樣的維護(hù)智能，操作者可以估計(jì)下次維護(hù)之前或更換損耗部分之前的持續(xù)時(shí)間。相應(yīng)的方法規(guī)定，借助于記錄單元檢測(cè)至少一個(gè)受到機(jī)械和/或電氣負(fù)荷的設(shè)備部件的負(fù)載，通過(guò)調(diào)整各個(gè)參數(shù)影響所述設(shè)備部件的負(fù)載，并且在每次重新調(diào)整所述參數(shù)以后重新計(jì)算所述設(shè)備部件的當(dāng)前維護(hù)間隔結(jié)束之前的仍然剩余的時(shí)間。
具體實(shí)施例方式在下面以示例性方式闡述本發(fā)明。電氣設(shè)備的操縱單元對(duì)于操作者是可接近的，并且使得該操作者能夠調(diào)整操作參數(shù)。操作參數(shù)例如是用于改變對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償器的操控的控制參數(shù)、用于改變電極調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)參數(shù)以及用于改變對(duì)爐開(kāi)關(guān)的操控的開(kāi)關(guān)參數(shù)。在最簡(jiǎn)單的情況下，滑閥式調(diào)節(jié)器被設(shè)置為操縱單元的操作元件。操作者因此具有改變操作參數(shù)的可能性。例如，操作特性被從“遲緩的”向“快速的”匹配。操作元件也可以利用相同的功能性構(gòu)造為旋鈕、按鈕、開(kāi)關(guān)等。另一可能性規(guī)定，操作者在最大的電壓恒定值與網(wǎng)絡(luò)故障(電壓波動(dòng))的最小值之間選擇。參數(shù)的可調(diào)整性——該參數(shù)例如預(yù)先給定設(shè)置在設(shè)備中的變頻器的開(kāi)關(guān)頻率——允許在節(jié)約運(yùn)行與利用最大能量的運(yùn)行之間選擇。在節(jié)約運(yùn)行中，對(duì)各個(gè)設(shè)備部件的電氣和/或機(jī)械負(fù)荷降低。熔化過(guò)程的加速尤其是通過(guò)重新調(diào)整電極調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到。如變壓器、無(wú)功功率補(bǔ)償器、爐開(kāi)關(guān)等的設(shè)備部件的負(fù)荷通過(guò)借助于控制單元的設(shè)備操控來(lái)確定?？烧{(diào)整的操作參數(shù)的改變?cè)诖穗S之帶來(lái)負(fù)載的改變。各個(gè)參數(shù)在此以有意義的方式彼此相關(guān)，尤其是當(dāng)它們的改變對(duì)相同的設(shè)備部件起作用時(shí)。借助于操作者可接近的操作元件，各個(gè)參數(shù)值在運(yùn)行期間可比在開(kāi)動(dòng)時(shí)以更窄的范圍改變。在開(kāi)動(dòng)時(shí)，為了調(diào)整設(shè)備最佳效果需要較大的余量。開(kāi)動(dòng)人員可以從分別足夠大的參數(shù)范圍中選出各個(gè)操作參數(shù)。一旦為要置于運(yùn)行的設(shè)備找到最佳效果，則參數(shù)調(diào)整僅僅在窄的子范圍中進(jìn)行。有利的是，操作者可用的相應(yīng)的調(diào)整范圍在開(kāi)動(dòng)期間僅為總的調(diào)整范圍的約10%。在開(kāi)動(dòng)時(shí)找出的調(diào)整因此可由操作者僅僅最小地改變，從而繼續(xù)得出電氣設(shè)備的最佳運(yùn)行。在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中，電氣設(shè)備包括記錄單元，借助于該記錄單元檢測(cè)各個(gè)設(shè)備部件的負(fù)荷。例如借助于PLC (programmable logical controller,可編程邏輯控制器)檢測(cè)可數(shù)的開(kāi)關(guān)操作。借助于所保存的負(fù)載表或者合適的算法確定相應(yīng)開(kāi)關(guān)元件的機(jī)械和/或電氣負(fù)荷。接下來(lái)可在使用已知的相互關(guān)系的情況下估計(jì)當(dāng)前的損耗和確定維護(hù)時(shí)刻。此外有意義的是，檢測(cè)和報(bào)告電氣設(shè)備的總的當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)。例如使控制單元擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器并且與電氣設(shè)備的已有的或者補(bǔ)充的傳感器連接。對(duì)爐起作用的振動(dòng)、環(huán)境溫度、空氣濕度、空氣壓力、粉塵負(fù)載、爐大氣的組成等進(jìn)行記錄。這些物理的和化學(xué)的影響因素對(duì)在電氣和/或機(jī)械上受到負(fù)載的設(shè)備構(gòu)件的壽命有影響。因此，導(dǎo)電的粉塵例如可以導(dǎo)致附加的電負(fù)載。可由操作者調(diào)整的操作參數(shù)同樣可以導(dǎo)致各個(gè)設(shè)備部件的負(fù)載的改變。例如，實(shí)施為真空開(kāi)關(guān)的爐開(kāi)關(guān)經(jīng)受機(jī)械和電氣負(fù)載，所述負(fù)載可通過(guò)重新調(diào)整在每個(gè)時(shí)間單位最大可允許的開(kāi)關(guān)周期來(lái)改變。在每次重新調(diào)整以后，借助于保存在控制單元中的算法通過(guò)將物理和化學(xué)影響因素包括進(jìn)來(lái)來(lái)計(jì)算爐開(kāi)關(guān)的仍然剩余的壽命。具體地例如借助于記錄單元檢測(cè)至少一個(gè)受到機(jī)械和/或電氣負(fù)荷的開(kāi)關(guān)元件的操作。該開(kāi)關(guān)元件的操作數(shù)量受到對(duì)各個(gè)參數(shù)的調(diào)整的影響。在每次重新調(diào)整了這些參數(shù)以后，重新計(jì)算該開(kāi)關(guān)元件的當(dāng)前維護(hù)間隔結(jié)束之前的仍然剩余的時(shí)間。電氣設(shè)備于是更有利地包括維護(hù)顯示器，該維護(hù)顯示器用于顯示受到負(fù)荷的設(shè)備構(gòu)件、例如爐開(kāi)關(guān)的下次維護(hù)之前的剩余持續(xù)時(shí)間。通過(guò)借助于操縱單元改變各個(gè)操作參數(shù)，相對(duì)于已知的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了附加的使用。一方面，操作者可以影響電氣設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行方式，也就是例如在節(jié)約運(yùn)行與最大功率之間進(jìn)行選擇。另一方面，操作者總是獲得關(guān)于接連的維護(hù)間隔的當(dāng)前信息，所述維護(hù)間隔可通過(guò)重新調(diào)整各個(gè)運(yùn)行參數(shù)改變。由此提高了電氣設(shè)備的靈活性并且操作者相對(duì)于已知的實(shí)施方式具有關(guān)于其設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)的更多操作余量。
權(quán)利要求
1.用于熔化金屬的電弧爐的電氣設(shè)備，該電氣設(shè)備包括無(wú)功功率補(bǔ)償器和用于操控該無(wú)功功率補(bǔ)償器的控制單元，其中至少一個(gè)控制參數(shù)能在預(yù)先給定的控制參數(shù)范圍內(nèi)改變，其特征在于，對(duì)于控制參數(shù)預(yù)先給定有限的控制參數(shù)子范圍，并且所述電氣設(shè)備包括操縱單元,借助于該操縱單元能在控制參數(shù)子范圍內(nèi)調(diào)整控制參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電氣設(shè)備，其特征在于，控制單元被設(shè)立用于調(diào)節(jié)電弧爐的電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電氣設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)能在預(yù)先給定的調(diào)節(jié)參數(shù)范圍內(nèi)改變，并且借助于操縱單元能在有限的調(diào)節(jié)參數(shù)子范圍內(nèi)調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的電氣設(shè)備，其特征在于，控制單元被設(shè)立用于操控電弧爐的爐開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電氣設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)開(kāi)關(guān)參數(shù)能在預(yù)先給定的開(kāi)關(guān)參數(shù)范圍內(nèi)改變并且借助于操縱單元能在有限的開(kāi)關(guān)參數(shù)子范圍內(nèi)調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一的電氣設(shè)備，其特征在于，各個(gè)參數(shù)的調(diào)整可能性至少部分地彼此有關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電氣設(shè)備，其特征在于，操縱單元包括滑閥式調(diào)節(jié)器，借助于該滑閥式調(diào)節(jié)器能調(diào)整彼此有關(guān)的參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的電氣設(shè)備，其特征在于，所述電氣設(shè)備包括顯示單元，借助于該顯示單元能讀出各個(gè)參數(shù)的所調(diào)整的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的電氣設(shè)備，其特征在于，在其中能借助于操縱單元調(diào)整相應(yīng)參數(shù)的子范圍構(gòu)成總的參數(shù)范圍的最高10%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一的電氣設(shè)備，其特征在于，所述電氣設(shè)備包括記錄單元，借助于該記錄單元能檢測(cè)各個(gè)設(shè)備部件的機(jī)械和/或電氣負(fù)荷。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電氣設(shè)備，其特征在于，所述電氣設(shè)備包括維護(hù)顯示器，借助于該維護(hù)顯示器能顯示受到機(jī)械和/或電氣負(fù)荷的設(shè)備部件與借助于操縱元件進(jìn)行的參數(shù)調(diào)整有關(guān)的維護(hù)間隔。
12.用于運(yùn)行根據(jù)權(quán)利要求10至11之一的電氣設(shè)備的方法，其特征在于，借助于記錄單元檢測(cè)至少一個(gè)受到機(jī)械和/或電氣負(fù)荷的設(shè)備部件的負(fù)載，通過(guò)調(diào)整各個(gè)參數(shù)影響所述設(shè)備部件的負(fù)載，并且在每次重新調(diào)整所述參數(shù)以后重新計(jì)算所述設(shè)備部件的當(dāng)前維護(hù)間隔結(jié)束之前的仍然剩余的時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于熔化金屬的電弧爐的電氣設(shè)備，該電氣設(shè)備包括無(wú)功功率補(bǔ)償器和用于操控該無(wú)功功率補(bǔ)償器的控制單元，其中至少一個(gè)控制參數(shù)能在預(yù)先給定的控制參數(shù)范圍內(nèi)改變。在此，對(duì)于控制參數(shù)預(yù)先給定有限的控制參數(shù)子范圍，并且電氣設(shè)備包括操縱單元，借助于該操縱單元能在控制參數(shù)子范圍內(nèi)調(diào)整控制參數(shù)。由此提高了電氣設(shè)備的靈活性并且操作者相對(duì)于已知的實(shí)施方式具有關(guān)于其設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)的更多操作余量。
文檔編號(hào)H05B7/144GK103109433SQ201180045716
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月22日
發(fā)明者H-H.韋爾克 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司