RU2595780C1 - Method for determining electric parameters which characterize the state of subelectrode spaces bath three-phase six-electrode ore-heating furnace with arrangement of electrodes in a line - Google Patents

Abstract

FIELD: electrothermics.

SUBSTANCE: invention relates to electrothermics and can be used for controlling electrical parameters, characterizing the state of subelectrode spaces of bath of three-phase ore-heating furnace with six electrodes arranged in a line. Result is achieved by the method for determining electric parameters, characterizing the state of subelectrode spaces of bath of three-phase ore-heating furnace with six electrodes arranged in a line, wherein pair of adjacent electrodes are connected by means of current lead to secondary windings of the furnace transformers, connecting two filters to the electric circuit of the furnace, filters being transparent for current measuring frequency and non-transparent for working frequency, current leads of each filter are connected to the adjacent electrodes, belonging to different phases of furnace transformers, sequentially connecting a controlled power supply of measuring frequency to each electrode, frequency being different from the working frequency of the furnace, for each of the three combinations consisting of two electrodes “electrode - electrode, located in two electrodes”, amplitude and EMF phases of power supplies of measuring frequency are left unchanged so that their EMF phases differ from each other by 180 electrical degrees, changing the amplitude and EMF phase of measuring frequency of other electrodes so that current values of currents of measuring frequency equal zero, measuring the circuit in a pair of selected electrodes, actual power released in “electrode - furnace hearth” sections of selected combination at measuring frequency and calculating the natural potential difference coefficients of equivalent circuit of the bath in accordance with formulas

where I_1i, I_2i, I_3i, P_1i, P_2i, P_3i, P_4i, P₅, P₆ - values of currents in the primary power supply circuit of measuring frequency of electrodes in combinations of “electrode - electrode, located in two electrodes” and actual power released in “electrode - furnace hearth” sections of appropriate combinations of electrodes; w_t is the number of coils of the primary winding of an input device.

EFFECT: technical result of the claimed invention is the expansion of capabilities of determining potential difference coefficients of the bath.

1 cl, 1 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для контроля электрических параметров, характеризующих состояние подэлектродных объемов ванны трехфазной рудно-термической печи с шестью электродами, расположенными в линию, пары соседних из которых подключены с помощью токоподвода к вторичным обмоткам печных трансформаторов.The invention relates to electrothermics and can be used to control electrical parameters characterizing the state of the sub-electrode volumes of a bath of a three-phase ore-thermal furnace with six electrodes arranged in a line, the pairs of neighboring of which are connected by current supply to the secondary windings of furnace transformers.

Известен способ определения электрических параметров ванны рудно-термической электрической печи, при котором изменяют межэлектродные напряжения так, что одно из напряжений участка «электрод - подина» остается неизменным, и по изменениям токов электродов вычисляют проводимость межэлектродного пространства [1].A known method for determining the electrical parameters of the bath of an ore-thermal electric furnace, in which the interelectrode voltages are changed so that one of the voltages of the electrode-bottom section remains unchanged, and the conductivity of the interelectrode space is calculated from changes in electrode currents [1].

Недостатком известного способа является то, что при его осуществлении, хотя и кратковременно, нарушается нормальный режим работы печи.The disadvantage of this method is that during its implementation, although for a short time, the normal mode of operation of the furnace is violated.

Также известны способы для непрерывного контроля электрических параметров ванны, таких как проводимость подэлектродного пространства ванны трехфазной рудно-термической печи, сопротивление между электродом и подиной трехфазной рудно-термической печи, разностно-потенциальные коэффициенты схемы замещения ванны, не нарушающие нормальный режим работы печи. Эти способы предполагают использование измерительных источников с частотой тока, отличной от частоты тока силового источника питания [2, 3, 4, 5].Also known are methods for continuously monitoring the electrical parameters of a bath, such as the conductivity of the sub-electrode space of a bath of a three-phase ore-thermal furnace, the resistance between the electrode and the bottom of a three-phase ore-thermal furnace, the potential difference coefficients of the bath equivalent circuit that do not interfere with the normal operation of the furnace. These methods involve the use of measuring sources with a current frequency different from the current frequency of the power supply [2, 3, 4, 5].

Наиболее близким к заявляемому способу является способ определения электрического параметра, характеризующего состояние подэлектродного пространства трехфазной трехэлектродной рудно-термической печи, в качестве которого используется собственный разностно-потенциальный коэффициент (РПК) схемы замещения ванны, в соответствии с которым последовательно к каждому электроду подключают управляемый источник питания измеряющей частоты, отличной от рабочей частоты источника питания печи, оставляют неизменными амплитуды и фазу ЭДС источника питания измеряющей частоты электрода, для которого определяют собственный РПК ванны, изменяют амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты двух других электродов так, чтобы сумма действующих значений токов измеряющей частоты в них была равна нулю, измеряют ток, активную мощность, выделяющуюся на участке «электрод - подина» на измеряющей частоте этого электрода, и вычисляют собственный РПК участка ванны «электрод - подина».Closest to the claimed method is a method for determining the electrical parameter characterizing the state of the sub-electrode space of a three-phase three-electrode ore-thermal furnace, which uses its own differential potential coefficient (RPK) of the bath equivalent circuit, in accordance with which a controlled power source is connected in series to each electrode measuring frequency other than the operating frequency of the furnace power source, the amplitudes and phase of the emf of the source are left unchanged the power supply of the measuring frequency of the electrode, for which the bath’s own RPM is determined, the amplitudes and phases of the emf of the sources of the measuring frequency of the other two electrodes are changed so that the sum of the effective values of the currents of the measuring frequency in them is zero, the current, the active power released in the “electrode” section are measured - hearth "at the measuring frequency of this electrode, and calculate the own RPK section of the bath" electrode - hearth. "

Недостатками известного способа является невозможность его осуществления в трехфазной рудно-термической печи с шестью электродами, расположенными в линию, пары соседних из которых подключены с помощью токоподвода к вторичным обмоткам печных трансформаторов, из-за отсутствия нулевой точки, объединяющей вторичные обмотки печных трансформаторов.The disadvantages of this method is the impossibility of its implementation in a three-phase ore-thermal furnace with six electrodes arranged in a line, the pairs of neighboring of which are connected by current supply to the secondary windings of furnace transformers, due to the absence of a zero point connecting the secondary windings of furnace transformers.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение возможностей определения разностно-потенциальных коэффициентов ванны, характеризующих состояние подэлектродных пространств ванны трехфазной рудно-термической печи с шестью электродами, расположенными в линию, пары соседних из которых подключены с помощью токоподвода к вторичным обмоткам печных трансформаторов.The technical result of the claimed invention is the expansion of the possibilities of determining the differential potential coefficients of the bath, characterizing the state of the sub-electrode spaces of the bath of a three-phase ore-thermal furnace with six electrodes arranged in a line, the pairs of neighboring of which are connected by current supply to the secondary windings of furnace transformers.

Этот результат достигается тем, что в заявляемом способе определения электрических параметров, характеризующих состояние подэлектродных пространств ванны трехфазной рудно-термической печи с шестью электродами, расположенными в линию, пары соседних из которых подключены с помощью токоподвода к вторичным обмоткам печных трансформаторов, к электрической цепи печи подключают два фильтра, прозрачные для тока измерительной частоты и непрозрачные для тока рабочей частоты, выводы каждого из которых присоединяют к соседним электродам, принадлежащим разным фазам печных трансформаторов, последовательно к каждому электроду подключают управляемый источник питания измеряющей частоты, отличной от рабочей частоты источника питания печи, для каждой из трех комбинаций, состоящей из двух электродов «электрод - электрод, расположенный через два электрода», оставляют неизменными амплитуды и фазы ЭДС их источников питания измеряющей частоты такими, что фазы их ЭДС отличаются друг от друга на 180 электрических градусов, изменяют амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты остальных электродов так, чтобы действующее значения токов измеряющей частоты в них стали равными нулю, измеряют ток в цепи попарно выбранных электродов, активные мощности, выделяющиеся на участках «электрод - подина» выбранной комбинации на измеряющей частоте, и вычисляют собственные разностно-потенциальные коэффициенты схемы замещения ванны в соответствии с выражениями

This result is achieved by the fact that in the claimed method for determining electrical parameters characterizing the state of the sub-electrode spaces of a bath of a three-phase ore-thermal furnace with six electrodes arranged in a line, the pairs of neighboring of which are connected by means of a current supply to the secondary windings of the furnace transformers, connect to the electric circuit of the furnace two filters, transparent for the current of the measuring frequency and opaque for the current of the working frequency, the conclusions of each of which are connected to adjacent electrodes, for different phases of furnace transformers, a controlled power source of a measuring frequency different from the operating frequency of the furnace power source is connected in series to each electrode, for each of the three combinations consisting of two electrodes “electrode - electrode located through two electrodes”, the amplitudes and the phases of the EMF of their power sources of measuring frequency such that the phases of their EMF differ from each other by 180 electrical degrees, change the amplitudes and phases of the EMF of the sources of the measuring frequency of the stop electrodes so that the effective values of the currents of the measuring frequency in them become equal to zero, they measure the current in the circuit of pairwise selected electrodes, the active powers released in the electrode – hearth sections of the selected combination at the measuring frequency, and calculate the intrinsic difference potential coefficients of the equivalent circuit baths according to expressions

где I_1и, I_2и, I_3и, P_1и, Р_2и, Р_3и, Р_4и, P_5и, Р_6и - величины токов в первичной цепи источника питания измеряющей частоты электродов в комбинациях пар «электрод - электрод, расположенный через два электрода» и активные мощности, выделяющиеся на участках «электрод - подина» соответствующих комбинаций электродов; w_т - количество витков первичной обмотки вводного устройства.where I _{1 and,} I _2u, I _third, P _{1 and} P _2i, P _3i and P _4i, P _5i, R _6i - magnitudes of the currents in the primary power supply circuit measuring frequency electrode in the combinations of pairs of "electrode - electrode disposed across two electrodes "And the active power released in the areas" electrode - hearth "of the respective combinations of electrodes; w _t - the number of turns of the primary winding of the input device.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ определения электрических параметров, характеризующих состояние подэлектродных пространств ванны трехфазной рудно-термической печи с шестью электродами, расположенными в линию, пары соседних из которых подключены с помощью токоподвода к вторичным обмоткам печных трансформаторов, отличается от известного тем, что:A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method for determining the electrical parameters characterizing the state of the sub-electrode spaces of the bath of a three-phase ore-thermal furnace with six electrodes arranged in a line, the pairs of neighboring of which are connected by current supply to the secondary windings of furnace transformers, differs from the known in that:

1) в управляемых источниках питания измерительной частоты, в которых оставляют неизменными амплитуды и фазы ЭДС, фазы их ЭДС отличаются друг от друга на 180 электрических градусов;1) in controlled power sources of measuring frequency, in which the amplitudes and phases of the EMF are left unchanged, the phases of their EMF differ from each other by 180 electrical degrees;

2) требуется установление равенства нулю действующих значений тока измерительной частоты в четырех электродах, не входящих в комбинацию электродов, осуществляемое итерационным процессом последовательного изменения амплитуд и фаз ЭДС управляемых источников питания измерительной частоты электродов;2) it is required to establish that the effective values of the current of the measuring frequency in four electrodes that are not included in the combination of electrodes are carried out by an iterative process of successively changing the amplitudes and phases of the EMF of the controlled power sources of the measuring frequency of the electrodes;

3) используются два фильтра, прозрачные для тока измерительной частоты и непрозрачные для тока рабочей частоты, выводы каждого из которых присоединяют к соседним электродам, принадлежащим разным фазам печных трансформаторов.3) two filters are used, transparent for the current of the measuring frequency and opaque for the current of the operating frequency, the terminals of each of which are connected to adjacent electrodes belonging to different phases of the furnace transformers.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». При изучении данной и смежной области техники признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».These differences allow us to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "novelty." When studying this and related technical field, the features that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and, therefore, provide the claimed technical solution with the criterion of "inventive step".

РПК как параметры схемы замещения ванны РТП резистивного нагрева предложены в [6]. Согласно принципу суперпозиции, справедливому для линейных систем, напряжение на участке ванны «электрод - подина» можно представить алгебраической суммой частичных напряжений, каждое из которых обусловлено действием тока, протекающего в одном из электродовRPK as parameters of the equivalent circuit of an RTP bath of resistive heating were proposed in [6]. According to the principle of superposition, which is valid for linear systems, the voltage on the electrode – hearth bath section can be represented by the algebraic sum of the partial voltages, each of which is due to the action of the current flowing in one of the electrodes

где

- напряжения на участках ванны «электрод - подина», $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

- частичные напряжения на участках ванны «электрод - подина», $${\dot{I}}_{эj}$$

- ток в j-м электроде; R_i,j - разностно-потенциальные коэффициенты схемы замещения.Where

- voltage in the areas of the bath "electrode - bottom", $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

- partial stresses on the areas of the bath "electrode - bottom", $${\dot{I}}_{\mathrm{uh}j}$$

is the current in the jth electrode; R _{i, j} - differential potential coefficients of the equivalent circuit.

Разностно-потенциальный коэффициент R_i,j определяет связь между частичным напряжениям $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

на участке ванны «i-й электрод - подина» и током, протекающим в j-м электроде печи $${\dot{I}}_{эj}$$

. РПК схемы замещения ванны зависят от ее формы, расположения и геометрических размеров электродов, формы их рабочих поверхностей, а также от электрической проводимости материалов среды ванны [6]. В зависимости от того, к каким электродам относятся частичное напряжение $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

на участке ванны и ток электрода $${\dot{I}}_{эj}$$

, различают собственные и взаимные РПК. Например, собственный РПК R_1,1 ванны шестиэлектродной печи определяет связь между частичным напряжением $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

участка ванны «первый электрод - подина», наводимым током первого электрода за счет его растекания по материалам среды ванны, и значением тока этого электрода. В свою очередь, взаимный РПК R_1,2 устанавливает связь между частичным напряжением $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

участка ванны «первый электрод - подина» и током, определяющим это частичное напряжение и протекающим во втором электроде. Для взаимных РПК схемы замещения ванны справедлив принцип взаимности R_ij=R_ij, i≠j [6].The potential difference coefficient R _{i, j} determines the relationship between the partial voltages $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

in the area of the bathtub “i-th electrode - hearth” and the current flowing in the j-th electrode of the furnace $${\dot{I}}_{\mathrm{uh}j}$$

. RPK circuit bath equivalents depend on its shape, location and geometric dimensions of the electrodes, the shape of their working surfaces, as well as on the electrical conductivity of the materials of the bath environment [6]. Depending on which electrodes are the partial voltage $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

in the bath area and electrode current $${\dot{I}}_{\mathrm{uh}j}$$

, distinguish between their own and mutual PKK. For example, a proprietary RPK R _{1.1 of a} six-electrode furnace bath determines the relationship between the partial voltage $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

section of the bath "the first electrode is the hearth" induced by the current of the first electrode due to its spreading over the materials of the bath medium, and the current value of this electrode. In turn, the mutual PKK R _1,2 establishes a connection between the partial voltage $${\dot{U}}_i^{\left(j\right)}$$

section of the bath "the first electrode is the hearth" and the current determining this partial voltage and flowing in the second electrode. The reciprocity principle R _ij = R _ij , i ≠ j [6] is valid for reciprocal RPKs of the bath equivalent circuit.

Известно [7], что для расстояний между осями соседних электродов, характерных для действующих печей, собственный разностно-потенциальный коэффициент участка «электрод - подина» ванны для каждого электрода весьма слабо зависит от положения в ванне соседних электродов, что дает основание использовать его в качестве электрического параметра, характеризующего состояние пространства под электродом ванны. В частности, независимо от положения в ванне одного из электродов, например первого, при изменении заглубления в ванну других электродов значение собственного РПК для R_1,1 участка ванны «первый электрод - подина» изменяется незначительно.It is known [7] that for the distances between the axes of adjacent electrodes characteristic of operating furnaces, the intrinsic difference potential coefficient of the electrode – hearth section of the bath for each electrode very weakly depends on the position of adjacent electrodes in the bath, which makes it possible to use it as electrical parameter characterizing the state of the space under the bath electrode. In particular, regardless of the position of one of the electrodes in the bath, for example, the first, when changing the depth of the other electrodes into the bath, the value of intrinsic RPK for R _1.1 of the “first electrode - bottom” bath section changes slightly.

На фиг. 1a и 1б изображены полученные физическим и математическим моделированием зависимости относительных собственных РПК для «крайних» электродов R^∗ _1,1=R_1,1/R_эу1=R^∗ _6,6=R_6,6/R_эу6 (кривая 1), для «внутренних» электродов R^∗ _2,2=R_2,2/R_эу2=R^∗ _3,3=R_3,3/R_эу3=R^∗ _4,4=R_4,4/R_эу4=R^∗ _5,5=R_5,5/R_эу5 (кривая 2), взаимных РПК R^∗ _1,2= R_1,2/R_эу1=R^∗ _2,3=R_2,3/R_эу2=R^∗ _3,4=R_3,4/R_эу3=R^∗ _4,5=R_4,5/R_эу4=R^∗ _5,6=R_5,6/R_эу5 (кривая 3) и R^∗ _1,3=R_1,3/R_эу1=R^∗ _2,4=R_2,4/R_эу2=R^∗ _2,4=R_2,4/R_эу2=R^∗ _2,4=R_2,4/R_эу2 (кривая 4) схемы замещения ванны шестиэлектродной печи с расположением электродов в линию при одинаковом заглублении h_э всех электродов от относительного расстояния между осями соседних электродов S^∗=S/l, где R_эуi - сопротивление ванны i-го электрода в предположении отсутствия в ванне остальных электродов, l - высота слабопроводящего слоя ванны. Анализ полученных зависимостей показывает, что взаимные РПК R_{i, i+1}, i=1, …, 5, примерно на порядок меньше собственных РПК R_i,i и R_i+1,i+1, а взаимные РПК R_i,i+2, 1, …, 4 - на два порядка. Чем более удалены электроды друг от друга, тем меньше значение взаимного РПК схемы замещения ванны для этих электродов. Это дает основание при исследовании электрического режима печи без значительной погрешности пренебречь влиянием взаимных РПК R_i,j схемы замещения ванны, для которых j>i+1 (i>j+1), и принять их значения равными нулю. При таком допущении для напряжений участков «электрод - подина» и токов измерительной частоты будут справедливы равенстваIn FIG. 1a and 1b depict the dependences of the relative intrinsic RPC obtained by physical and mathematical modeling for the “extreme” electrodes R ^∗ _1,1 = R _1,1 / R _eu1 = R ^∗ _6.6 = R _6.6 / R _eu6 (curve 1), for “internal” electrodes R ^∗ _2.2 = R _2.2 / R _EU2 = R ^∗ _3.3 = R _3.3 / R _EU3 = R ^∗ _4.4 = R _4.4 / R _EU4 = R ^∗ _{5 , 5} = R _5.5 / R _EU5 (curve 2), mutual RPK R ^∗ _1.2 = R _1.2 / R _EU1 = R ^∗ _2.3 = R _2.3 / R _EU2 = R ^∗ _3.4 = R _3.4 / R _EU3 = R ^∗ _4.5 = R _4.5 / R _EU4 = R ^∗ _5.6 = R _5.6 / R _EU5 (curve 3) and R ^∗ _1.3 = R _{1, 3} / R _EU1 = R ^∗ _2.4 = R _2.4 / R _EU2 = R ^∗ _2.4 = R _2.4 / R _EU2 = R ^∗ _2.4 = R _2.4 / R _EU2 (curve 4) equivalent circuits of the bath of a six-electrode furnace with the arrangement of electrodes in a line with the same plug lenii h _e all the electrodes on the relative distance between the axes of adjacent electrodes S ^{* =} S / l, where R _eui - resistance baths i-th electrode, assuming no other electrodes in the bath, l - Height baths weekly conducting layer. The analysis of the obtained dependencies shows that the mutual RPKs R _{i, i + 1} , i = 1, ..., 5, are approximately an order of magnitude smaller than their own RPKs R _{i, i} and R _{i + 1, i + 1} , and the mutual RPK R _{i, i +2} , 1, ..., 4 - two orders of magnitude. The more distant the electrodes are from each other, the lower the value of the mutual RPK of the bath equivalent circuit for these electrodes. This gives reason to study the electric mode of the furnace without significant error to neglect the influence of mutual RPK R _{i, j} bath _equivalent circuits for which j> i + 1 (i> j + 1) and take their values equal to zero. With this assumption, for the voltage of the electrode – hearth sections and the currents of the measuring frequency, the equalities

Допустим, что обеспечен электрический режим печи для первой комбинации электродов «первый электрод - четвертый электрод», при котором отсутствует ток измерительной частоты во втором, третьем, пятом и шестом электродах, т.е. I_2и=I_3и=I_5и=I_6и=0 (табл.). Тогда очевидно I_1и=I_4и и из (2) следуют соотношенияLet us assume that the electric mode of the furnace is provided for the first combination of electrodes “first electrode - fourth electrode”, in which there is no current of the measuring frequency in the second, third, fifth and sixth electrodes, i.e. I _{2 and} I = _3i = I = I _{5i 6i} = 0 (tab.). Then it is obvious that I _1i = I _4i and relations (2) imply the relations

Если обеспечен электрический режим печи для второй комбинации (табл.), при которой отсутствует ток измерительной частоты в первом, третьем, четвертом и шестом электродах, т.е. I_1и=I_3и=I_4и=I_6и=0. Тогда очевидно I_2и=I_5и и из (2) следуют соотношенияIf the electric mode of the furnace is provided for the second combination (table), at which there is no current of the measuring frequency in the first, third, fourth and sixth electrodes, i.e. I = _{1 and} I = I _{4 and the third} I = _6i = 0. Then it is obvious that I _2i = I _5i and relations (2) imply the relations

Когда обеспечен электрический режим печи для третьей комбинации (табл.), при которой отсутствует ток измерительной частоты в первом, втором, четвертом и пятом электродах, т.е. I_1и=I_2и=I_4и=I_5и=0. Тогда очевидно I_3и=I_6и и из (2) следуют соотношенияWhen the electric mode of the furnace is provided for the third combination (table), at which there is no current of the measuring frequency in the first, second, fourth and fifth electrodes, i.e. I _1i = I _2i = I _4i = I _5i = 0. Then it is obvious that I _3i = I _6i and relations (2) _{imply the} relations

На фиг. 2 изображена схема цепи силового питания печи, источников питания измеряющей частоты и измерения, в которой E_1пит, Е_2пит, Е_3пит - ЭДС вторичных обмоток печных трансформаторов; Z_1кс, Z_2кс, Z_3кс, Z_4кс, Z_4кс, Z_5кс, Z_6кс - сопротивления вторичных обмоток трансформаторов и короткой сети; R_1,1, R_2,2, R_3,3, R_4,4, R_5,5, R_6,6 - собственные разностно-потенциальные коэффициенты схемы замещения ванны; R_1,2, R_2,3, R_3,4, R_4,5, R_5,6 - взаимные разностно-потенциальные коэффициенты схемы замещения ванны; Ф1, Ф2 - фильтры, прозрачные для тока измеряющей частоты и непрозрачные для тока рабочей частоты.In FIG. 2 shows a diagram of the furnace power supply circuit, measuring frequency and measurement power sources, in which E _1pit , E _2pit , E _3pit - EMF of the secondary windings of furnace transformers; Z _1KS , Z _2KS , Z _3KS , Z _4KS , Z _4KS , Z _5KS , Z _6KS - resistances of the secondary windings of transformers and a short network; R _1.1 , R _2.2 , R _3.3 , R _4.4 , R _5.5 , R _6.6 — intrinsic difference potential coefficients of the bath equivalent circuit; R _1,2 , R _2,3 , R _3,4 , R _4,5 , R _5,6 - mutual difference-potential coefficients of the bath equivalent circuit; F1, F2 - filters that are transparent to the current of the measuring frequency and opaque to the current of the operating frequency.

Ввод ЭДС источников питания измеряющей частоты можно осуществить, например, при помощи вводных устройств, по конструкции напоминающих трансформаторы тока, которые на фиг. 2 обозначены T1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6. Вторичными обмотками вводных устройств являются ветви короткой сети, охваченные магнитопроводами, на которых расположены первичные обмотки с большим числом витков.The input of the EMF of the measuring frequency power supplies can be accomplished, for example, using input devices similar in design to current transformers, which in FIG. 2 are designated T1, T2, T3, T4, T5, T6. The secondary windings of the input devices are the branches of a short network covered by magnetic cores on which the primary windings with a large number of turns are located.

Первичные цепи вводных устройств содержат фильтры Ф3, Ф4, Ф5, Ф6, Ф7, Ф8, прозрачные для тока рабочей частоты источника питания, фильтры Ф9, Ф10, Ф11, Ф12, Φ13, Φ14, прозрачные для токов измеряющей частоты, источники питания измеряющей частоты e_1изм, е_2изм, е_3изм, е_4изм, е_5изм, е_6изм с изменяемыми амплитудой и фазой ЭДС. В первичную цепь включены датчики действующего значения тока ДТ1, ДТ2, ДТ3, ДТ4, ДТ5, ДТ6, токовые обмотки ваттметров W1, W2, W3, W4, W5, W6. По величине тока первичной цепи вводного устройства судят о токе измеряющей частоты в электроде. Обмотки напряжения ваттметров W1, W2, W3, W4, W5, W6 последовательно соединены с прозрачными для тока измеряющей частоты фильтрами соответственно Ф15, Ф16, Ф17, Φ18, Φ19, Ф20 и подключены к электродам и подине ванны.The input device primary circuits contain filters Ф3, Ф4, Ф5, Ф6, Ф7, Ф8, transparent for the current of the operating frequency of the power source, filters F9, Ф10, Ф11, Ф12, Φ13, Φ14, transparent for the currents of the measuring frequency, power sources of the measuring frequency e _1ism , e _2ism , e _3ism , e _4ism , e _5ism , e _6ism with variable amplitude and phase EMF. The primary circuit includes sensors of the effective current value DT1, DT2, DT3, DT4, DT5, DT6, current windings of wattmeters W1, W2, W3, W4, W5, W6. The magnitude of the current of the primary circuit of the input device judges the current of the measuring frequency in the electrode. The voltage windings of the wattmeters W1, W2, W3, W4, W5, W6 are connected in series with the filters F15, F16, F17, Φ18, Φ19, F20, respectively, transparent to the current of the measuring frequency, and connected to the electrodes and the bottom of the bath.

На фиг. 3а, 3б изображены возможные схемы фильтров, прозрачные для токов одной частоты и непрозрачные для токов другой частоты. Например, если схемы прозрачны для токов измерительной частоты и непрозрачны для токов рабочей частоты, то в каждой из них параллельный контур имеет резонансную настройку на частоте рабочего тока. Сопротивление параллельного контура имеет индуктивный характер для измеряющей частоты, если последняя ниже частоты питающего печь тока. Поэтому для пропускания токов измеряющей частоты последовательно с этим контуром включен конденсатор, емкостное сопротивление которого совместно с индуктивным сопротивлением контура обеспечивает резонанс напряжений на измеряющей частоте. Если же измеряющая частота больше рабочей частоты, то параллельный контур имеет емкостное сопротивление и последовательное включение с контуром катушки обеспечивает резонанс напряжений на измеряющей частоте.In FIG. 3a, 3b illustrate possible filter circuits transparent for currents of one frequency and opaque for currents of another frequency. For example, if the circuits are transparent for currents of the measuring frequency and opaque for currents of the operating frequency, then in each of them the parallel circuit has a resonant setting at the frequency of the operating current. The resistance of the parallel circuit is inductive for the measuring frequency, if the latter is lower than the frequency of the current supplying the furnace. Therefore, to pass currents of the measuring frequency, a capacitor is connected in series with this circuit, the capacitance of which, together with the inductive resistance of the circuit, provides a resonance of the voltages at the measuring frequency. If the measuring frequency is greater than the operating frequency, then the parallel circuit has capacitance and series connection with the coil circuit provides voltage resonance at the measuring frequency.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Пусть необходимо определить собственные разностно-потенциальные коэффициенты R_1,1, I_4,4 для первого и четвертого электродов схемы замещения ванны. Тогда амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты е_1изм и е_4изм оставляют неизменными такими, что их фазы ЭДС отличаются друг от друга на 180 электрических градусов. Амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты е_2изм, е_3изм, е_5изм, е_6изм изменяют так, чтобы действующие значения токов I_2и, I_3и, I_5и, I_6и измеряющей частоты в ветвях соответствующих электродов достигли значений, равных нулю. При этом условии действующие значения токов I_1и и I_4и будут равны, а собственные разностно-потенциальные коэффициенты ванны для крайних электродов определяются по выражениям (3).Let it be necessary to determine the intrinsic difference potential coefficients R _1.1 , I _4.4 for the first and fourth electrodes of the bath equivalent circuit. Then the amplitudes and phases of the emf of the sources of the measuring frequency e _1sim and e _4ism leave unchanged such that their phases of the emf differ from each other by 180 electrical degrees. The amplitudes and phases of the EMF of the sources of the measuring frequency e _{2 s} , e _{3 s} , e _{5 s} , e _{6 s are} changed so that the effective values of the currents I ₂ , I _{3 s} , I _{5 s} , I _{6 s of the} measuring frequency in the branches of the corresponding electrodes reach values equal to zero. Under this condition, the effective values of the currents I _1i and I _4i will be equal, and the intrinsic difference potential bath coefficients for the extreme electrodes are determined by the expressions (3).

При определении собственных РПК схемы замещения ванны R_2,2, R_5,5 для второго и пятого электродов амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты е_2изм и e_5изм оставляют неизменными так, что их фазы ЭДС отличаются друг от друга на 180 электрических градусов. При этом амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты е_1изм, е_3изм, е_4изм, е_6изм изменяют так, чтобы действующие значения токов I_1и, I_3и, I_4и, I_6и измеряющей частоты в ветвях соответствующих электродов достигли значений, равных нулю. Тогда действующие значения токов I_2и и I_5и будут равны, а собственный РПК схемы замещения ванны для второго и пятого электродов определяются по (4).When determining the proper RPK, the bath equivalent circuits R _2.2 , R _5.5 for the second and fifth electrodes of the amplitude and phase of the EMF of the sources of the measuring frequency e _2meas and e _{5meas are} left unchanged so that their phase EMF differ by 180 electrical degrees from each other. The amplitudes and phases of the EMF sources measuring frequency f _1izm e _3izm e _4izm e _6izm changed so that current values of currents I _{1 and,} I _third, I _4i, I _6i measuring frequencies in the branches of the respective electrodes reached values equal to zero. Then, the effective values of the currents I _2i and I _5i will be equal, and the proper RPK of the bath equivalent circuit for the second and fifth electrodes are determined by (4).

При определении собственных РПК схемы замещения ванны R_3,3, R_6,6 для третьего и шестого электродов амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты е_3изм и е_6изм оставляют неизменными так, что их фазы ЭДС отличаются друг от друга на 180 электрических градусов. При этом амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты е_1изм, е_3изм, е_4изм, е_5изм изменяют так, чтобы действующие значения токов I_1и, I_2и, I_4и, I_5и измеряющей частоты в ветвях соответствующих электродов достигли значений, равных нулю. Тогда действующие значения токов I_3и и I_6и будут равны, а собственные РПК схемы замещения ванны для второго и четвертого электродов определяются по (5).When determining the proper RPK, the bath equivalent circuits R _3.3 , R _6.6 for the third and sixth electrodes of the amplitude and phase of the emf of the sources of the measuring frequency e _3sim and e _{6m are} left unchanged so that their phases of the emf differ by 180 electrical degrees from each other. In this case, the amplitudes and phases of the EMF of the sources of the measuring frequency e _{1 s} , e _{3 s} , e _{4 s} , e _{5 s are} changed so that the effective values of the currents I _1i , I _2i , I _4i , I _{5 and the} measuring frequency in the branches of the corresponding electrodes reach values equal to zero. Then the effective values of the currents I _3i and I _6i will be equal, and the proper RPK of the bath _equivalent circuit for the second and fourth electrodes are determined by (5).

Источники информацииInformation sources

1. А.С. СССР №436458, кл. H05В 7/144. Способ определения сопротивления межэлектродного пространства рабочей зоны трехфазной рудно-термической печи. 1972.1. A.S. USSR No. 436458, cl. H05B 7/144. A method for determining the resistance of the interelectrode space of the working zone of a three-phase ore-thermal furnace. 1972.

2. А.С. СССР №706943, кл. H05В 7/144. Фрыгин В.М. Способ определения проводимости подэлектродного объема трехфазной рудно-термической печи. Опубл. 31.12.79 в БИ №48, 1979.2. A.S. USSR No. 706943, class H05B 7/144. Frygin V.M. A method for determining the conductivity of the sub-electrode volume of a three-phase ore-thermal furnace. Publ. 12/31/79 in BI No. 48, 1979.

3. А.С. СССР №955534, кл. H05В 7/144. Фрыгин В.М. Способ определения сопротивления между электродом и подиной трехфазной трехэлектродной рудно-термической печи. Опубл. 30.08.82 в БИ №32, 1982.3. A.S. USSR No. 955534, class H05B 7/144. Frygin V.M. A method for determining the resistance between the electrode and the bottom of a three-phase three-electrode ore-thermal furnace. Publ. 08/30/82 in BI No. 32, 1982.

4. А.С. СССР №955535, кл. H05В 7/144. Фрыгин В.М. Способ определения проводимости между электродом и подиной трехфазной трехэлектродной рудно-термической печи. Опубл. 30.08.82 в БИ №32, 1982.4. A.S. USSR No. 955535, class H05B 7/144. Frygin V.M. A method for determining the conductivity between the electrode and the bottom of a three-phase three-electrode ore-thermal furnace. Publ. 08/30/82 in BI No. 32, 1982.

5. Патент РФ №2550739. Ильгачев А.Н., Абрамов А.В. Способ определения электрического параметра, характеризующего состояние подэлектродного пространства трехфазной трехэлектродной печи. Опубл. 10.05.2015, Бюл. №13.5. RF patent №2550739. Ilgachev A.N., Abramov A.V. A method for determining the electrical parameter characterizing the state of the sub-electrode space of a three-phase three-electrode furnace. Publ. 05/10/2015, Bull. No. 13.

6. Ильгачев А.Н. Разностно-потенциальные коэффициенты ванн многоэлектродных печей резистивного нагрева. / А.Н. Ильгачев // Вестник Чувашского университета. 2006. №2. С.227-233.6. Ilgachev A.N. Potential difference coefficients of baths of multi-electrode resistive heating furnaces. / A.N. Ilgachev // Bulletin of the Chuvash University. 2006. No2. S.227-233.

7. Ильгачев А.Н. Исследование разностно-потенциальных коэффициентов ванн многоэлектродных печей резистивного нагрева. / А.Н. Ильгачев // Региональная энергетика и электротехника: проблемы и решения. Вып.7. Чебоксары. Изд-во Чуваш. ун-та. 2011. С. 196-209.7. Ilgachev A.N. Investigation of the differential potential coefficients of baths of multi-electrode resistive heating furnaces. / A.N. Ilgachev // Regional energy and electrical engineering: problems and solutions. Issue 7. Cheboksary. Publishing House of Chuvash. un-that. 2011.S. 196-209.

Claims (1)

Способ определения электрических параметров, характеризующих состояние подэлектродных пространств ванны трехфазной рудно-термической печи с шестью электродами, расположенными в линию, пары соседних из которых подключены с помощью токоподвода к вторичным обмоткам печных трансформаторов, в соответствии с которым последовательно к каждому из электродов подключают управляемый источник питания измеряющей частоты, отличной от рабочей частоты источника питания печи, изменяют ЭДС и фазы источников питания измеряющей частоты, измеряют токи и активные мощности на измеряющей частоте и определяют электрические параметры подэлектродных пространств, в качестве которых приняты собственные разностно-потенциальные коэффициенты участков ванны «электрод - подина», отличающийся тем, что к электрической цепи печи подключают два фильтра, прозрачные для тока измерительной частоты и непрозрачные для тока рабочей частоты, выводы каждого из которых присоединяют к соседним электродам, принадлежащим разным фазам печных трансформаторов, для каждой из трех комбинаций, состоящей из двух электродов «электрод - электрод, расположенный через два электрода» оставляют неизменными амплитуды и фазы ЭДС их источников питания измеряющей частоты такими, что фазы их ЭДС отличаются друг от друга на 180 электрических градусов, изменяют амплитуды и фазы ЭДС источников измеряющей частоты остальных электродов так, чтобы действующие значения токов измеряющей частоты в них стали равными нулю, измеряют ток в цепи попарно выбранных электродов, активные мощности, выделяющиеся на участках «электрод - подина» выбранной комбинации на измеряющей частоте, и вычисляют собственные разностно-потенциальные коэффициенты схемы замещения ванны в соответствии с выражениями

где I_1и, I_2и, I_3и, P_1и, P_2и, P_3и, P_4и, P_5и, P_6и - величины токов в первичной цепи источника питания измеряющей частоты в комбинациях пар «электрод - электрод, расположенный через два электрода» и активные мощности, выделяющиеся на участках «электрод - подина» соответствующих комбинаций электродов; w_т - количество витков первичной обмотки вводного устройства. A method for determining electrical parameters characterizing the state of the sub-electrode spaces of a bathtub of a three-phase ore-thermal furnace with six electrodes arranged in a line, pairs of neighboring of which are connected by current supply to the secondary windings of furnace transformers, according to which a controlled power source is connected in series to each of the electrodes measuring frequency other than the operating frequency of the furnace power source, change the EMF and phase power sources of the measuring frequency, measure the current and the active powers at the measuring frequency and determine the electrical parameters of the sub-electrode spaces, which are taken as the own differential potential coefficients of the electrode-bottom sections of the bath, characterized in that two filters are connected to the electric circuit of the furnace, transparent to the current of the measuring frequency and opaque for a current of operating frequency, the conclusions of each of which are connected to adjacent electrodes belonging to different phases of furnace transformers, for each of the three combinations consisting of two of electrodes “electrode - electrode located through two electrodes” leave the amplitudes and phases of the EMF of their power sources of the measuring frequency unchanged so that the phases of their EMF differ by 180 electrical degrees from each other, change the amplitudes and phases of the EMF of the sources of measuring frequency of the other electrodes so that the effective values of the currents of the measuring frequency in them become equal to zero, measure the current in the circuit of pairwise selected electrodes, the active power released in the areas "electrode - hearth" of the selected combination on the measuring th frequency, and calculate its own potential difference-bath ratios of the equivalent circuit in accordance with the expressions

where I _{1 and,} I _2u, I _third, P _{1 and,} P _2i, P _3i, P _4i, P _5i, P _6u - magnitudes of the currents in the primary circuit of the measuring power source frequency in combinations of pairs of "electrode - electrode disposed across two electrodes" and active powers released in the electrode-hearth sections of the respective electrode combinations; w _t - the number of turns of the primary winding of the input device.

Images